CN111041924A - 一种现制透水地面及其制备工艺 - Google Patents

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CN111041924A CN201811220618.3A CN201811220618A CN111041924A CN 111041924 A CN111041924 A CN 111041924A CN 201811220618 A CN201811220618 A CN 201811220618A CN 111041924 A CN111041924 A CN 111041924A
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秦升益
蔡小蓓
龙御云
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
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    • E01C7/00—Coherent pavings made in situ
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C11/00—Details of pavings
    • E01C11/22—Gutters; Kerbs ; Surface drainage of streets, roads or like traffic areas
    • E01C11/224—Surface drainage of streets
    • E01C11/225—Paving specially adapted for through-the-surfacing drainage, e.g. perforated, porous; Preformed paving elements comprising, or adapted to form, passageways for carrying off drainage

Abstract

本发明属于道路建设领域，具体涉及一种现制透水地面。本发明所提供的现制透水地面，包括骨料和包覆所述骨料的粘结剂，其中，粘结剂包括第一无机粘结剂、第二无机粘结剂、第一添加剂和第二添加剂；第一添加剂为硅酸盐和/或磷酸盐；第二添加剂为亲水性固体颗粒物。本发明所提供的现制透水地面，其表层铺装材料在固化前流动性良好，可以直接用来进行透水地面的铺设，并且其铺设效率高并且用作路面时可初步过滤雨水，由其所形成的面层能够对固体颗粒物有较明显的过滤作用。

Description

一种现制透水地面及其制备工艺
技术领域
本发明属于道路建设领域，具体涉及一种利于雨水回收再利用的现制透水地面。
背景技术
在公园、广场甚至道路等地方的人行道或车行道上，出于防滑等目的，通常需要使路面能即时透水，同时路面也需要具备一定的抗压能力，使得车辆经过时不会损毁路面，尤其在广场等宽阔地方，对路面的整体平整度还有较高要求。针对这种透水地面，通常施工中都是铺装透水砖或者透水混凝土。透水砖都是从工厂大批量生产后运输到现场并人工铺装。这样的道路铺装施工方法，人工铺装速度慢，效率比较低下，而且多块透水砖之间的拼接铺装也难以保证路面的平整度，而路面的平整度不高必然影响路面强度，因而车辆难以通行，否则容易造成砖块的移动，加剧路面的不平整。当然也有其它道路铺装施工方法，比如通过精确的测绘等方式以平整路面，或多层多次的铺装透水层并进行打磨等复杂施工工序，最后铺装透水砖，但这相应地必然耗费较多的人力物力，造成施工成本高昂。透水混凝土则存在面层不耐刮碰，抗冻融性能差，且面层颜色褪色快等缺点。
现有的透水道路通常采用透水混凝土道路或者透水砖铺设道路。其中，透水混凝土道路在铺装时，均需要先夯实素土，然后铺设碎石透水层，上层铺设透水混凝土层，然后使用压路机进行碾压找平，带有颜色面层需要使用色浆掺入有机粘接剂喷涂到混凝土表面或者将透水混凝土层掺入颜料使其带有颜色，此时为突出颜色鲜艳面层粘接水泥大多选用白水泥。而透水砖铺设方案，除了透水混凝土的碎石层和透水混凝土层还需要找平层才可以铺设透水砖，透水砖一般用于人行道及停车场等场合。
但是，以上两种道路的铺设方式均较复杂，且透水混凝土道路的表面颗粒较大，无法对雨水进行初步过滤，且大孔隙容易堵塞，影响透水性能。面层施工需要大型设备支持，能源耗费严重且耗时较长，为防止面层褪色需要经常进行维护，喷涂保护层。而透水砖方案虽然可以起到净化雨水的作用，且具有不易堵塞等优点。但涉及垫层铺装及砖体切割，施工较为繁琐。
所以，如何开发一种利于雨水回收的新型透水型道路的铺设是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中透水型道路存在的透水性能不稳定或施工繁琐的缺陷，开发一种新型的透水型道路，进而提供一种利于雨水回收再利用的现制透水地面。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种现制透水地面，所述道路由上至下依次包括一体成型的透水层和基层，所述一体成型的透水层包括骨料、包覆所述骨料的粘接剂；
所述粘结剂包括第一无机粘结剂、第二无机粘结剂、第一添加剂和第二添加剂；
所述第一添加剂为硅酸盐和/或磷酸盐；
所述第二添加剂为亲水性固体颗粒物；
所述基层包括碎石层和透水混凝土层。
所述碎石层厚度为10～20cm，碎石粒径为5～50mm。
所述第一无机粘结剂占所述骨料重量的1～3％；
所述第二无机粘接剂占所述骨料重量的5～35％。
所述亲水性固体颗粒物为多巴胺、碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化铝、二氧化硅、氧化石墨烯、人造陶粒、氧化铝中的一种或多种；和/或，
所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾、硅酸铝、硅酸钡中的一种或多种；和/或，
所述磷酸盐为磷酸钠、磷酸钾、磷酸铝、磷酸钡中的一种或多种。
所述骨料的粒径为20～140目。
所述亲水性固体颗粒物的粒径为微米级或纳米级。
所述第二添加剂的添加量为骨料重量的3～15％。
所述第一添加剂的添加量为骨料重量的1～5％。
还包括醋酸乙烯－乙烯共聚乳液和/或丙烯酸乳液。
所述醋酸乙烯－乙烯共聚乳液的重量为所述骨料重量的1～8％；和/或，
所述丙烯酸乳液的重量为所述骨料重量的1～5％。
所述第一无机粘接剂和/或所述第二无机粘接剂为水泥。
还包括增强剂，所述增强剂的添加量为所述骨料重量的0.03～0.1％。
还包括促凝剂，所述促凝剂的加入量为所述骨料重量的0.5～2％。
所述骨料为硬质颗粒物。
所述硬质颗粒物为硅砂、人造石英砂、覆膜砂、再生砂、尾矿渣、陶粒中的一种或多种。
所述硅砂为彩色硅砂和/或所述人造石英砂为彩色人造石英砂。
一种所述的现制透水地面的制备方法，包括，
将粘接剂与骨料混合形成面层铺装材料；
对道路基层进行素土夯实操作，而后铺设碎石层；
找平后铺设透水混凝土层，然后在表面铺设所述面层铺装材料，辊压使之密实平整，自然养护。
所述混合为先将骨料与第一添加剂、第二添加剂和第一粘结剂混合；
继续加入第二无机粘结剂，混合。
所述混合为先将骨料与第一添加剂和第一粘结剂混合；
再加入第二无机粘结剂和第二添加剂，混合。
还包括用适量水润湿所述骨料的步骤。
对所述透水混凝土层进行养护和切割，留有伸缩缝，并在所述伸缩缝中嵌入弹性嵌缝材料。
在铺设面层材料时，面料堆积高度高于立模2～10mm。
所述自然养护时间为14d，并且养护期间进行浇水养护。
本发明中所述的覆膜砂可选用中国专利文献CN103028694A、CN104889313A、CN104588569A、CN1274626A和CN1274625A中所述的覆膜砂。
本发明的技术方案具有以下有益效果：
1.本发明所提供的利于雨水回收再利用的现制透水地面，其透水层包括骨料和包覆所述骨料的粘接剂，其中，粘接剂包括亲水性粘接剂主体和粉状添加剂。本发明通过在骨料外包覆含有亲水性粘接剂主体和粉状添加剂，在固化前能够形成流动性良好的现制透水材料。在进行透水性道路现场浇注铺装时，铺设效率高，不同于大颗粒的透水混凝土需要压路机才能铺设平整，本发明面层骨料流动性好，易压实铺平，且平整度较好。本发明相对于透水砖铺装，无需铺设找平层，现场施工效率高成本低。现有技术现场铺装基本采用透水混凝土解决方案，面层骨料粒径约为3-10mm，虽然保证了透水速度，但由于面层孔隙较大，不仅无法对雨水进行初步的过滤及净化，且容易进入灰尘及颗粒杂质，堵塞孔隙，影响透水性能。而本发明所提供现制透水地面可初步过滤雨水，由其所形成的面层能够对固体颗粒物有较明显的过滤作用。
2.本发明所提供的利于雨水回收再利用的现制透水地面，通过优选骨料粒径以及粘结剂，能够使得表层铺装材料在固化前具有良好的流动性，利于道路平整铺装，同时还保证了现浇道路的强度和韧性。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供了一种利于雨水回收再利用的现制透水地面，其是由以下方法制备得到的：
将20目的覆膜砂100g、硅酸钠化合物3g、包覆硅砂的水泥2g(第一无机粘结剂)、炭黑0.06g、丙烯酸乳液2g、微米级的多巴胺5g与适量水混合，得到第一混合物；
将第一混合物和水泥20g(第二无机粘结剂)、羟丙基甲基纤维素0.1g混合，得到面层铺装材料；
对道路基层进行素土夯实操作，而后依次铺设20cm的碎石层，碎石粒径为50mm；
找平后铺设透水混凝土层并进行养护和切割，在缝隙中嵌入弹性嵌缝材料；
在表面铺设所述面层铺装材料，面料堆积高度高于立模10mm，辊压使之密实平整，自然养护14d，所述自然养护期间不得踩踏或浸水。
实施例2
本实施例提供了一种利于雨水回收再利用的现制透水地面，其是由以下方法制备得到的：
将100目的石英砂13Kg、硅酸钠130g、丙烯酸乳液130g、水泥4.94kg、羟丙基甲基纤维素0.78g、微米级的碳酸钙117g进行混合，得到面层铺装材料；
对道路基层进行素土夯实操作，而后依次铺设10cm的碎石层，碎石粒径为5mm；
找平后铺设透水混凝土层并进行养护和切割，在缝隙中嵌入弹性嵌缝材料；
在表面铺设所述面层铺装材料，面料堆积高度高于立模2mm，辊压使之密实平整，自然养护14d，所述自然养护期间不得踩踏或浸水。
实施例3
本实施例提供了一种利于雨水回收再利用的现制透水地面，其是由以下方法制备得到的：
将140目的石英砂15Kg用水润湿、与硅酸钠75g、包覆硅砂的水泥(第一粘结剂)15g、丙烯酸乳液75g、羟丙基甲基纤维素1.35g混合，再加入水泥(第二粘结剂)525g、氢氧化镁160g以及适量的水，混合得到面层铺装材料；
对道路基层进行素土夯实操作，而后依次铺设15cm的碎石层，碎石粒径为20mm；
找平后铺设透水混凝土层并进行养护和切割，在缝隙中嵌入弹性嵌缝材料；
在表面铺设所述面层铺装材料，面料堆积高度高于立模80mm，辊压使之密实平整，自然养护14d，所述自然养护期间不得踩踏或浸水。
实施例4
本实施例提供了一种利于雨水回收再利用的现制透水地面，其是由以下方法制备得到的：
将20目的覆膜砂100g、硅酸钠化合物3g、包覆硅砂的水泥2g(第一无机粘结剂)、炭黑0.06g、醋酸乙烯－乙烯共聚乳液2g、微米级氢氧化镁8g与适量水混合，得到第一混合物；
将第一混合物和水泥20g(第二无机粘结剂)、羟丙基甲基纤维素0.1g混合，得到面层铺装材料；
对道路基层进行素土夯实操作，而后依次铺设20cm的碎石层，碎石粒径为50mm；
找平后铺设透水混凝土层并进行养护和切割，在缝隙中嵌入弹性嵌缝材料；
在表面铺设所述面层铺装材料，面料堆积高度高于立模10mm，辊压使之密实平整，自然养护14d，所述自然养护期间不得踩踏或浸水。
实施例5
本实施例提供了一种利于雨水回收再利用的现制透水地面，其是由以下方法制备得到的：
将100目的石英砂13Kg润湿后，加入硅酸钠130g、丙烯酸乳液130g、水泥4.94kg、羟丙基甲基纤维素0.78g、纳米级氢氧化铝39g，并加入适量水与减水剂，得到面层铺装材料；
对道路基层进行素土夯实操作，而后依次铺设10cm的碎石层，碎石粒径为5mm；
找平后铺设透水混凝土层并进行养护和切割，在缝隙中嵌入弹性嵌缝材料；
在表面铺设所述面层铺装材料，面料堆积高度高于立模2mm，辊压使之密实平整，自然养护14d，所述自然养护期间不得踩踏或浸水。
实施例6
本实施例提供了一种利于雨水回收再利用的现制透水地面，其是由以下方法制备得到的：
将60目彩色硅砂15Kg，硅酸钠75g、包覆硅砂的水泥(第一粘结剂)15g、丙烯酸乳液75g、水泥(第二粘结剂)3kg、羟丙基甲基纤维素60g、微米级亲水性二氧化硅225g。
得到面层铺装材料；
对道路基层进行素土夯实操作，而后依次铺设15cm的碎石层，碎石粒径为20mm；
找平后铺设透水混凝土层并进行养护和切割，在缝隙中嵌入弹性嵌缝材料；
在表面铺设所述面层铺装材料，面料堆积高度高于立模80mm，辊压使之密实平整，自然养护14d，所述自然养护期间需浇水养护。
实施例7
本实施例提供了一种利于雨水回收再利用的现制透水地面，其是由以下方法制备得到的：
将20目的覆膜砂100g、硅酸钠化合物3g、包覆硅砂的水泥2g(第一无机粘结剂)、炭黑0.06g、醋酸乙烯－乙烯共聚乳液2g、微米级氧化石墨烯8g与适量水混合，得到第一混合物；
将第一混合物和水泥20g(第二无机粘结剂)、羟丙基甲基纤维素0.1g混合，得到面层铺装材料；
对道路基层进行素土夯实操作，而后依次铺设20cm的碎石层，碎石粒径为50mm；
找平后铺设透水混凝土层并进行养护和切割，在缝隙中嵌入弹性嵌缝材料；
在表面铺设所述面层铺装材料，面料堆积高度高于立模10mm，辊压使之密实平整，自然养护14d，所述自然养护期间需浇水养护。
实施例8
本实施例提供了一种利于雨水回收再利用的现制透水地面，其是由以下方法制备得到的：
将100目的石英砂13Kg用水润湿后，加入硅酸钠130g、丙烯酸乳液130g、水泥4.94kg、羟丙基甲基纤维素0.78g、纳米级人造陶粒39g，并加入适量水与减水剂，得到面层铺装材料；
对道路基层进行素土夯实操作，而后依次铺设10cm的碎石层，碎石粒径为5mm；
找平后铺设透水混凝土层并进行养护和切割，在缝隙中嵌入弹性嵌缝材料；
在表面铺设所述面层铺装材料，面料堆积高度高于立模2mm，辊压使之密实平整，自然养护14d。
实施例9
本实施例提供了一种利于雨水回收再利用的现制透水地面，其是由以下方法制备得到的：
将染成黑色的20目石英砂15Kg，硅酸钠75g、包覆硅砂的水泥(第一粘结剂)15g、丙烯酸乳液75g、水泥(第二粘结剂)525g、羟丙基甲基纤维素1.35g、纳米级人造陶粒225g进行混合，而后得到面层铺装材料；
对道路基层进行素土夯实操作，而后依次铺设15cm的碎石层，碎石粒径为20mm；
找平后铺设透水混凝土层并进行养护和切割，在缝隙中嵌入弹性嵌缝材料；
在表面铺设所述面层铺装材料，面料堆积高度高于立模80mm，辊压使之密实平整，自然养护14d。
实施例10
本实施例提供了一种利于雨水回收再利用的现制透水地面，其是由以下方法制备得到的：
将20目的覆膜砂100g、硅酸钠化合物3g、包覆硅砂的水泥2g(第一无机粘结剂)、炭黑0.06g、醋酸乙烯－乙烯共聚乳液2g、微米级氧化铝8g与适量水混合，得到第一混合物；
将第一混合物和水泥20g(第二无机粘结剂)、羟丙基甲基纤维素0.1g混合，得到面层铺装材料；
对道路基层进行素土夯实操作，而后依次铺设20cm的碎石层，碎石粒径为50mm；
找平后铺设透水混凝土层并进行养护和切割，在缝隙中嵌入弹性嵌缝材料；
在表面铺设所述面层铺装材料，面料堆积高度高于立模10mm，辊压使之密实平整，自然养护14d，所述自然养护期间需浇水养护。
实施例11
本实施例提供了一种利于雨水回收再利用的现制透水地面，其是由以下方法制备得到的：
将60目的尾矿渣15Kg，硅酸钠75g、包覆硅砂的水泥(第一粘结剂)15g、丙烯酸乳液75g、水泥(第二粘结剂)525g、羟丙基甲基纤维素1.35g、微米级多巴胺和氧化石墨烯的混合物225g混合，得到面层铺装材料；
对道路基层进行素土夯实操作，而后依次铺设10cm的碎石层，碎石粒径为5mm；
找平后铺设透水混凝土层并进行养护和切割，在缝隙中嵌入弹性嵌缝材料；
在表面铺设所述面层铺装材料，面料堆积高度高于立模2mm，辊压使之密实平整，自然养护14d，所述自然养护期间需浇水养护。
实验例
抗压强度测试：
取125g各实施例和对比例提供的面层铺装材料，利用模具制成直径50mm，高度40mm的圆柱状待测样品。自然养护24h后脱模，浇水养护14d后进行强度测试。将待测样品放入伺服压力试验机，应力控制速度为0.4～0.6Mpa/s，进行强度测量。检测结果取同一批次5个样品的平均值。
抗压强度按照下列公式进行计算：
Figure BDA0001827106410000121
式中：
Rc——抗压强度，单位为兆帕(MPa)；
P——最大荷载，单位为牛顿(N)；
A——试样上垫压板面积或试样受压面积，单位为平方毫米(mm2)。
透水滤水性能测试：
将各实施例和对比例所提供的道路切割成150*150*80mm的待测样品。待测样品的透水速率、滤水率和透水速率衰减率数的测定，均采用《砂基透水砖》JG/T376-2012标准中的测试方法。
表1测试结果
Figure BDA0001827106410000131
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (23)

1.一种现制透水地面，其特征在于，所述道路由上至下依次包括一体成型的透水层和基层，所述一体成型的透水层包括骨料、包覆所述骨料的粘接剂；
所述粘结剂包括第一无机粘结剂、第二无机粘结剂、第一添加剂和第二添加剂；
所述第一添加剂为硅酸盐和/或磷酸盐；
所述第二添加剂为亲水性固体颗粒物；
所述基层包括碎石层和透水混凝土层。
2.根据权利要求1所述的现制透水地面，其特征在于，所述碎石层厚度为10～20cm，碎石粒径为5～50mm。
3.根据权利要求1或2所述的现制透水地面，其特征在于，所述第一无机粘结剂占所述骨料重量的1～3％；
所述第二无机粘接剂占所述骨料重量的5～35％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的现制透水地面，其特征在于，所述亲水性固体颗粒物为多巴胺、碳酸钙、氢氧化镁、氢氧化铝、二氧化硅、氧化石墨烯、人造陶粒、氧化铝中的一种或多种；和/或，
所述硅酸盐为硅酸钠、硅酸钾、硅酸铝、硅酸钡中的一种或多种；和/或，
所述磷酸盐为磷酸钠、磷酸钾、磷酸铝、磷酸钡中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的现制透水地面，其特征在于，所述骨料的粒径为20～140目。
6.根据权利要求1-5任一项所述的现制透水地面，其特征在于，所述亲水性固体颗粒物的粒径为微米级或纳米级。
7.根据权利要求1-6任一项所述的现制透水地面，其特征在于，所述第二添加剂的添加量为骨料重量的3～15％。
8.根据权利要求1-7任一所述的现制透水地面，其特征在于，所述第一添加剂的添加量为骨料重量的1～5％。
9.根据权利要求1-8任一项所述的现制透水地面，其特征在于，还包括醋酸乙烯－乙烯共聚乳液和/或丙烯酸乳液。
10.根据权利要求9所述的现制透水地面，其特征在于，所述醋酸乙烯－乙烯共聚乳液的重量为所述骨料重量的1～8％；和/或，
所述丙烯酸乳液的重量为所述骨料重量的1～5％。
11.根据权利要求1-10任一项所述的现制透水地面，其特征在于，所述第一无机粘接剂和/或所述第二无机粘接剂为水泥。
12.根据权利要求1-11任一项所述的现制透水地面，其特征在于，还包括增强剂，所述增强剂的添加量为所述骨料重量的0.03～0.1％。
13.根据权利要求1-12任一项所述的现制透水地面，其特征在于，还包括促凝剂，所述促凝剂的加入量为所述骨料重量的0.5～2％。
14.根据权利要求1-13任一项所述的现制透水地面，其特征在于，所述骨料为硬质颗粒物。
15.根据权利要求14所述的现制透水地面，其特征在于，所述硬质颗粒物为硅砂、人造石英砂、覆膜砂、再生砂、尾矿渣、陶粒中的一种或多种。
16.根据权利要求15所述的现制透水地面，其特征在于，所述硅砂为彩色硅砂和/或所述人造石英砂为彩色人造石英砂。
17.一种如权利要求1-16任一项所述的现制透水地面的制备方法，其特征在于，包括，
将粘接剂与骨料混合形成面层铺装材料；
对道路基层进行素土夯实操作，而后铺设碎石层；
找平后铺设透水混凝土层，继续在表面铺设所述面层铺装材料，辊压使之密实平整。
18.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述混合为先将骨料与第一添加剂、第二添加剂和第一粘结剂混合；
继续加入第二无机粘结剂，混合。
19.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述混合为先将骨料与第一添加剂和第一粘结剂混合；
再加入第二无机粘结剂和第二添加剂，混合。
20.根据权利要求18或19所述的制备方法，其特征在于，还包括用适量水润湿所述骨料的步骤。
21.根据权利要求17-20任一所述的制备方法，其特征在于，包括对所述透水混凝土层进行养护和切割，留有伸缩缝，并在所述伸缩缝中嵌入弹性嵌缝材料。
22.根据权利要求17-21任一所述的制备方法，其特征在于，在铺设面层材料时，面料堆积高度高于立模2～10mm。
23.根据权利要求17-22任一所述的制备方法，其特征在于，所述自然养护时间为14d，并且养护期间进行浇水养护。
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