專利名稱:透水性生態(tài)水泥混凝土及力學(xué)性能測試方法及透水性路面的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種公路路面材料及其應(yīng)用，尤其是涉及一種透水性生態(tài)水泥混凝土及力學(xué)性能測試方法及透水性路面。
背景技術(shù)：
隨著城市建設(shè)規(guī)模和速度的加快，地球表面越來越多地被不透水材料覆蓋，造成了一系列的環(huán)境問題，包括破壞水資源的生態(tài)循環(huán)、引起城市環(huán)境劣化、道路及其它設(shè)施使用安全性適用性降低、暴雨對地表水體的污染加重等。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種透水性生態(tài)水泥混凝土、對該生態(tài)水泥混凝土的力學(xué)性能進行測試的方法以及用該生態(tài)水泥混凝土構(gòu)筑的路面。本發(fā)明通過控制水泥混凝土中的粗集料粒徑、膠凝材料組成、水膠比、集料與水泥漿的體積比，使透水性生態(tài)水泥混凝土的強度和孔隙率滿足不同路面力學(xué)性能及透水系數(shù)要求。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為一種透水性生態(tài)水泥混凝土，它由膠凝材料，粗集料，水、混凝土減水劑構(gòu)成，各組份之間滿足以下關(guān)系式Fcu＝-1.1764Pv+38.152fcf＝-0.1184Pv+6.0508K＝1.1356Pv-7.9132式中Fcu為28d(天)抗壓強度，fcf為28d(天)抗折強度，K為透水性生態(tài)水泥混凝土的透水系數(shù)，Pv為透水性生態(tài)水泥混凝土的孔隙率。
所述的膠凝材料為水泥或由水泥、II級粉煤灰、硅灰組合而成；粗集料為(2.5～5.0)mm碎石、(5.0～10.0)mm碎石中的一種或兩種規(guī)格碎石的組合；水膠質(zhì)量比(水/膠凝材料)為0.28～0.34；集漿體積比{碎石/(水+膠凝材料)}為1.6～2.2。粉煤灰摻量占膠凝材料質(zhì)量的(0～15)％。
一種透水性生態(tài)水泥混凝土力學(xué)性能測試方法，其步驟為1)將透水性生態(tài)水泥混凝土用直徑200mm，寬度98mm，手柄長150mm輾壓鋼輪輪輾成型抗折抗壓試件，抗折抗壓試件試模尺寸為100×100×400(mm3)；2)按《公路工程水泥混凝土試驗規(guī)程》JTJ053-94T0520-94進行抗折強度測試；3)將抗折試驗后的混凝土斷塊放入抗壓強度測試上、下壓頭間進行抗壓強度試驗，控制加荷速度(0.3～0.5)MPa/s；3)取六個斷塊測試值的平均值為代表值，若有不多于兩個試件的測試值超過平均值的±15％，則取其余幾個試件測試值的平均值為代表值；若有兩個以上試件的測試值超過平均值的±15％，則測試結(jié)果作廢。所述的抗壓強度測試上壓頭為一個上平面及兩個側(cè)平面構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)，兩個側(cè)平面呈倒“凸”形，所述的抗壓強度測試下壓頭為一個底面及兩個側(cè)平面構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)，兩個側(cè)平面呈與上壓頭的倒“凸”形側(cè)平面匹配的“凹”形。
一種基于透水性生態(tài)水泥混凝土的透水性路面，該路面由路基、透水性基層及采用透水性生態(tài)混凝土的透水性面層由下至上順序分層輾壓形成。
路基可以為巖性土路基。路基也可以為粉質(zhì)及粘性土路基，在路基的上面輾壓有一層壓實的細砂土，壓實的細砂土與透水性基層之間鋪有反濾織物層。路基還可以為砂性土路基，在路基與透水性基層之間輾壓有一層透水性墊層。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果是可有效地改善地表下土壤生態(tài)環(huán)境、保護地下水資源、降低排水及污水處理設(shè)施運行費用、調(diào)節(jié)溫濕度、減輕暴雨產(chǎn)生內(nèi)澇、改善聲光環(huán)境等。
圖1為成型抗折試件鋼輾輪的照片；圖2為抗壓強度測試上壓頭；
圖3為抗壓強度測試下壓頭；圖4為完全透水性路面結(jié)構(gòu)；圖5為半透水半排水性路面結(jié)構(gòu)；圖6為排水性路面結(jié)構(gòu)；圖7-圖9為完全透水性路面結(jié)構(gòu)的三種組合結(jié)構(gòu)。
附圖4-9中，路基1，透水性基層2，透水性面層3，壓實的細砂土4，反濾織物層5，透水性墊層6，密實性基層7，墊層8。
具體實施方式一種透水性生態(tài)水泥混凝土，它由膠凝材料，粗集料，水、混凝土減水劑構(gòu)成，各組份之間滿足以下關(guān)系式Fcu＝-1.1764Pv+38.152fcf＝-0.1184Pv+6.0508K＝1.1356Pv-7.9132式中Fcu為28d(天)抗壓強度，fcf為28d(天)抗折強度，K為透水性生態(tài)水泥混凝土的透水系數(shù)，Pv為透水性生態(tài)水泥混凝土的孔隙率。
所述的膠凝材料為水泥或由水泥、II級粉煤灰、硅灰組合而成；粗集料為(2.5～5.0)mm碎石、(5.0～1.0)mm碎石中的一種或兩種規(guī)格碎石的組合；水膠質(zhì)量比(水/膠凝材料)為0.28～0.34；集漿體積比(碎石/水+膠凝材料)為1.6～2.2。粉煤灰摻量占膠凝材料質(zhì)量的(0～15)％。
一種透水性生態(tài)水泥混凝土力學(xué)性能測試方法，其步驟為1)將透水性生態(tài)水泥混凝土用直徑200mm，寬度98mm，手柄長150mm輾壓鋼輪輪輾成型抗折抗壓試件，抗折抗壓試件試模尺寸為100×100×400(mm3)；2)按《公路工程水泥混凝土試驗規(guī)程》JTJ053-94T0520-94進行抗折強度測試；3)將抗折試驗后的混凝土斷塊放入抗壓強度測試上、下壓頭間進行抗壓強度試驗，控制加荷速度(0.3～0.5)MPa/s；3)取六個斷塊測試值的平均值為代表值，若有不多于兩個試件的測試值超過平均值的±15％，則取其余幾個試件測試值的平均值為代表值；若有兩個以上試件的測試值超過平均值的±15％，則測試結(jié)果作廢。
所述的抗壓強度測試上壓頭為一個上平面及兩個側(cè)平面構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)，兩個側(cè)平面呈倒“凸”形，所述的抗壓強度測試下壓頭為一個底面及兩個側(cè)平面構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)，兩個側(cè)平面呈與上壓頭的倒“凸”形側(cè)平面匹配的“凹”形?？箟簭姸葴y試上、下壓頭的尺寸根據(jù)試件尺寸決定，圖2、圖3所示為試件尺寸為100mm時的上、下壓頭結(jié)構(gòu)尺寸。
根據(jù)透水性水泥混凝土路面滲透性和力學(xué)性能要求，本發(fā)明提出了透水性生態(tài)水泥混凝土路面的三種結(jié)構(gòu)層形式完全透水性路面結(jié)構(gòu)、半透水半排水性路面結(jié)構(gòu)和排水性路面結(jié)構(gòu)，如圖4-圖6所示。對于完全透水性路面結(jié)構(gòu)，基于三種不同的路基土壤，本發(fā)明給出了具體的路面組合結(jié)構(gòu)砂性土路基路面結(jié)構(gòu)、粉質(zhì)及粘性土路基路面結(jié)構(gòu)及巖性土路基。
砂性土路基路面結(jié)構(gòu)由砂性土路基、透水性墊層6、透水性基層2和透水性面層3由下至上分層碾壓構(gòu)成；粉質(zhì)及粘性土路基路面結(jié)構(gòu)由粉質(zhì)及粘性土路基、壓實的細砂土4、透水性基層2和透水性面層3由下至上分層碾壓構(gòu)成，在壓實的細砂土4和透水性基層2之間隔有一層反濾織物5；巖性土路基巖路面結(jié)構(gòu)由巖土性路基、透水性基層2和透水性面層3由下至上分層碾壓構(gòu)成。上述透水性面層3均采用本發(fā)明的透水性生態(tài)混凝土碾壓形成。
透水性生態(tài)水泥混凝土路面各結(jié)構(gòu)層材料及厚度的確定同時考慮路面承載力和透水要求，包括兩個方面，一方面根據(jù)現(xiàn)行《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》JTJ012-94設(shè)計板厚；另一方面按滿足透水和蓄水要求校核板厚。
權(quán)利要求
1.一種透水性生態(tài)水泥混凝土，它由膠凝材料，粗集料，水、混凝土減水劑構(gòu)成，各組份之間滿足以下關(guān)系式Fcu＝-1.1764Pv+38.152fcf＝-0.1184Pv+6.0508K＝1.1356Pv-7.9132式中Fcu為28d(天)抗壓強度，fcf為28d(天)抗折強度，K為透水性生態(tài)水泥混凝土的透水系數(shù)，Pv為透水性生態(tài)水泥混凝土的孔隙率。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的透水性生態(tài)水泥混凝土，其特征在于所述的膠凝材料為水泥或由水泥、II級粉煤灰、硅灰組合而成；粗集料為(2.5～5.0)mm碎石、(5.0～1.0)mm碎石中的一種或兩種規(guī)格碎石的組合；水膠質(zhì)量比(水/膠凝材料)為0.28～0.34；集漿體積比{碎石/(水+膠凝材料)}為1.6～2.2。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的透水性生態(tài)水泥混凝土，其特征在于粉煤灰摻量占膠凝材料質(zhì)量的(0～15)％。
4.一種透水性生態(tài)水泥混凝土力學(xué)性能測試方法，其特征在于1)將透水性生態(tài)水泥混凝土用直徑200mm，寬度98mm，手柄長150mm輾壓鋼輪輪輾成型抗折抗壓試件，抗折抗壓試件試模尺寸為100×100×400(mm3)；2)按《公路工程水泥混凝土試驗規(guī)程》JTJ053-94T0520-94進行抗折強度測試；3)將抗折試驗后的混凝土斷塊放入抗壓強度測試上、下壓頭間進行抗壓強度試驗，控制加荷速度(0.3～0.5)MPa/s；3)取六個斷塊測試值的平均值為代表值，若有不多于兩個試件的測試值超過平均值的±15％，則取其余幾個試件測試值的平均值為代表值；若有兩個以上試件的測試值超過平均值的±15％，則測試結(jié)果作廢。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的透水性生態(tài)水泥混凝土力學(xué)性能測試方法，其特征在于所述的抗壓強度測試上壓頭為一個上平面及兩個側(cè)平面構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)，兩個側(cè)平面呈倒“凸”形，所述的抗壓強度測試下壓頭為一個底面及兩個側(cè)平面構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)，兩個側(cè)平面呈與上壓頭的倒“凸”形側(cè)平面匹配的“凹”形。
6.一種基于透水性生態(tài)水泥混凝土的透水性路面，其特征在于該路面由路基(1)、透水性基層(2)及采用透水性生態(tài)混凝土的透水性面層(3)由下至上順序分層輾壓形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的基于透水性生態(tài)水泥混凝土的透水性路面，其特征在于所述的路基(1)為巖性土路基。
8.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的基于透水性生態(tài)水泥混凝土的透水性路面，其特征在于所述的路基(1)為粉質(zhì)及粘性土路基，在路基(1)的上面輾壓有一層壓實的細砂土(4)，壓實的細砂土(4)與透水性基層之間鋪有反濾織物層(5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的基于透水性生態(tài)水泥混凝土的透水性路面，其特征在于所述的路基(1)為砂性土路基，在路基(1)與透水性基層(2)之間輾壓有一層透水性墊層(6)。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種透水性生態(tài)水泥混凝土。該透水性生態(tài)水泥混凝土由膠凝材料，粗集料，水、混凝土減水劑構(gòu)成，各組份之間滿足以下關(guān)系式F
文檔編號G01N3/08GK1994973SQ200610095334
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月25日
發(fā)明者王瑞燕, 吳國雄 申請人:重慶交通大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan