一种可持续性的混合型透水混凝土铺面结构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种可持续性的混合型透水混凝土铺面结构，该铺面结构自上而下包括有面层、中间层和底层，面层和中间层由不同透水系数的透水混凝土铺设而成，底层为碎石垫层，且透水系数和孔隙率从面层到底层逐渐增大；面层的透水混凝土的千克/立方组分构成为：水泥300~400，5mm-10mm碎石1400~1600，外加剂2.2~3.25，拌合水85～100，中间层的透水混凝土的千克/立方组分构成为：水泥280~380，10mm-20mm碎石1350~1560，外加剂2.0~3.0，拌合水75～90。本发明是机压式透水混凝土铺面结构，采用金字塔型透水方式，使得透水性能良好，并且透水孔不易被尘土覆盖堵塞，大大地延长了透水混凝土铺面的使用寿命。
【专利说明】一种可持续性的混合型透水混凝土铺面结构【技术领域】
[0001]本发明涉及混凝土，特别涉及到一种可持续性的混合型机压式透水混凝土铺面结构。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展和城市化建设的进程，现代城市的地表逐步被钢筋混凝土的房屋建筑和不透水的路面所覆盖。但这些不透水的道路给城市的生态环境带来了许多负面的影响。与自然的土壤相比，混凝土路面缺乏呼吸性、吸收热量和渗透雨水的能力。随之产生一系列环境问题:能够渗入地表的雨水明显减少，城市的地下水位急剧下降；不透水的路面很难与空气进行热量与湿度的交换，产生“热岛现象”;短时间的集中降雨，大量雨水不能及时渗入地表，容易造成道路被淹没、交通瘫痪等社会问题。
[0003]透水性混凝土作为一种新的环保型、生态型的道路材料，对于恢复不断遭受破坏的地球环境是一种创造性的材料，将对人类的可持续发展做出贡献，其作用已日益受到人们的关注。透水混凝土又称多孔混凝土，其是由骨料、水泥和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料，由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，故具有透气、标美彩石透水和重量轻的特点，也可称排水混凝土。其由欧美、日本等国家针对原城市道路的路面的缺陷，开发使用的一种道路混凝土，其能让雨水流入地下以有效补充地下水，缓解城市中因地下水位急剧下降带来的城市环境问题，并能有效的消除地面上的油类化合物等对环境污染的危害。同时，作为保护自然、维护生态平衡、能缓解城市热岛效应的优良的铺装材料，透水混凝土有利于人类生存环境的良性发展及城市雨水管理与水污染防治等工作上，具有特殊的重要意义。另外，透水混凝土系统拥有系列色彩配方，配合设计的创意，针对不同环境和个性要求的装饰风格进行铺设施工，这是传统铺装和一般透水砖不能实现的特殊铺装材料。
[0004]透水混凝土在美国从上世纪七、八十年代就开始研究和应用，不少国家都在大量推广，如德国预期要在短期内将90%的道路改造成透水混凝土，改变过去破坏城市生态的地面铺设，使透水混凝土路面取决得广泛的社会效益。国内透水混凝土的研究和应用还在起步阶段，虽存在试点应用，但基本上没有被完全拓展开来。由于透水性混凝土抗压强度较低，再加上人们的认识、地基状况、施工方法等原因，采用通常方法制作透水性混凝土，在保证一定透水性情况下其强度通常不超过20 MPa，这严重影响了透水性混凝土的应用范围。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种组合型的混凝土铺面结构。本发明的混凝土铺面结构采用组合型的透水混凝土来提高透水混凝土的使用性能，并且延长透水混凝土路面的使用寿命。
[0006]为了达到上述发明目的，本发明专利提供的技术方案如下:
一种可持续性的混合型透水混凝土铺面结构，铺面结构铺设于土路基层上，其特征在于，该铺面结构自上而下包括有面层、中间层和底层，所述面层和中间层由不同透水系数的透水混凝土铺设而成，所述的底层为碎石垫层，且透水系数和孔隙率从面层到底层逐渐增大呈现金字塔型透水方式；
所述面层的透水混凝土的组分构成为(kg/m3):水泥300?400, 5mm-1Omm碎石1400?1600，外加剂2.2?3.25，拌合水85?100 ;所述面层透水混凝土的厚度为60mm?100mm，面层中碎石的粒径为针片状含量不大于2%,含泥量不大于0.2% ；
所述中间层的透水混凝土的组分构成为(kg/m3):水泥280?380,10mm-20mm碎石1350?1560，外加剂2.0?3.0，拌合水75?90 ;所述中间层透水混凝土的厚度为80mm?150mm,中间层中碎石的粒径为10mm-20mm,针片状含量不大于2%,压碎值指标不大于3%,含泥量不大于0.2%
所述底层的厚度为15cm?25cm,其中碎石的粒径为15mm-40mm,由于底层中只有碎石，无其他填充物，使得其孔隙率大大高于中间层的孔隙率，透水系数也远高于中间层和面层，孔隙率超过40%，透水系数不低于8 mm/s ;土路基层的碾压密实度> 95%。
[0007]在本发明可持续性的混合型透水混凝土铺面结构中，所述面层透水混凝土的28d抗压强度为30 MPa?40MPa，28d抗折强度不小于4.0MPa,孔隙率为14%?19.9%，透水系数为 2.0mm/s ?2.5mm/s。
[0008]在本发明可持续性的混合型透水混凝土铺面结构中，所述中间层透水混凝土的28d抗压强度为25MPa?35MPa，28d抗折强度不小于4.0MPa,孔隙率为20%?30%，透水系数为 2.5mm/s ?3.0mm/s ；
在本发明可持续性的混合型透水混凝土铺面结构中，所述水泥是强度等级为P.042.5普通硅酸盐水泥，28d胶砂抗压强度> 48MPa，水泥的比表面积< 380m2/kg。
[0009]在本发明可持续性的混合型透水混凝土铺面结构中，所述的外加剂为减水率在20%?25%的高效减水剂。
[0010]基于上述技术方案，本发明专利的透水混凝土铺面结构与现有技术相比具有如下技术优点:
1.本发明专利是机压式透水混凝土铺面结构，主要针对的是现浇的透水混凝土，其采用透水系数和透水孔从面部的小孔到底部逐渐增大的金字塔型透水方式，使得透水性能良好，并且透水孔不易被尘土覆盖，大大地延长了透水混凝土铺面的使用寿命。
[0011]2.本发明专利经过试验验证，指出用不同粒径分别配制透水混凝土，透水混凝土的坍落度都比较小，也差不多，证明用坍落度来评判透水混凝土的工作性能是不可取的。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明可持续性的混合型透水混凝土铺面结构的组成示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面我们结合附图和具体的实施例来对本发明专利的透水混凝土铺面结构做进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地理解本发明专利的结构组成和性能特征，但不能以此来限制本发明专利的保护范围。
[0014]如图1所示，本发明是一种可持续性的混合型透水混凝土路面的铺面结构，铺面结构铺设于土路基层上，该铺面结构自上而下包括有面层、中间层和底层，所述面层和中间层由不同透水系数的透水混凝土铺设而成，所述的底层为碎石垫层，且透水系数和孔隙率从面层到底层逐渐增大呈现金字塔型透水方式。
[0015]上述面层的透水混凝土的组分构成为(kg/m3):水泥300~400, 5mm-10mm碎石1400~1600，外加剂2.2~3.25，拌合水85~100 ;面层透水混凝土的厚度为60mm~100mm，面层中碎石的粒径为针片状含量不大于2%,含泥量不大于0.2%。所述面层透水混凝土的28d抗压强度为30 MPa~40MPa，28d抗折强度不小于4.0MPa,孔隙率为14%~19.9%,透水系数为 2.0mm/s ~2.5mm/s。
[0016]上述中间层的透水混凝土的组分构成为(kg/m3):水泥280~380,10mm-20mm碎石1350~1560，外加剂2.0~3.0，拌合水75~90 ;中间层透水混凝土的厚度为80mm~150mm,中间层中碎石的粒径为10mm-20mm,针片状含量不大于2%,压碎值指标不大于3%,含泥量不大于0.2%，所述中间层透水混凝土的28d抗压强度为25MPa~35MPa，28d抗折强度不小于4.0MPa,孔隙率为20%~30%，透水系数为2.5mm/s~3.0mm/s。
[0017]上述底层中碎石的粒 径为15mm-40mm，由于底层中只有碎石，无其他填充物，使得其孔隙率大大高于中间层的孔隙率，透水系数也远高于中间层和面层，实践中底层的孔隙率超过40%，透水系数不低于8 mm/s。土路基层的碾压密实度> 95%。
[0018]在本发明可持续性的混合型透水混凝土铺面结构中，所述水泥是强度等级为P.042.5普通硅酸盐水泥，28d胶砂抗压强度> 48MPa，水泥的比表面积≤380m2/kg。所述的外加剂为减水率在20%~25%的高效减水剂，具体为由上海麦斯特建工高科技建筑化工有限公司生产的聚羧酸系高性能减水剂，型号为RP325。
[0019]下面我们通过实验来验证本发明专利可持续性的混合型透水混凝土铺面结构的性能，并通过实验来获取最佳的透水混凝土配比。
[0020]一、不同水泥用量对透水混凝土关键性能的影响:
根据碎石的不同粒径5mm-10mm和10mm-20mm,以及水泥的不同用量,确定配合比，配合比见表1，试验结果见表2。所有试块都是经过插捣方式成型，成型后的试块全部标准养护。[0021 ] 表1碎石透水混凝土的配合比
【权利要求】
1.一种可持续性的混合型透水混凝土铺面结构，铺面结构铺设于土路基层上，其特征在于，该铺面结构自上而下包括有面层、中间层和底层，所述面层和中间层由不同透水系数的透水混凝土铺设而成，所述的底层为碎石垫层，且透水系数和孔隙率从面层到底层逐渐增大呈现金字塔型透水方式； 所述面层的透水混凝土的组分构成为(kg/m3):水泥300~400, 5mm-1Omm碎石1400~1600，外加剂2.2~3.25，拌合水85~100 ;所述面层的透水混凝土厚度为6cm~10cm，面层中碎石的粒径为针片状含量不大于2%,含泥量不大于0.2%,所述面层的孔隙率为14%~19.9%，透水系数为2.0mm/s~2.5mm/s ； 所述中间层的透水混凝土的组分构成为(kg/m3):水泥280~380,10mm-20mm碎石1350~1560，外加剂2.0~3.0，拌合水75~90 ;所述中间层的透水混凝土厚度为8cm~15cm,中间层中碎石的粒径为10mm-20mm,针片状含量不大于2%,压碎值指标不大于3%,含泥量不大于0.2%，所述中间层的孔隙率为20%~30%，透水系数为2.5mm/s~3.0mm/s ； 所述底层的厚度为15cm~25cm,其中碎石的粒径为15mm-40mm ； 所述土路基层的碾压密实度> 95%。
2.根据权利要求1所述的一种可持续性的混合型透水混凝土铺面结构，其特征在于，所述面层透水混凝土的28d抗压强度为30 MPa~40MPa，28d抗折强度不小于4.0MPa0
3.根据权利要求1所述的一种可持续性的混合型透水混凝土铺面结构，其特征在于，所述中间层透水混凝土的28d抗压强度为25MPa~35MPa，28d抗折强度不小于4.0MPa0
4.根据权利要求1所述的可持续性的混合型透水混凝土铺面结构，其特征在于，所述水泥是强度等级为P.042.5普通硅酸盐水泥，28d胶砂抗压强度> 48MPa，水泥的比表面积^ 380m2/kg。
5.根据权利要求1所述的可持续性的混合型透水混凝土铺面结构，其特征在于，所述的外加剂为减水率在20%~25%的高效减水剂。
【文档编号】E01C7/32GK104018409SQ201410292691
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】吴德龙, 王美华, 陈建大, 戴柳 申请人:上海建工材料工程有限公司, 上海建工集团股份有限公司, 湖州新开元碎石有限公司