竹篾帘-混凝土预制构件板以及竹篾帘-混凝土预制构件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种竹篾帘-混凝土预制构件板以及一种竹篾帘-混凝土预制构件。
【背景技术】
[0002]自然状态下，树木根系的分布范围在水平方向通常稍大于树冠的垂直投影，随着行道树的不断生长，它的根系会不断在向土壤深处生长的同时，也向周边不断地蔓延挤压，很容易导致路面的胀裂情况发生。近年来有关混凝土路面被树根拱裂而导致的路面破坏现象越来越多。该问题对车辆、行人的通行安全造成影响，增加道路养护维修费用，造成资源浪费，不利于人类活动与自然环境和谐相处。
[0003]已有研究表明，钢筋混凝土在路面工程中应用可以明显缩减路面厚度，改善路用性能，减少后期的维修与养护费用，但其造价一般较普通混凝土路面高，我国也正在研究、试用推广阶段。考虑到我国竹资源比丰富，价格便宜，且竹筋的抗拉性能较好，贺冉等在一定实验基础上提出用竹筋代替钢筋，和混凝土一起构成竹筋混凝土用于路面工程(贺冉等，《竹筋在混凝土路面中的应用试验研究》[J]，四川建材，2012，3(38) =105-106)。但将竹筋实际应用于道路路面的具体性能还不明确，有待进一步研究。而且这些解决方案都是致力于提升路面性能的宏观研究，针对树根胀裂路面问题的专门研究目前还没有。总的来说，树根胀裂路面问题日渐严重，且目前尚无经济合理的解决措施。
[0004]混凝土预制件(Precast Concrete)，又称PC构件，是指在工厂中通过标准化、机械化方式加工生产的混凝土制品。与之相对应的传统现浇混凝土需要工地现场制模、现场浇注和现场养护。混凝土预制件被广泛应用于建筑、交通、水利等领域，在国民经济中扮演重要的角色。截至目前，尚无将混凝土预制件应用在树根胀裂路面问题上。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明通过提供一种竹篾帘-混凝土预制构件用于替代普通混凝土，实现预防树根胀裂路面的目的。
[0006]本发明提供了一种竹篾帘-混凝土预制构件，设置于混凝土路面与素土之间，具有这样的特征，包括:
[0007]混凝土预制构件，呈筐型，底面朝上设置，和混凝土路面接触，用于承担上部混凝土路面荷载；以及
[0008]竹篾帘层，与混凝土预制构件的顶面相匹配，与混凝土预制构件的顶面固定连接，与所述素土接触，用于缓冲树根生长所引起的对路面的挤压。
[0009]在本发明提供的竹篾帘-混凝土预制构件中，还可以具有这样的特征:
[0010]其中，竹篾帘层包含至少一层竹篾帘。
[0011]在本发明提供的竹篾帘-混凝土预制构件中，还可以具有这样的特征:
[0012]其中，竹篾帘厚度为0.8?1.7cm。
[0013]在本发明提供的竹篾帘-混凝土预制构件中，还可以具有这样的特征:
[0014]其中，竹篾帘由竹篾以十字交叉编织的方式制成。
[0015]在本发明提供的竹篾帘-混凝土预制构件中，还可以具有这样的特征:
[0016]其中，竹篾帘层和混凝土预制构件之间采用结构胶粘接。
[0017]在本发明提供的竹篾帘-混凝土预制构件中，还可以具有这样的特征:
[0018]其中，竹篾帘-混凝土预制构件尺寸为1.25mX0.75mX0.01m、ImX0.75mX0.01m、0.75mX0.75mX0.0lm 中任意一种。
[0019]本发明还提供了一种竹篾帘-混凝土预制构件板，其特征在于，包含:
[0020]多个竹篾帘-混凝土预制构件，多个竹篾帘-混凝土预制构件按一定方式排列，
[0021]其中，竹篾帘-混凝土预制构件采用如上任意一项所述的竹篾帘-混凝土预制构件，
[0022]多个混凝土预制构件构成混凝土预制构件板。
[0023]在本发明提供的竹篾帘-混凝土预制构件板中，还可以具有这样的特征:
[0024]其中，混凝土预制构件板由多个混凝土预制构件一体成型。
[0025]本发明还提供了一种确定上述任意一种竹篾帘-混凝土预制构件最优尺寸的方法，其特征在于，采用有限元软件进行分析，包含以下步骤:
[0026]i)受力情况分析，将模型中不同尺寸规格的竹篾帘-混凝土预制构件的竹篾帘层作为一块整体板进行分析，对所述竹篾帘层边缘施加X、1、Z方向的约束，同时，根据环境对所述各个模型中竹篾帘层的表面施加同样大小的力，而后导出所述竹篾帘层在X方向以及y方向的应力云图，得到竹篾帘层的受力情况；
[0027]ii)变形情况分析，取所述竹篾帘层在z向的最大偏移位置进行时程分析，观察所述最大偏移位置随环境施加力变化的变化规律，并将不同模型的最大位移图绘制在同一张图上进行比较分析，得到竹篾帘层的变形情况；
[0028]iii)对得到的竹篾帘层的受力情况和变形情况综合考虑，择取优选尺寸方案。
[0029]发明的作用和效果
[0030]本发明从树根生长胀裂路面的基本力学机理出发，考虑竹材具有良好的顺纹抗拉性能，且环保经济可再生，利用竹材的顺纹抗拉能力抵抗树根生长对路面产生的拉裂作用，提供了一种经济、环保、方便施工的竹篾帘-混凝土预制构件，通过预埋这种预制构件预防树根胀裂路面。本发明提供的竹篾帘-混凝土预制构件具有以下有益效果:
[0031]I)竹篾帘-混凝土预制构件方便施工，能有效控制施工成本；
[0032]2)充分利用竹篾帘和混凝土不同材料的力学性能，降低树根对路面的损害；
[0033]3)竹篾帘-混凝土预制构件的中空设计为树根膨胀提供第二道防线，同时在一定程度上减少筑路所需材料；
[0034]4)竹材价格低廉，降低制造成本。
【附图说明】
[0035]图1是本发明提供的竹篾帘-混凝土预制构件的示意图；
[0036]图2是本发明提供的混凝土预制构件的示意图；
[0037]图3是本发明提供的竹篾帘-混凝土预制构件的预埋示意图；
[0038]图4是本发明提供的实施例中方案A的施工布置图(图中单位为mm)；
[0039]图5是本发明提供的实施例中方案B的施工布置图(图中单位为mm)；
[0040]图6是本发明提供的实施例中方案C的施工布置图(图中单位为mm)；
[0041]图7a是本发明提供的实施例中方案A根据有限元软件分析得到的x方向应力等值线图；
[0042]图7b是本发明提供的实施例中方案A根据有限元软件分析得到的y方向应力等值线图；
[0043]图8a是本发明提供的实施例中方案B根据有限元软件分析得到的x方向应力等值线图；
[0044]图Sb是本发明提供的实施例中方案B根据有限元软件分析得到的y方向应力等值线图；
[0045]图9a是本发明提供的实施例中方案C根据有限元软件分析得到的x方向应力等值线图；
[0046]图9b是本发明提供的实施例中方案C根据有限元软件分析得到的y方向应力等值线图；以及
[0047]图10是本发明提供的实施例中方案A、B、C在z方向上的均布荷载-最大偏移曲线图。
【具体实施方式】
[0048]以下结合实施例和附图对本发明的竹篾帘-混凝土预制构件进行进一步说明。
[0049]图1是本实施例提供的竹篾帘-混凝土预制构件的示意图。
[0050]如图1所示，本实施例中竹篾帘-混凝土预制构件100包括混凝土预制构件I和竹篾帘层2。混凝土预制构件1，呈筐型，底面朝上设置，和混凝土路面接触，用于承担上部混凝土路面荷载。竹篾帘层2，与素土接触，用于缓冲树根生长所引起的对路面的挤压。本实施例中竹篾帘层2与混凝土预制构件I的平面尺寸相等，竹篾帘层2与混凝土预制构件I的顶面采用结构胶粘接。
[0051]竹篾帘层2包含竹篾帘，竹篾帘采用竹篾十字交叉编织而成。竹篾帘层2可采用单层竹篾帘，也可采用多层竹篾帘。若采用多层竹篾帘，竹篾帘之间采用结构胶粘接。每层竹篾帘层厚度为0.8?1.7cm。
[0052]图2是本实施例提供的混凝土预制构件I的示意图。
[0053]如图2所示，混凝土预制构件I采用混凝土通过模具一次成型，混凝土预制构件I平面形状可为四边形。混凝土预制构件I整体呈筐型。
[0054]图3是本实施例提供的竹篾帘-混凝土预制构件的预埋示意图。