一种道路路面结构铺设网格板的制作方法

文档序号:14380243研发日期:2017年阅读:363来源:国知局
技术简介:
本专利针对传统路面结构承载力不足、易损坏的问题,提出一种新型网格板结构。通过外框架内设抗压弹性板、橡胶板与齿块联动设计,结合多层抗压网和支撑柱,形成约束力强的填充材料阵列,有效提升路面承载能力与耐久性,延长使用寿命并降低维护成本。
关键词:道路网格板,抗压结构

本发明涉及道路路面结构技术领域,具体为一种道路路面结构铺设网格板。



背景技术:

目前,在道路路面结构的建设中,普遍采用整体铺设,导致路面结构承载能力偏弱,如果保持结构之间的间隙,来提高结构层耐膨胀能力,以增强路面承载力,并且在道路运营过程中,由于交通量的激增、交通荷载日趋加大,导致路面结构承载力不足,严重影响路面结构的耐久性,在路面需要人工切缝,劳动强度大,纵向切割困难。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种道路路面结构铺设网格板,以解决上述背景技术中提出的结构承载力不足,路面耐久度不高,人工切缝困难的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案一种道路路面结构铺设网格板,包括外框架,所述外框架内设有网格板,所述网格板上均匀设有凹槽,相邻两组所述凹槽之间通过抗压弹性板连接,所述抗压弹性板包括第一抗压弹性板和第二抗压弹性板,所述第一抗压弹性板和第二抗压弹性板的内侧均开有球形凹槽,相对两组球形凹槽之间设有弹性球,位于同一线性方向的弹性球之间依次贯穿设有弹性绳,所述凹槽的内壁上设有滑槽,所述滑槽活动连接滑块,所述滑块位于橡胶板靠近凹槽内壁的一侧,所述橡胶板的另一侧设有齿块一,所述齿块一啮合齿块二,所述齿块二位于内框架的外侧,所述内框架的内腔从上至下依次设有多组抗压网,相邻两组抗压网之间通过支撑柱连接。

优选的,所述抗压网包括多组沿水平方向设置的钢筋条一,相邻两组横向钢筋条一之间焊接有钢筋条二。

优选的,所述支撑柱的两端均设有支撑件,所述支撑件为半圆形结构,且支撑件的半径大于或等于钢筋条一或钢筋条二的半径。

优选的,所述齿块一和齿块二为矩形结构。

优选的,所述外框架四周外壁均设置有螺钉孔。

优选的,所述滑块均匀分布在橡胶板的四周外壁。

为了更好的材料性能,橡胶板和抗压弹性板采用纳米复合橡胶。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:该装置通过将铺设道路的整体结构分成若干个体,各个体之间通过弹性抗压板和橡胶层连接,其具有的弹性有效的作用给结构将竖直方向的压力以水平方向分压出去的效果,同样能够抵抗热胀冷缩带来的挤压力,橡胶板和抗压弹性板采用纳米复合橡胶具有优异的耐磨效果和抗炎所变形系数,能够大幅度延长路面结构使用时间。

附图说明

图1为本发明结构俯视图;

图2为本发明单个凹槽内部结构示意图;

图3为本发明弹性抗压板结构示意图;

图4为本发明抗压网结构示意图;

图5为本发明抗压网支撑柱结构示意图。

图中:1外框架、2网格板、3凹槽、4抗压弹性板、41第一抗压弹性板、42第二抗压弹性板、5球形凹槽、6弹性球、7弹性绳、8滑槽、9滑块、10橡胶板、11齿块一、12齿块二、13内框架、14抗压网、141钢筋条一、142钢筋条二、15支撑柱、151支撑件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-5,本发明提供一种技术方案:一种道路路面结构铺设网格板,包括外框架1,所述外框架1内设有网格板2,所述网格板2上均匀设有凹槽3,相邻两组所述凹槽3之间通过抗压弹性板4连接,所述抗压弹性板4包括第一抗压弹性板41和第二抗压弹性板42,所述第一抗压弹性板41和第二抗压弹性板42的内侧均开有球形凹槽5,相对两组球形凹槽5之间设有弹性球6,位于同一线性方向的弹性球6之间依次贯穿设有弹性绳7,所述凹槽3的内壁上设有滑槽8,所述滑槽8活动连接滑块9,所述滑块9位于橡胶板10靠近凹槽3内壁的一侧,所述橡胶板10的另一侧设有齿块一11,所述齿块一11啮合齿块二12,所述齿块二12位于内框架13的外侧,所述内框架13的内腔从上至下依次设有多组抗压网14,相邻两组抗压网14之间通过支撑柱15连接。

其中,所述抗压网14包括多组沿水平方向设置的钢筋条一141,相邻两组横向钢筋条一141之间焊接有钢筋条二142,组成网状结构,所述支撑柱15的两端均设有支撑件151,所述支撑件151为半圆形结构,且支撑件151的半径大于或等于钢筋条一141或钢筋条二142的半径,抗压网14通过支撑柱15叠加形成多层结构,所述齿块一11和齿块二12为矩形结构,相互啮合,更加稳固,所述外框架1四周外壁均设置有螺钉孔,相邻的凹槽3之间通过螺钉固定,所述滑块9均匀对称分布在橡胶板10的四周外壁,有效的固定住橡胶板10。

工作原理:将网格框架安装在要铺设道路的垫基层,向内框架13的内腔填进基层混凝土,混凝土包裹住抗压网14,基层铺设好后,将新的网格框架与基层横纵间隙缝交错安装,以此类推,最后在最上层浇上沥青,当路面受到行车的压力时,地面结构会将竖直压力分到水平方向,通过橡胶板10和抗压弹性板4的弹性形变来分压,而且在高温时路面结构会发生膨胀,橡胶板10和抗压弹性板4将道路结构层的形变转化为弹性形变,不会发生道路挤压膨胀的安全事故。

为了更好的材料性能,橡胶板10和抗压弹性板4采用纳米复合橡胶,

采用乳化方法加入有机多孔cu-btc-sio2纳米材料载体,通过絮凝沉淀和加压混炼的方法将生胶沉积于结构稳定的cu-btc-sio2纳米材料中,使得橡胶具备了优异的耐磨性能和抗压缩变形性能,在耐磨复合橡胶受负荷时,多孔载体能够吸收冲击能量,进一步提高了橡胶的抗冲击性能,同时还可以引发银纹,终止裂缝扩展,在一定形态结构下引发基体的剪切屈服,大幅度提高了橡胶的磨耗指数;此外,通过优化橡胶制备工艺中原料的配比组成,严格控制合成后橡胶的空间结构以及复合强度,使得橡胶具有优异的耐磨性能和抗压缩变形性能。

其纳米复合橡胶具体制备方法如下:

实施例1

一种耐磨纳米复合橡胶的制备方法,包括以下步骤:

步骤1、按质量分称取衣康酸二乙酯100份,20份cu-btc-sio2纳米材料,异戊二烯10份,甲基丙烯酸甲酯25份,十二烷基硫酸钠5份,op-10乳化剂5份,碳酸氢钠1份,加压至0.5mpa,预乳化1小时;

步骤2、然后向反应釜中加入0.7份过硫酸铵,升温至120℃,反应24h,得到三基体橡胶乳液;

步骤3、配置质量浓度2%的氧化钙溶液,将该乳液缓慢加入并搅拌,静置1h后将絮凝产物在40℃真空干燥箱中烘干至恒重,得到三基体橡胶生胶;

步骤4、将100份上述三基体橡胶生胶,5份氧化锌,0.5份硬脂酸,2份硫磺,0.7份促进剂m,30份白炭黑在双辊开炼机上混合均匀得到混炼胶,混炼胶在150℃下模压硫化制备成高强度耐磨复合橡胶。

所述的cu-btc-sio2纳米材料制备方法如下:

步骤1、将10份二氧化硅粉、0.3份聚丙烯酸钠、19.4份茨烯、2.9份叔丁醇和0.5份氧化钇混合放入烧瓶中,在75℃下均匀搅拌,得到浆料;

步骤2、将浆料倒入模具中,在-16℃下放置,得到成型为柱状的二氧化硅陶瓷颗粒塑坯;

步骤3、将二氧化硅陶瓷颗粒塑坯先在-16℃下放置12h,然后将其放入冷冻干燥机中在-60℃条件下干燥6h,最后以4℃/min的速度升温进行高温烧结,升温至1000℃,保温3h,冷却后得到多孔二氧化硅陶瓷载体;

步骤4、2份均苯三甲酸与质量分数为95%的乙醇溶液25份混合,搅拌均匀,得到有机配体溶液,取5份多孔二氧化硅陶瓷载体放入上述制得的有机配体溶液中,浸泡12h,抽滤,将过滤后所得样品放入25份质量分数为95%的乙醇溶液中,加入4.8份三水硝酸铜,搅拌均匀,在80℃下反应,过滤、清洗,并在100℃下烘干处理,得到多孔二氧化硅陶瓷负载cu-mof,即纳米材料cu-btc-sio2。

实施例2

步骤1、按质量分称取衣康酸二乙酯80份,10份cu-btc-sio2纳米材料,异戊二烯10份,甲基丙烯酸甲酯25份,十二烷基硫酸钠5份,op-10乳化剂5份,碳酸氢钠1份,加压至0.5mpa,预乳化1小时;其余步骤同实施例1。

实施例3

步骤1、按质量分称取衣康酸二乙酯70份,5份cu-btc-sio2纳米材料,异戊二烯10份,甲基丙烯酸甲酯25份,十二烷基硫酸钠5份,op-10乳化剂5份,碳酸氢钠1份,加压至0.5mpa,预乳化1小时;其余步骤同实施例1。

实施例4

步骤1、按质量分称取衣康酸二乙酯60份,25份cu-btc-sio2纳米材料,异戊二烯10份,甲基丙烯酸甲酯25份,十二烷基硫酸钠5份,op-10乳化剂5份,碳酸氢钠1份,加压至0.5mpa,预乳化1小时;

其余步骤同实施例1。

实施例5

步骤1、按质量分称取衣康酸二乙酯50份,30份cu-btc-sio2纳米材料,异戊二烯10份,甲基丙烯酸甲酯25份,十二烷基硫酸钠5份,op-10乳化剂5份,碳酸氢钠1份,加压至0.5mpa,预乳化1小时;其余步骤同实施例1。

实施例6

步骤1、按质量分称取衣康酸二乙酯40份,35份cu-btc-sio2纳米材料,异戊二烯10份,甲基丙烯酸甲酯25份,十二烷基硫酸钠5份,op-10乳化剂5份,碳酸氢钠1份,加压至0.5mpa,预乳化1小时;其余步骤同实施例1。

实施例7

步骤1、按质量分称取衣康酸二乙酯30份,40份cu-btc-sio2纳米材料,异戊二烯10份,甲基丙烯酸甲酯25份,十二烷基硫酸钠5份,op-10乳化剂5份,碳酸氢钠1份,加压至0.5mpa,预乳化1小时;其余步骤同实施例1。

实施例8

步骤1、按质量分称取衣康酸二乙酯20份,45份cu-btc-sio2纳米材料,异戊二烯10份,甲基丙烯酸甲酯25份,十二烷基硫酸钠5份,op-10乳化剂5份,碳酸氢钠1份,加压至0.5mpa,预乳化1小时;其余步骤同实施例1。

实施例9

步骤1、按质量分称取衣康酸二乙酯10份,50份cu-btc-sio2纳米材料,异戊二烯10份,甲基丙烯酸甲酯25份,十二烷基硫酸钠5份,op-10乳化剂5份,碳酸氢钠1份,加压至0.5mpa,预乳化1小时;其余步骤同实施例1。

实施例10

步骤1、按质量分称取衣康酸二乙酯5份,55份cu-btc-sio2纳米材料,异戊二烯10份,甲基丙烯酸甲酯25份,十二烷基硫酸钠5份,op-10乳化剂5份,碳酸氢钠1份,加压至0.5mpa,预乳化1小时;其余步骤同实施例1。

实施例11

步骤1、按质量分称取衣康酸二乙酯100份,20份cu-btc-sio2纳米材料,10份cu—sba-15纳米材料,异戊二烯10份,甲基丙烯酸甲酯25份,十二烷基硫酸钠5份,op-10乳化剂5份,碳酸氢钠1份,加压至0.5mpa,预乳化1小时;其余步骤同实施例1。

所述的cu—sba-15纳米材料制备方法如下:

步骤1、将15份氧化铜放入质量分数8%的氯化铝溶液中90℃下搅拌5小时,过滤,洗涤至中性,烘干,分散在乙醇一去离子水溶液中,加入18份十八烷基胺在60℃水浴中搅拌4小时,超声分散30分钟,抽滤,洗涤,真空干燥至恒重,即得活性氧化铜;

步骤2、将5份活性氧化铜和15份sba-15沸石材料干燥后,进行研磨粉碎,600目过筛,90℃下混合搅拌均匀,分散在乙醇一去离子水溶液中,加入14份十六烷基三甲基溴化铵在60℃水浴中搅拌4小时,超声分散30分钟,抽滤,洗涤,真空干燥至恒重,研磨,过筛即得cu—sba-15纳米复合材料。

对照例1

与实施例1不同点在于:耐磨橡胶制备的步骤2中,然后向反应釜中加入3份过硫酸铵,升温至120℃,反应24h,得到三基体橡胶乳液,其余步骤与实施例1完全相同。

对照例2

与实施例1不同点在于:耐磨橡胶制备的步骤2中,然后向反应釜中加入10份过硫酸铵,升温至120℃,反应24h,得到三基体橡胶乳液,其余步骤与实施例1完全相同。

对照例3

与实施例1不同点在于:耐磨橡胶制备的步骤3中,配置质量浓度0.2%的氧化钙溶液,将该乳液缓慢加入并搅拌,其余步骤与实施例1完全相同。

对照例4

与实施例1不同点在于:耐磨橡胶制备的步骤3中,配置质量浓度10%的氧化钙溶液,将该乳液缓慢加入并搅拌,其余步骤与实施例1完全相同。

对照例5

与实施例1不同点在于:耐磨橡胶制备的步骤4中,将50份上述三基体橡胶生胶,5份氧化锌,0.5份硬脂酸,2份硫磺,0.7份促进剂m,30份白炭黑在双辊开炼机上混合均匀得到混炼胶,其余步骤与实施例1完全相同。

对照例6

与实施例1不同点在于:耐磨橡胶制备的步骤4中,将100份上述三基体橡胶生胶,5份氧化锌,0.5份硬脂酸,2份硫磺,0.7份促进剂m,10份白炭黑在双辊开炼机上混合均匀得到混炼胶,其余步骤与实施例1完全相同。

对照例7

与实施例1不同点在于:耐磨橡胶制备的步骤4中,将20份上述三基体橡胶生胶,1份氧化锌,5份硬脂酸,2份硫磺,0.7份促进剂m,30份白炭黑在双辊开炼机上混合均匀得到混炼胶,其余步骤与实施例1完全相同。

对照例8

与实施例1不同点在于:耐磨橡胶制备的步骤4中,将30份上述三基体橡胶生胶,1份氧化锌,1份硬脂酸,10份硫磺,0.1份促进剂m,5份白炭黑在双辊开炼机上混合均匀得到混炼胶,其余步骤与实施例1完全相同。

对照例9

与实施例1不同点在于:cu-btc-sio2纳米材料制备的步骤1中,将20份二氧化硅粉、0.3份聚丙烯酸钠、10份茨烯、9份叔丁醇和0.5份氧化钇混合放入烧瓶中,在75℃下均匀搅拌,得到浆料,其余步骤与实施例1完全相同。

对照例10

与实施例1不同点在于:cu-btc-sio2纳米材料制备的步骤1中,将10份二氧化硅粉、0.3份聚丙烯酸钠、1.4份茨烯、1份叔丁醇和10份氧化钇混合放入烧瓶中,在75℃下均匀搅拌,得到浆料,其余步骤与实施例1完全相同。

将实施例和对比例所得橡胶进行性能测试,测试结果如下:

拉伸强度:按gb/t528-2009标准测试;磨耗指数:按gb/t1689-2014,压缩永久变形量:国标gb6669,

实验结果表明纳米复合橡胶采用乳化方法加入有机多孔cu-btc-sio2纳米材料载体,通过絮凝沉淀和加压混炼的方法将生胶沉积于结构稳定的cu-btc-sio2纳米材料中,使得橡胶具备了优异的耐磨性能和抗压缩变形性能,在标准条件测试下,磨耗指数越低,压缩永久变形量越小,耐磨性能和抗压缩变形性能越好,反之越差;在衣康酸二乙酯、cu-btc-sio2纳米材料质量配比为5:1,其他配料固定,橡胶耐磨性能和抗压缩变形性能最好,实施例1至实施例10分别改变橡胶主要原料的组成和配比,对橡胶的耐磨性能和抗压缩变形性能有不同的影响,值得注意的是实施例11加入了cu—sba-15纳米复合材料,磨耗指数明显降低,说明cu—sba-15纳米复合材料对橡胶材料的结构稳定性有更好的优化作用;对照例1至对照例2改变了过硫酸铵的使用量,其他步骤完全相同,导致橡胶乳液性质发生变化,磨耗指数明显变大;对照例3和对照例4改变氧化钙溶液浓度,耐磨性能和抗压缩变形性能也不好;对照例5至对照例8调节混炼胶中生胶和配料的用量,在配比发生变化时,磨耗指数也发生变化;对照例9至对照例10,改变cu-btc-sio2纳米材料原料的配比,效果依然不好,说明cu-btc-sio2纳米材料原料的配比的控制很重要;因此使用本发明的纳米复合橡胶气具有优异的耐磨效果和较低的压缩变形性能,能够大幅度延长路面结构的使用时间。

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