CN105625137A - 一种钢渣透水路面结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种钢渣透水路面结构及其施工方法，所述钢渣透水路面结构设置于路基之上，该钢渣透水路面结构由上到下依次包括：面层，所述面层由粒度为0.1-2mm的钢渣通过胶粘剂混合固化而成；基层，所述基层由粒度为2-15mm的骨料通过胶粘剂混合固化而成；垫层，所述垫层由粒度为2-30mm的骨料通过胶粘剂混合固化而成；虹吸联接层，所述虹吸联接层由粒度为2-15mm的钢渣及素土混合，一起夯实而成。利用钢渣与胶粘剂固化后具有透水性的性能，使得路面的雨水能够通过渗透作用进入到地下水中，避免雨水在道路中形成径流和积水，特别是对于城市而言，可以很好的将雨水渗入到地下中，减轻了市政排水管道的负担，可以很好的避免内涝的出现。
Description
技术领域
本发明涉及道路工程技术领域，更具体的说，涉及一种钢渣透水路面结构及其施工方法。
背景技术
城市化进程中，大量钢筋混凝土建筑和柏油等硬质不透水建筑材料的使用，将原有的自然土壤表面破坏，且密不透风地将地表面封闭，使水分难以下渗，降水时很快形成地表径流，径流进入河道或者市政排水管道，大降雨的情况下容易超出河道和市政排水管道的负担，严重的情况下会形成内涝，导致城市“看海”现象频频出现。由于雨水无法通过地表渗透到地表之下，使得地下水得不到及时有效地补充，造成地下水位严重下降，可应用的水资源枯竭，水生态环境恶化。
现今城市路面的封闭地表结构造成的不透水路面缺乏对城市地表温度、湿度的调节功能，雨水蒸发快，地表易干燥，扬尘污染严重，产生气象学上的城市“热岛效应”；对城市的整体环境
另外，封闭地表造成的不透水路面，将会使城市中用来调节小气候的地表植物生长困难，有的树木甚至因根系缺水死亡、倒伏，从而丧失生态调节作用。
因此，亟需提出一种具有良好透水性的钢渣透水路面结构以增加城市的透水透气空间，达到调节城市小气候、保持生态平衡的良好效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种渗透性良好的钢渣透水路面结构及其施工方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种钢渣透水路面结构，所述钢渣透水路面结构设置于路基之上，该钢渣透水路面结构由上到下依次包括：
面层，所述面层由粒度为0.1-2mm的钢渣通过胶粘剂混合固化而成；
基层，所述基层由粒度为2-15mm的骨料通过胶粘剂混合固化而成；
垫层，所述垫层由粒度为2-30mm的骨料通过胶粘剂混合固化而成；
虹吸联接层，所述虹吸联接层由粒度为2-15mm的钢渣及素土混合，一起夯实而成。
优选的，所述面层的胶粘剂中掺入有颜料。
优选的，所述面层中，还掺入有玻璃纤维；其中，100重量份的所述面层中玻璃纤维的质量份为0-5，所述胶粘剂的质量份为5-30，所述钢渣的质量份为95-65，所述面层的厚度为10-60mm。
优选的，所述基层中，还掺入有玻璃纤维；其中，100重量份的所述基层中玻璃纤维的质量份为0-5，所述胶粘剂的质量份为5-20，所述钢渣的质量份为95-75，所述基层的厚度为100-400mm。
优选的，所述垫层中，还掺入有玻璃纤维；其中，100重量份的所述垫层中玻璃纤维的质量份为0-5，所述胶粘剂的质量份为5-20，所述钢渣的质量份为95-75，所述垫层的厚度为100-500mm。
优选的，所述虹吸联接层的纤维材料为玻璃纤维，所述玻璃纤维的长度为30-300mm。
优选的，100重量份的所述虹吸联接层中玻璃纤维的质量份为0-5，所述钢渣的质量份为95-75，所述虹吸联接层的厚度10-50mm。
一种如权利要求1所述的钢渣透水路面结构的施工方法，包括步骤：
面层，所述面层由粒度为0.1-2mm的钢渣通过胶粘剂混合固化而成；
基层，所述基层由粒度为2-15mm的骨料通过胶粘剂混合固化而成；
垫层，所述垫层由粒度为2-30mm的骨料通过胶粘剂混合固化而成；
虹吸联接层，所述虹吸联接层为经过表面活化处理的纤维材料、粒度为2-15mm的钢渣及素土混合，一起夯实而成。
优选的，所述步骤S1中，还包括在胶粘剂中掺入颜料的步骤。
优选的，所述步骤S1、步骤S2以及步骤S3中，将所述钢渣及所述骨料通过胶粘剂混合固化的过程还包括掺入玻璃纤维的步骤。
本发明带来的益处是：利用钢渣与胶粘剂固化后具有透水性的性能，使得路面的雨水能够通过渗透作用进入到地下水中，避免雨水在道路中形成径流和积水，特别是对于城市而言，可以很好的将雨水渗入到地下中，减轻了市政排水管道的负担，可以很好的避免内涝的出现。另外，渗水使得地下水能够得到及时的补充，使得水资源的利用得到保障。钢渣透水路面结构采用的是多个层次的结构，每层结构的钢渣或骨料粒度不同形成了不同的层结构，面层和基层采用较小的粒度结构，保证了其耐磨和坚固性能，而垫层以及虹吸联接层采用较大的钢渣粒度结构，起到了很好的保湿效果，既能起到渗透作用，又能起到保持水份的作用，虹吸联接层采用与素土混合，会产生较多的孔隙，在下雨时，加快雨水的渗入效果，而在干燥时可产生虹吸效果(毛细现象)，将水份向上吸引，保持路面湿度。此外，本发明采用的钢渣透水路面结构由于其渗透过程也是一种过滤的过程，能够对雨水有独特的净化功能。
附图说明
图1是本发明实施例的钢渣透水路面结构结构示意图。
具体实施方式
下面描述本发明的优选实施方式，本领域普通技术人员将能够根据下文所述用本领域的相关技术加以实现，并能更加明白本发明的创新之处和带来的益处。
《国家新型城镇化规划(2014-2020年)》明确提出：把建设具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市，作为建设生态文明城市建设的目标。海绵城市建设中低影响开发雨水系统的核心是维持场地开发前后水文特征不变。从水文循环角度，要实现开发后一定量的径流量不外排，就必须利用场地源头充足空间，采取渗透返流等方式，来消纳场地开发后的径流增量。来实现开发后水文特征接近于开发前的目标。
基于此，本发明提出了一种具有良好透水性能的新的钢渣透水路面结构。
实施例一
本实施例的钢渣透水路面结构采用钢渣作为骨料制作，其中，本实例中选用的钢渣物理性能如下但并不限于此：
| 序号 | 指标名称 | 指标 |
| 1 | 压碎指标(％) | ＜15 |
| 2 | 针片状颗粒含量(％) | ＜15 |
| 3 | 含泥量(％) | ＜0.5 |
| 4 | 表观密度(kg/m3) | ＞2500 |
| 5 | 紧装堆积密度(kg/m3) | 1350 |
| 6 | 空隙率(％) | ＜47 |
以下结合图1对钢渣透水路面结构进行说明，所述钢渣透水路面结构设置于路基之上，该钢渣透水路面结构由上到下依次包括：面层1、基层2、垫层3以及虹吸联接层4，所述面层1、基层2、垫层3以及虹吸联接层4均由钢渣作为骨料混合固化而成。其中，所述面层1由粒度为0.1-2mm的钢渣通过胶粘剂混合固化而成；，所述基层2由粒度为2-15mm的钢渣通过胶粘剂混合固化而成；所述垫层3由粒度为2-30mm的钢渣通过胶粘剂混合固化而成；所述虹吸联接层4由粒度为2-15mm的钢渣及素土混合，一起夯实而成。钢渣透水路面结构采用的是多个层次的结构，每层结构的钢渣粒度不同形成了不同的层结构，面层1和基层2采用较小的粒度结构，保证了其耐磨和坚固性能，而垫层3以及虹吸联接层4采用较大的钢渣粒度结构，起到了很好的保湿效果，既能起到渗透作用，又能起到保持水份的作用，虹吸联接层4掺入纤维材料，可利用纤维材料的毛细结构，形成良好的虹吸效果，对水的渗透和保持起到了良好的调节作用。此外，本发明采用的钢渣透水路面结构由于其渗透过程也是一种过滤的过程，能够对雨水有独特的净化功能。利用钢渣与胶粘剂固化后具有透水性的性能，使得路面的雨水能够通过渗透作用进入到地下水中，避免雨水在道路中形成径流和积水，特别是对于城市而言，可以很好的将雨水渗入到地下中，减轻了市政排水管道的负担，可以很好的避免内涝的出现。
另外，所述面层的胶粘剂中还可掺入颜料，这样，在形成钢渣透水路面结构后，会直接显现出颜料的颜色，不再是传统的黑或是灰色路面，可以根据需要而染成不同的颜色。并且，由于颜料是掺入到胶粘剂中的，不是涂覆在路面上，因此不会因为汽车的行驶碾压而造成脱落褪色。
在本实施例中，所述面层中还掺入有玻璃纤维；其中，100重量份的所述面层中玻璃纤维的质量份为0-5，所述胶粘剂的质量份为5-30，所述钢渣的质量份为95-65，所述面层的厚度为10-60mm，当面层的厚度为40mm时，其耐磨性能及透水性能更佳。在此配比下，面层具有良好的耐磨性能。当然，玻璃纤维可以采用其它的纤维材料替换如树脂纤维等材料，玻璃纤维可以很好的作为毛细管道结构使得路面保持良好的渗水性能。
在本实施例中，所述基层也还掺入有玻璃纤维；其中，100重量份的所述基层中玻璃纤维的质量份为0-5，所述胶粘剂的质量份为5-20，所述钢渣的质量份为95-75，所述基层的厚度为100-400mm，当基层的厚度处于200mm时，其强度性能以及渗入效果更佳。在此配比下，基层具有良好的强度性能。当然，玻璃纤维可以采用其它的纤维材料替换如树脂纤维等材料，玻璃纤维可以很好的作为毛细管道结构使得路面保持良好的渗水性能。其中，基层中的骨料所采用的钢渣，可以是粒度较为平均的钢渣，也可以是采用级配的方式形成的级配钢渣。
在本实施例中，所述垫层中也掺入有玻璃纤维；其中，100重量份的所述垫层中玻璃纤维的质量份为0-5，所述胶粘剂的质量份为5-20，所述钢渣的质量份为95-75，所述垫层的厚度为100-500mm，当垫层的厚度处于300mm时，其结构强度及渗入效果更佳。在此配比下，垫层具有良好的强度性能。当然，玻璃纤维可以采用其它的纤维材料替换如树脂纤维等材料，玻璃纤维可以很好的作为毛细管道结构使得路面保持良好的渗水性能。其中，垫层中的骨料所采用的钢渣，可以是粒度较为平均的钢渣，也可以是采用级配的方式形成的级配钢渣。
在本实施例中，所述虹吸联接层中也掺入有玻璃纤维，所述玻璃纤维的长度为30-300mm，玻璃纤维首先经过表面活化处理，处理方式是在玻璃纤维的表面侵润一层亲水基有机化合物。虹吸联接层中采用长度为30-300mm的玻璃纤维，可以很好的在虹吸联接层中形成毛细管道，在下雨时，能够提高雨水渗透的作用，在干燥时，能够通过虹吸作用(毛细现象)将地下水向上吸引，保持路面的湿度。再有，玻璃纤维还可以增强结构的强度。经表面处理的玻璃纤维界面的引导，在地面热气流的作用下，加快地下水返渗透到路面，并蒸发至空气中，一定程度缓解了城市中的“热岛效应”。
在本实施例中，100重量份的所述虹吸联接层中玻璃纤维的质量份为0-5，所述钢渣的质量份为95-75，所述虹吸联接层的厚度10-50mm。在该配比下，虹吸联接层具有良好的保湿和渗透作用，同时能够起到很好的路面支撑作用。
实施例二
本实施例提供了一种实施例一所述的钢渣透水路面结构的施工方法，包括步骤：
S1，在路基上将形成虹吸联接层，所述虹吸联接层粒度为2-15mm的钢渣及素土混合，一起夯实而成；
S2，在所述虹吸联接层之上形成垫层，所述面层由粒度为2-30mm的钢渣通过胶粘剂混合固化而成；
S3，在所述垫层之上形成基层，所述基层由粒度为2-15mm的钢渣通过胶粘剂混合固化而成；
S4，在所述基层之上形成面层，所述面层由粒度为0.1-2mm的钢渣通过胶粘剂混合固化而成。
其中，所述步骤S1中，还包括在胶粘剂中掺入颜料的步骤。
其中，所述步骤S1、步骤S2以及步骤S3中，将钢渣通过胶粘剂混合固化的过程还包括掺入玻璃纤维的步骤。
在本实施例中，所述钢渣的主要化学成分是CaO、SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、MnO、P2O5，有的还含有V2O5和TiO2。钢渣是一种由多种矿物和玻璃态物质组成的集合体，由于成形的特殊环境条件，使钢渣质地坚硬，密孔隙较少，比表面积小，渣坨和渣壳结晶细密、界限分明、断口整齐。另外，由于钢渣致密性高，因此比较耐磨。
在本实施例中，所述面层1、基层2、垫层3以及虹吸层4中，其中，以面层的过程为例，其步骤如下：
步骤T1：对钢渣进行粒度筛选，选出符合的粒度直径的钢渣；
步骤T2：对筛选后的钢渣进行聚合物包覆层加工；
步骤T3：将具有聚合物包覆层的钢渣与胶粘剂、玻璃纤维进行混合搅拌；
步骤T4：将步骤T3中的钢渣混合搅拌物铺设到基层上并加压待其固化；
所述聚合物包覆层为环氧树脂胶粘剂、丙烯酸系树脂胶粘剂和聚氨酯胶粘剂中的一种或多种；所述胶粘剂为环氧树脂胶粘剂、丙烯酸系树脂胶粘剂和聚氨酯胶粘剂中的一种或多种。
当然，在本实施例中，所述胶粘剂可选为环氧树脂胶粘剂，根据本发明的制备方法优选先将具有聚合物包覆层的钢渣与环氧树脂混合均匀，然后加入环氧树脂固化剂，混合均匀，接着将上述混合物成型，并进行固化。
在另一种实施方式中，所述胶粘剂为聚氨酯胶粘剂，且所述聚氨酯胶粘剂含有保护或未保护的异氰酸酯和聚酯或聚醚多元醇，根据本发明的制备方法优选先将聚酯或聚醚多元醇与具有聚合物包覆层的钢渣混合均匀，然后加入保护或未保护的异氰酸酯，接着进行成型和固化。
在又一种实施方式中，所述胶粘剂为丙烯酸系树脂胶粘剂，根据本发明的制备方法优选将所述丙烯酸系树脂胶粘剂与具有聚合物包覆层的钢渣混合均匀，并进行固化。
本发明对于所述固化的条件也没有特别限定，只要所述固化的条件足以使所述胶粘剂固化即可。本发明中，所述固化是指胶粘剂由液态或半固态转变成为固态并具有一定的强度。
一般地，所述固化的条件包括：温度为25-180℃，时间为2-108小时。优选地，所述固化的条件包括：温度为45-150℃，时间为3-48小时。
当然，在本实施例中，所述基层和垫层中不对钢渣进行聚合物包覆层的加工也是可以的，直接通过将钢渣与胶粘剂混合即可。
对于基层、垫层以及虹吸联接层的制作，则是采用了不同的混合材料和钢渣粒度直径，其基本的步骤跟面层的制作相同。
作为一种替代实施例，基层与垫层所述胶粘剂还可以选用硅酸盐胶凝材料。在另一替代实施例中，所述基层和垫层中的骨料还可以采用碎石作为替代，此时，所采用的胶粘剂可选用硅酸盐水泥。碎石作为基层和垫层的骨料，也可以达到很好的渗水效果。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，这些都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种钢渣透水路面结构，所述钢渣透水路面结构设置于路基之上，其特征在于，该钢渣透水路面结构由上到下依次包括：
面层，所述面层由粒度为0.10-2mm的钢渣通过胶粘剂混合固化而成；
基层，所述基层由粒度为2-15mm的骨料通过胶粘剂混合固化而成；
垫层，所述垫层由粒度为2-30mm的骨料通过胶粘剂混合固化而成；
虹吸联接层，所述虹吸联接层由粒度为2-15mm的钢渣及素土混合，一起夯实而成。
2.如权利要求1所述的钢渣透水路面结构，其特征在于，所述面层的胶粘剂中掺入有颜料。
3.如权利要求1所述的钢渣透水路面结构，其特征在于，所述面层中，还掺入有玻璃纤维；其中，100重量份的所述面层中玻璃纤维的质量份为0-5，所述胶粘剂的质量份为5-30，所述钢渣的质量份为95-65，所述面层的厚度为10-60mm。
4.如权利要求1所述的钢渣透水路面结构，其特征在于，所述基层中，还掺入有玻璃纤维，所述骨料为钢渣；其中，100重量份的所述基层中玻璃纤维的质量份为0-5，所述胶粘剂的质量份为5-20，所述钢渣的质量份为95-75，所述基层的厚度为100-400mm。
5.如权利要求1所述的钢渣透水路面结构，其特征在于，所述垫层中，还掺入有玻璃纤维，所述骨料为钢渣；其中，100重量份的所述垫层中玻璃纤维的质量份为0-5，所述胶粘剂的质量份为5-20，所述钢渣的质量份为95-75，所述垫层的厚度为100-500mm。
6.如权利要求1所述的钢渣透水路面结构，其特征在于，所述虹吸联接层还包括有玻璃纤维，所述玻璃纤维的长度为30-300mm。
7.如权利要求6所述的钢渣透水路面结构，其特征在于，100重量份的所述虹吸联接层中玻璃纤维的质量份为0-5，所述钢渣的质量份为95-75，所述虹吸联接层的厚度10-50mm。
8.一种如权利要求1所述的钢渣透水路面结构的施工方法，其特征在于，包括步骤：
S1，在路基上将形成虹吸联接层，所述虹吸联接层粒度为2-15mm的钢渣及素土混合，一起夯实而成；
S2，在所述虹吸联接层之上形成垫层，所述面层由粒度为8-13.2mm的钢渣通过胶粘剂混合固化而成；
S3，在所述垫层之上形成基层，所述基层由粒度为2-15mm的骨料通过胶粘剂混合固化而成；
S4，在所述基层之上形成面层，所述面层由粒度为0.1-2mm的骨料通过胶粘剂混合固化而成。
9.如权利要求8所述的钢渣透水路面结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S1中，还包括在胶粘剂中掺入颜料的步骤。
10.如权利要求8所述的钢渣透水路面结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S1、步骤S2、步骤S3以及步骤S4中，将钢渣通过胶粘剂混合固化的过程还包括掺入玻璃纤维的步骤。
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