竹篾帘-混凝土预制构件板以及竹篾帘-混凝土预制构件制造技术

本发明专利技术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。本发明专利技术提供的竹篾帘-混凝土预制构件，设置于混凝土路面与素土之间，包括：混凝土预制构件，呈筐型，底面朝上设置，和所述混凝土路面接触，用于承担上部混凝土路面荷载；以及竹篾帘层，与所述混凝土预制构件的顶面相匹配，与所述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。

【技术实现步骤摘要】
竹篾帘-混凝土预制构件板以及预制构件及其最优尺寸确定方法
本专利技术涉及一种竹篾帘-混凝土预制构件板以及预制构件及其最优尺寸确定方法。
技术介绍
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。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。混凝土预制件(PrecastConcrete)，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。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术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。本专利技术提供了一种竹篾帘-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：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。在本专利技术提供的竹篾帘-混凝土预制构件中，还可以具有这样的特征：其中，竹篾帘层包含至少一层竹篾帘。在本专利技术提供的竹篾帘-混凝土预制构件中，还可以具有这样的特征：其中，竹篾帘厚度为0.8～1.7cm。在本专利技术提供的竹篾帘-混凝土预制构件中，还可以具有这样的特征：其中，竹篾帘由竹篾以十字交叉编织的方式制成。在本专利技术提供的竹篾帘-混凝土预制构件中，还可以具有这样的特征：其中，竹篾帘层和混凝土预制构件之间采用结构胶粘接。在本专利技术提供的竹篾帘-混凝土预制构件中，还可以具有这样的特征：其中，竹篾帘-混凝土预制构件尺寸为1.25m×0.75m×0.01m、1m×0.75m×0.01m、0.75m×0.75m×0.01m中任意一种。本专利技术还提供了一种竹篾帘-混凝土预制构件板，其特征在于，包含：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，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，多个混凝土预制构件构成混凝土预制构件板。在本专利技术提供的竹篾帘-混凝土预制构件板中，还可以具有这样的特征：其中，混凝土预制构件板由多个混凝土预制构件一体成型。本专利技术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：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、y、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；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；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。专利技术的作用和效果本专利技术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。本专利技术提供的竹篾帘-混凝土预制构件具有以下有益效果：1)竹篾帘-混凝土预制构件方便施工，能有效控制施工成本；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；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；4)竹材价格低廉，降低制造成本。附图说明图1是本专利技术提供的竹篾帘-混凝土预制构件的示意图；图2是本专利技术提供的混凝土预制构件的示意图；图3是本专利技术提供的竹篾帘-混凝土预制构件的预埋示意图；图4是本专利技术提供的实施例中方案A的施工布置图(图中单位为mm)；图5是本专利技术提供的实施例中方案B的施工布置图(图中单位为mm)；图6是本专利技术提供的实施例中方案C的施工布置图(图中单位为mm)；图7a是本专利技术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；图7b是本专利技术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；图8a是本专利技术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；图8b是本专利技术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；图9a是本专利技术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；图9b是本专利技术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；以及图10是本专利技术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。具体实施方式以下结合实施例和附图对本专利技术的竹篾帘-混凝土预制构件进行进一步说明。图1是本实施例提供的竹篾帘-混凝土预制构件的示意图。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1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1的平面尺寸相等，竹篾帘层2与混凝土预制构件1的顶面采用结构胶粘接。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。图2是本实施例提供的混凝土预制构件1的示意图。如图2所示，混凝土预制构件1采用混凝土通过模具一次成型，混凝土预制构件1平面形状可为四边形。混凝土预制构件1整体呈筐型。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。如图3所示，施工时，首先素土夯实，然后铺设竹篾帘-混凝土预制构件100，之后按正常的道路施工过程在预制构件100上铺设混凝土继续施工。竹篾帘-混凝土板预制构件的平面尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，其特征在于，包括：混凝土预制构件，呈筐型，底面朝上设置，和所述混凝土路面接触，用于承担上部混凝土路面荷载；以及竹篾帘层，与所述混凝土预制构件的顶面相匹配，与所述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。

【技术特征摘要】
1.一种竹篾帘-混凝土预制构件，设置于混凝土路面与素土之间，其特征在于，包括：混凝土预制构件，呈筐型，底面朝上设置，和所述混凝土路面接触，用于承担上部混凝土路面荷载；以及竹篾帘层，与所述混凝土预制构件的顶面相匹配，与所述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。2.根据权利要求1所述的竹篾帘-混凝土预制构件，其特征在于：其中，所述竹篾帘层包含至少一层竹篾帘。3.根据权利要求2所述的竹篾帘-混凝土预制构件，其特征在于：其中，所述竹篾帘厚度为0.8～1.7cm。4.根据权利要求2所述的竹篾帘-混凝土预制构件，其特征在于：其中，所述竹篾帘由竹篾以十字交叉编织的方式制成。5.根据权利要求1所述的竹篾帘-混凝土预制构件，其特征在于：其中，所述竹篾帘层和混凝土预制构件之间采用结构胶粘接。6.根据权利要求1所述的竹篾帘-混凝土预制构件，其特征在于：其中，所述竹篾帘-混凝土预制构件尺寸为1.25m×0.75m×0.01m、1m×0.75m×0.01m、0.75m×0.75m×0.01m中任意一种。7.一种竹篾帘-混凝土预制构件板，其特征在于，包含：多个竹篾帘-混凝土预制构件，所述多个竹篾帘-混凝土预制构件按一定方式排列，其中，所述竹篾帘-混凝土预制构件如权利要求1～6任意一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌晓政，梁磊，徐晓洋，张菊辉，史赛赛，熊壮志，王冬冬，杜杨，茹伟，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31