CN1994973A - 透水性生态水泥混凝土及力学性能测试方法及透水性路面 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种透水性生态水泥混凝土。该透水性生态水泥混凝土由胶凝材料，粗集料，水、混凝土减水剂构成，各组份之间满足以下关系式：Fcu＝－1.1764Pv+38.152；fcf＝－0.1184Pv+6.0508；K＝1.1356Pv－7.9132。本发明还公开了该透水性生态水泥混凝土的力学性能测试方法以及基于透水性生态水泥混凝土的透水性生态混凝土路面。本发明的有益技术效果是：可有效地改善地表下土壤生态环境、保护地下水资源、降低排水及污水处理设施运行费用、调节温湿度、减轻暴雨产生内涝、改善声光环境等。
Description
技术领域
本发明涉及一种公路路面材料及其应用，尤其是涉及一种透水性生态水泥混凝土及力学性能测试方法及透水性路面。
背景技术
随着城市建设规模和速度的加快，地球表面越来越多地被不透水材料覆盖，造成了一系列的环境问题，包括破坏水资源的生态循环、引起城市环境劣化、道路及其它设施使用安全性适用性降低、暴雨对地表水体的污染加重等。
发明内容
本发明的目的是提供一种透水性生态水泥混凝土、对该生态水泥混凝土的力学性能进行测试的方法以及用该生态水泥混凝土构筑的路面。本发明通过控制水泥混凝土中的粗集料粒径、胶凝材料组成、水胶比、集料与水泥浆的体积比，使透水性生态水泥混凝土的强度和孔隙率满足不同路面力学性能及透水系数要求。
实现本发明目的的技术方案为：一种透水性生态水泥混凝土，它由胶凝材料，粗集料，水、混凝土减水剂构成，各组份之间满足以下关系式：
Fcu＝-1.1764Pv+38.152
fcf＝-0.1184Pv+6.0508
K＝1.1356Pv-7.9132
式中：Fcu为28d(天)抗压强度，fcf为28d(天)抗折强度，K为透水性生态水泥混凝土的透水系数，Pv为透水性生态水泥混凝土的孔隙率。
所述的胶凝材料为水泥或由水泥、II级粉煤灰、硅灰组合而成；粗集料为(2.5～5.0)mm碎石、(5.0～10.0)mm碎石中的一种或两种规格碎石的组合；水胶质量比(水/胶凝材料)为0.28～0.34；集浆体积比{碎石/(水+胶凝材料)}为1.6～2.2。粉煤灰掺量占胶凝材料质量的(0～15)％。
一种透水性生态水泥混凝土力学性能测试方法，其步骤为：1)将透水性生态水泥混凝土用直径200mm，宽度98mm，手柄长150mm辗压钢轮轮辗成型抗折抗压试件，抗折抗压试件试模尺寸为100×100×400(mm3)；2)按《公路工程水泥混凝土试验规程》JTJ053-94T0520-94进行抗折强度测试；3)将抗折试验后的混凝土断块放入抗压强度测试上、下压头间进行抗压强度试验，控制加荷速度(0.3～0.5)MPa/s；3)取六个断块测试值的平均值为代表值，若有不多于两个试件的测试值超过平均值的±15％，则取其余几个试件测试值的平均值为代表值；若有两个以上试件的测试值超过平均值的±15％，则测试结果作废。所述的抗压强度测试上压头为一个上平面及两个侧平面构成的框架结构，两个侧平面呈倒“凸”形，所述的抗压强度测试下压头为一个底面及两个侧平面构成的框架结构，两个侧平面呈与上压头的倒“凸”形侧平面匹配的“凹”形。
一种基于透水性生态水泥混凝土的透水性路面，该路面由路基、透水性基层及采用透水性生态混凝土的透水性面层由下至上顺序分层辗压形成。
路基可以为岩性土路基。路基也可以为粉质及粘性土路基，在路基的上面辗压有一层压实的细砂土，压实的细砂土与透水性基层之间铺有反滤织物层。路基还可以为砂性土路基，在路基与透水性基层之间辗压有一层透水性垫层。
本发明的有益技术效果是：可有效地改善地表下土壤生态环境、保护地下水资源、降低排水及污水处理设施运行费用、调节温湿度、减轻暴雨产生内涝、改善声光环境等。
附图说明
图1为成型抗折试件钢辗轮的照片；
图2为抗压强度测试上压头；
图3为抗压强度测试下压头；
图4为完全透水性路面结构；
图5为半透水半排水性路面结构；
图6为排水性路面结构；
图7-图9为完全透水性路面结构的三种组合结构。
附图4-9中，路基1，透水性基层2，透水性面层3，压实的细砂土4，反滤织物层5，透水性垫层6，密实性基层7，垫层8。
具体实施方式
一种透水性生态水泥混凝土，它由胶凝材料，粗集料，水、混凝土减水剂构成，各组份之间满足以下关系式：
Fcu＝-1.1764Pv+38.152
fcf＝-0.1184Pv+6.0508
K＝1.1356Pv-7.9132
式中：Fcu为28d(天)抗压强度，fcf为28d(天)抗折强度，K为透水性生态水泥混凝土的透水系数，Pv为透水性生态水泥混凝土的孔隙率。
所述的胶凝材料为水泥或由水泥、II级粉煤灰、硅灰组合而成；粗集料为(2.5～5.0)mm碎石、(5.0～1.0)mm碎石中的一种或两种规格碎石的组合；水胶质量比(水/胶凝材料)为0.28～0.34；集浆体积比(碎石/水+胶凝材料)为1.6～2.2。粉煤灰掺量占胶凝材料质量的(0～15)％。
一种透水性生态水泥混凝土力学性能测试方法，其步骤为：1)将透水性生态水泥混凝土用直径200mm，宽度98mm，手柄长150mm辗压钢轮轮辗成型抗折抗压试件，抗折抗压试件试模尺寸为100×100×400(mm3)；2)按《公路工程水泥混凝土试验规程》JTJ053-94T0520-94进行抗折强度测试；3)将抗折试验后的混凝土断块放入抗压强度测试上、下压头间进行抗压强度试验，控制加荷速度(0.3～0.5)MPa/s；3)取六个断块测试值的平均值为代表值，若有不多于两个试件的测试值超过平均值的±15％，则取其余几个试件测试值的平均值为代表值；若有两个以上试件的测试值超过平均值的±15％，则测试结果作废。
所述的抗压强度测试上压头为一个上平面及两个侧平面构成的框架结构，两个侧平面呈倒“凸”形，所述的抗压强度测试下压头为一个底面及两个侧平面构成的框架结构，两个侧平面呈与上压头的倒“凸”形侧平面匹配的“凹”形。抗压强度测试上、下压头的尺寸根据试件尺寸决定，图2、图3所示为试件尺寸为100mm时的上、下压头结构尺寸。
根据透水性水泥混凝土路面渗透性和力学性能要求，本发明提出了透水性生态水泥混凝土路面的三种结构层形式：完全透水性路面结构、半透水半排水性路面结构和排水性路面结构，如图4-图6所示。对于完全透水性路面结构，基于三种不同的路基土壤，本发明给出了具体的路面组合结构：砂性土路基路面结构、粉质及粘性土路基路面结构及岩性土路基。
砂性土路基路面结构由砂性土路基、透水性垫层6、透水性基层2和透水性面层3由下至上分层碾压构成；粉质及粘性土路基路面结构由粉质及粘性土路基、压实的细砂土4、透水性基层2和透水性面层3由下至上分层碾压构成，在压实的细砂土4和透水性基层2之间隔有一层反滤织物5；岩性土路基岩路面结构由岩土性路基、透水性基层2和透水性面层3由下至上分层碾压构成。上述透水性面层3均采用本发明的透水性生态混凝土碾压形成。
透水性生态水泥混凝土路面各结构层材料及厚度的确定同时考虑路面承载力和透水要求，包括两个方面，一方面根据现行《公路水泥混凝土路面设计规范》JTJ012-94设计板厚；另一方面按满足透水和蓄水要求校核板厚。
Claims (9)
1、一种透水性生态水泥混凝土，它由胶凝材料，粗集料，水、混凝土减水剂构成，各组份之间满足以下关系式：
Fcu＝-1.1764Pv+38.152
fcf＝-0.1184Pv+6.0508
K＝1.1356Pv-7.9132
式中：Fcu为28d(天)抗压强度，fcf为28d(天)抗折强度，K为透水性生态水泥混凝土的透水系数，Pv为透水性生态水泥混凝土的孔隙率。
2、根据权利要求1所述的透水性生态水泥混凝土，其特征在于：所述的胶凝材料为水泥或由水泥、II级粉煤灰、硅灰组合而成；粗集料为(2.5～5.0)mm碎石、(5.0～1.0)mm碎石中的一种或两种规格碎石的组合；水胶质量比(水/胶凝材料)为0.28～0.34；集浆体积比{碎石/(水+胶凝材料)}为1.6～2.2。
3、根据权利要求2所述的透水性生态水泥混凝土，其特征在于：粉煤灰掺量占胶凝材料质量的(0～15)％。
4、一种透水性生态水泥混凝土力学性能测试方法，其特征在于：1)将透水性生态水泥混凝土用直径200mm，宽度98mm，手柄长150mm辗压钢轮轮辗成型抗折抗压试件，抗折抗压试件试模尺寸为100×100×400(mm3)；2)按《公路工程水泥混凝土试验规程》JTJ053-94T0520-94进行抗折强度测试；3)将抗折试验后的混凝土断块放入抗压强度测试上、下压头间进行抗压强度试验，控制加荷速度(0.3～0.5)MPa/s；3)取六个断块测试值的平均值为代表值，若有不多于两个试件的测试值超过平均值的±15％，则取其余几个试件测试值的平均值为代表值；若有两个以上试件的测试值超过平均值的±15％，则测试结果作废。
5、根据权利要求4所述的透水性生态水泥混凝土力学性能测试方法，其特征在于：所述的抗压强度测试上压头为一个上平面及两个侧平面构成的框架结构，两个侧平面呈倒“凸”形，所述的抗压强度测试下压头为一个底面及两个侧平面构成的框架结构，两个侧平面呈与上压头的倒“凸”形侧平面匹配的“凹”形。
6、一种基于透水性生态水泥混凝土的透水性路面，其特征在于：该路面由路基(1)、透水性基层(2)及采用透水性生态混凝土的透水性面层(3)由下至上顺序分层辗压形成。
7、根据权利要求6所述的基于透水性生态水泥混凝土的透水性路面，其特征在于：所述的路基(1)为岩性土路基。
8、根据权利要求6所述的基于透水性生态水泥混凝土的透水性路面，其特征在于：所述的路基(1)为粉质及粘性土路基，在路基(1)的上面辗压有一层压实的细砂土(4)，压实的细砂土(4)与透水性基层之间铺有反滤织物层(5)。
9、根据权利要求6所述的基于透水性生态水泥混凝土的透水性路面，其特征在于：所述的路基(1)为砂性土路基，在路基(1)与透水性基层(2)之间辗压有一层透水性垫层(6)。
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