CN110644317A - 一种整体装配式废旧塑料路面结构及加工方法 - Google Patents

Abstract

一种整体装配式废旧塑料路面结构及加工方法，路面结构包括设置在道路中央分隔带的路面基体，路面基体由集料、废旧塑料、水泥、碳纤维、减水剂及填料按比例组成，比例关系依据路面等级、交通量及废旧塑料的强度设定；路面基体的上表面开设有排水孔和降噪孔，排水孔和降噪孔的孔间距、孔径以及孔分布根据降噪和排水效果来确定；路面基体当中设有与排水孔相连的蓄水池，蓄水池的底部两侧设有排水管，通过排水管将蓄水池中沉积的水引流至道路两侧排出。本发明通过将废旧塑料应用到道路工程中，不仅减少了环境污染，而且缓解了筑路石料缺乏的问题，能够实现雨水快速回收、储蓄和循环利用，路面基体的加工方法制备过程简单，能够产业化批量生产。

Description

一种整体装配式废旧塑料路面结构及加工方法

技术领域

本发明涉及道路工程领域，具体涉及一种整体装配式废旧塑料路面结构及加工方法。

背景技术

废旧塑料的回收利用，是变废为宝和解决生态环境污染的重要途径，它作为一项节约能源、保护环境的措施，受到世界各国的重视。国外的回收利用方法主要包括分类回收、制取单体原材料、生产清洁燃油和用于发电，目前，将废旧塑料回收利用作为筑路材料的相关报道还很少见。另外，传统城市建设模式，处处是硬化路面。每逢大雨，主要依靠管渠、泵站等设施来排水，以“快速排出”和“末端集中”控制为主要规划设计理念，往往造成逢雨必涝，旱涝急转。建设海绵城市就需要有可渗透性的路面结构，便于及时排水。

目前，我国的路面结构主要是采用密级配的沥青混合料路面结构和水泥混凝土路面结构，这两种路面结构为不透水的路面结构。为了满足排水需要，采用废旧塑料装配式路面结构作为透水路面结构，既能解决废物利用的问题，也能够解决排水困难的问题。

将废旧塑料经过处理后制作成装配式路面结构，其性能介于刚性路面和柔性路面之间，能够用于快速修复水泥路面或者沥青路面。该装配式路面结构还可以根据需要设置成为不同功能要求的路面结构，用于满足不同功能的需要，例如降噪和排水等，应用前景广泛。

发明内容

本发明的目的在于针对传统的路面结构排水不畅以及废旧塑料未能在筑路材料中有效利用的问题，提供一种整体装配式废旧塑料路面结构及加工方法，该路面结构充分利用了废旧塑料，能够满足路面排水和降噪的功能需求，并且可以工厂化批量生产。

为了实现上述目的，本发明有如下技术方案：

一种整体装配式废旧塑料路面结构，包括设置在道路中央分隔带的路面基体，路面基体由集料、废旧塑料、水泥、碳纤维、减水剂及填料按比例组成，比例关系依据路面等级、交通量及废旧塑料的强度设定；路面基体的上表面开设有排水孔和降噪孔，排水孔和降噪孔的孔间距、孔径以及孔分布根据降噪和排水效果来确定；路面基体当中设有与排水孔相连的蓄水池，蓄水池的底部两侧设有排水管，通过排水管将蓄水池中沉积的水引流至道路两侧排出。

优选的，本发明整体装配式废旧塑料路面结构一种实施例中，所述路面基体每平方米的材料组成为：水150kg～200kg，水泥300kg～500kg，砂450kg～570kg，石子900kg～1500kg，废旧再生塑料10kg～50kg，减水剂5kg～15kg，钢纤维15kg～40kg。

优选的，本发明整体装配式废旧塑料路面结构一种实施例中，所述砂的粒径为3mm～5mm，所述石子的粒径为5mm～10mm。

优选的，本发明整体装配式废旧塑料路面结构一种实施例中，所述的路面基体组成混合料的立方体抗压强度为10MPa～55MPa。

优选的，本发明整体装配式废旧塑料路面结构一种实施例中，所述的排水孔在路面基体的上表面间隔设置有多排，并且每排间隔设置有多个；

所述路面基体的上表面设置有多个整体移动式护栏，整体移动式护栏的两侧分别安装在护栏移动轨道上，通过整体移动式护栏能够将排水孔进行遮盖或打开。

优选的，本发明整体装配式废旧塑料路面结构一种实施例中，所述的排水管经过沉淀池将水引流至道路两侧排出，沉淀池通过沉淀砂石以及杂物防止排水管阻塞，沉淀池连接路面上方的维修通道，通过维修通道清理结构内沉积的杂物。

优选的，本发明整体装配式废旧塑料路面结构一种实施例中，所述的蓄水池并排设置多个且底部互相连通，当需要通过地基排水时，每个蓄水池的下方对应设置泄水孔；所述的泄水孔当中上下设置有两个反滤层，上部的反滤层用于过滤杂物，防止泄水孔堵塞，下部的反滤层用于防止地基土流入蓄水池；当需要对地基隔水时，蓄水池的底面封闭。

优选的，本发明整体装配式废旧塑料路面结构一种实施例中，根据抗滑性能要求，所述路面基体的上表面设置有防滑纹理或者镶嵌设置硬质的抗滑材料层。

本发明还提出一种整体装配式废旧塑料路面结构中路面基体的加工方法，包括以下步骤：

1)将砂和石子作为集料混合干拌均匀；2)将废旧塑料粉碎至颗粒态，向集料中添加颗粒态的废旧塑料，干拌使废旧塑料颗粒均匀分布在集料当中；3)向步骤2)的混合料中添加钢纤维并混合均匀；4)向步骤3)的混合料中添加水泥并搅拌至均匀；5)向步骤4)的混合料中添加水和减水剂，湿拌均匀后在模具中浇注成型，标准养护后拆模。

优选的，所述的步骤1)干拌时间为1min，步骤2)干拌时间为2min，步骤3)干拌1min混合均匀，步骤4)搅拌时间为2min，步骤5)湿拌时间为2min，标准养护时间为1天。

相较于现有技术，本发明的路面结构有如下的技术效果：路面基体所采用的材料主要由由集料、废旧塑料、水泥、碳纤维、减水剂及填料按比例组成，通过将废旧塑料应用到道路工程中，不仅减少了环境污染，起到保护环境的作用，还能够将废物再生重新利用到路面结构中，缓解了筑路石料缺乏的问题。本发明的路面结构能够实现雨水快速回收、储蓄和循环利用的作用，性能介于柔性路面和刚性路面之间，采用装配式结构一方面便于工厂化制备，另一方面在发生破损时也易于进行板块式更换，缩短修筑和维修时间。

进一步的，本发明排水孔在路面基体的上表面间隔设置有多排，通过整体移动式护栏能够将排水孔进行遮盖或打开，在夏季，当整体移动式护栏移动到盖住进水孔的位置，结构内的水分存储在结构内部，起到降低结构内部温度差的作用，当整体移动式护栏移动到露出进水孔的位置，路面结构一方面起到收集雨水的作用，另一方面收集到的雨水也可以通过进水孔蒸发掉，起到降低路表温度的作用。在冬季，结构内的水分可以通过排水管排除路面结构外，防止结构冻胀开裂，如果当路面结构发生破损，装配式路面结构也易于进行更换。

相较于现有技术，本发明路面基体的加工方法制备过程简单，能够产业化批量生产。

附图说明

图1本发明路面结构的横断面示意图；

图2本发明路面结构的设置方式俯视图；

附图中：1-道路标线；2-整体移动式护栏；3-护栏移动轨道；4-排水孔；5-蓄水池；6-沉淀池；7-排水管；8-维修口；9-路面基体；10-泄水孔；11-反滤层。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明。

参见图1-2，本发明的整体装配式废旧塑料路面结构包括设置在道路中央分隔带的路面基体9以及通过路面基体9设置的整体移动式护栏2、护栏移动轨道3、排水孔4、蓄水池5、沉淀池6、排水管7、维修口8、路面基体9、泄水孔10和反滤层11，水流通过中央分隔带的排水孔4流入路面结构中的蓄水池5，当蓄水池5的水量太大，水经过沉淀池6，然后通过设置在路面结构中的排水管7流出，该装配式路面结构的底面可设置泄水孔10。

路面基体9的材料是由一定比例的集料、废旧再生塑料、水泥、碳纤维、减水剂及填料组成，每平方米混合料的配合比组成分别为：水150～200kg，水泥300～500kg，砂450～570kg，石子900～1500kg，废旧塑料10～50kg，减水剂5～15kg，钢纤维15～40kg。

混合料的立方体抗压强度为10～55MPa。

路面基体9上设置有整体式移动结构，包括整体式护栏2和护栏移动轨道3。

当有雨水时，可通过移动整体式护栏2，打开排水孔4便于大规模排水，当无雨水或者雨水小的时候，可将整体式护栏2移动到排水孔4的位置，将排水孔4盖住，防止路面杂物或人员坠落，排水孔4的数量设置可根据年平均降雨量的统计数据进行设置。

排水孔4与蓄水池5相连，雨水可通过蓄水池5存储，也可以通过横向排水管7排出路面结构外。排水管4的中部设置沉淀池6，用于沉淀砂石等，防止堵住排水管7。

当需要通过地基排水时，蓄水池5底部可设置泄水孔4，当地基土质不良，需要隔水时，可不设置泄水孔4。当设置泄水孔4时，泄水孔4的上部和下部要设置反滤层11，上部的反滤层11用于过滤杂物，防止泄水孔堵塞，下部设置的反滤层11防止基土流入到蓄水池5中。

沉淀池6上方设置维修通道，可及时清理蓄水池5中和沉淀池6中沉淀的杂物。

路面基体9的混合料组成比例，根据路面等级、交通量及废旧塑料的强度来设计。

可以对路面基体9的表面进行纹理设计，也可以在其表面镶嵌硬质抗滑材料来满足抗滑性能的要求。路面基体9表面小孔的孔间距、孔径以及孔分布根据降噪和排水效果来确定。

本发明整体装配式废旧塑料路面结构中路面基体的加工方法，包括以下步骤：

1)搅拌集料，将一定比例的集料(砂和石子)干拌1min，搅拌均匀，其中砂的粒径为3mm～5mm，石子的粒径为5mm～10mm；2)添加废旧再生塑料颗粒，在搅拌好的均匀料中添加废旧再生塑料颗粒，搅拌2min，确保废旧再生塑料颗粒均匀分布在混合料中；3)添加钢纤维，在均匀混合料中添加一定量的钢纤维，干拌1min；4)添加水泥，将一定量的水泥添加到混合料中搅拌2min至均匀；5)添加水和减水剂，在搅拌过程中混合料均匀的水和减水剂缓慢倒入搅拌机内，湿拌2min，最后在模具中浇注成型。标准养护1天后拆模。

本发明整体装配式废旧塑料路面结构的技术优势在于：

该结构中所采用的材料主要由废旧塑料、水泥、碎石、碳纤维和填料等组成，将废旧塑料应用到道路工程中，不仅缓解环境污染的问题，还可将废物再生利用到路面结构中，并且缓解筑路石料缺乏的问题；该结构能够实现雨水回收、储蓄和循环利用的作用，在夏季，当整体移动式护栏2移动到盖住排水孔4的位置，结构内的水分存储在结构内部，起到降低结构内部温度差的作用，当整体移动式护栏2移动到露出排水孔4的位置，路面结构一方面起到收集雨水的作用，另一方面收集到的雨水也可以通过排水孔4蒸发掉，起到降低路表温度的作用，蓄水池5的下方设置泄水孔10，可以根据地基材料的种类，将雨水排在地基中；在冬季，结构内的水分可以通过排水管7排除路面结构外，防止结构冻胀开裂，如果当路面结构发生破损，装配式路面结构也易于进行板块式更换，缩短修筑和维修时间。

以上所述仅仅是本发明的较佳实施例，并不用以对本发明的技术方案进行任何限定，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均落入由权利要求所确定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种整体装配式废旧塑料路面结构，其特征在于：包括设置在道路中央分隔带的路面基体(9)，路面基体(9)由集料、废旧塑料、水泥、碳纤维、减水剂及填料按比例组成，比例关系依据路面等级、交通量及废旧塑料的强度设定；路面基体(9)的上表面开设有排水孔(4)和降噪孔，排水孔(4)和降噪孔的孔间距、孔径以及孔分布根据降噪和排水效果来确定；路面基体(9)当中设置有与排水孔(4)相连的蓄水池(5)，蓄水池(5)的底部两侧设置有排水管(7)，通过排水管(7)将蓄水池(5)中沉积的水引流至道路两侧排出。

2.根据权利要求1所述的整体装配式废旧塑料路面结构，其特征在于，所述路面基体(9)每平方米的材料组成为：水150kg～200kg，水泥300kg～500kg，砂450kg～570kg，石子900kg～1500kg，废旧再生塑料10kg～50kg，减水剂5kg～15kg，钢纤维15kg～40kg。

3.根据权利要求2所述的整体装配式废旧塑料路面结构，其特征在于：所述砂的粒径为3mm～5mm，所述石子的粒径为5mm～10mm。

4.根据权利要求1或2所述的整体装配式废旧塑料路面结构，其特征在于：所述的路面基体(9)组成混合料的立方体抗压强度为10MPa～55MPa。

5.根据权利要求1所述的整体装配式废旧塑料路面结构，其特征在于：所述的排水孔(4)在路面基体(9)的上表面间隔设置有多排，并且每排间隔设置有多个；所述路面基体(9)的上表面设置有多个整体移动式护栏(2)，整体移动式护栏(2)的两侧分别安装在护栏移动轨道(3)上，通过整体移动式护栏(2)能够将排水孔(4)进行遮盖或打开。

6.根据权利要求1所述的整体装配式废旧塑料路面结构，其特征在于：所述的排水管(7)经过沉淀池(6)将水引流至道路两侧排出，沉淀池(6)通过沉淀砂石以及杂物防止排水管(7)阻塞，沉淀池(6)连接路面上方的维修通道，通过维修通道清理结构内沉积的杂物。

7.根据权利要求1所述的整体装配式废旧塑料路面结构，其特征在于：所述的蓄水池(5)并排设置多个且底部互相连通，当需要通过地基排水时，每个蓄水池(5)的下方对应设置泄水孔(10)；所述的泄水孔(10)当中上下设置有两个反滤层(11)，上部的反滤层(11)用于过滤杂物，防止泄水孔堵塞，下部的反滤层(11)用于防止地基土流入蓄水池(5)；

当需要对地基隔水时，蓄水池(5)的底面封闭。

8.根据权利要求1所述的整体装配式废旧塑料路面结构，其特征在于：根据抗滑性能要求，所述路面基体(9)的上表面设置有防滑纹理或者镶嵌设置硬质的抗滑材料层。

9.一种如权利要求1或2所述整体装配式废旧塑料路面结构中路面基体的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将砂和石子作为集料混合干拌均匀；2)将废旧塑料粉碎至颗粒态，向集料中添加颗粒态的废旧塑料，干拌使废旧塑料颗粒均匀分布在集料当中；3)向步骤2)的混合料中添加钢纤维并混合均匀；4)向步骤3)的混合料中添加水泥并搅拌至均匀；5)向步骤4)的混合料中添加水和减水剂，湿拌均匀后在模具中浇注成型，标准养护后拆模。

10.根据权利要求9所述的加工方法，其特征在于：

所述的步骤1)干拌时间为1min，步骤2)干拌时间为2min，步骤3)干拌1min混合均匀，步骤4)搅拌时间为2min，步骤5)湿拌时间为2min，标准养护时间为1天。

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