一种透水式大孔隙水泥稳定碎石路面基层材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种透水式大孔隙水泥稳定碎石路面基层材料及制备方法，原料包括级配碎石、水泥和水。级配碎石的级配范围满足：0.075mm筛孔对应质量通过率0～3%，0.6mm筛孔对应质量通过率0～6%，2.36mm筛孔对应质量通过率0～12%，4.75mm筛孔对应质量通过率3～18%，9.5mm筛孔对应质量通过率16～36%，19mm筛孔对应质量通过率60～85%，26.5mm筛孔对应质量通过率80～100%，31.5mm筛孔对应质量通过率100%，针片状颗粒含量≤18%，压碎值≤22%。本发明专利技术制备方法简单，通过改善级配碎石的级配组成范围，在保证其承载力的情况下，增加结构的空隙率，一方面提高了路面的排水性能，另一方面也降低了沥青混凝土路面的反射裂缝，降低了路面的维修费用，提高了社会经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于路面基层材料设计
，涉及一种应用于海绵城市建设的透水式大孔隙水泥稳定碎石路面基层材料及制备方法。
技术介绍
近年来，随着我国城镇化的快速发展，城市发展也面临巨大的环境与资源压力，外延增长式的城市发展模式已难以为继，我国的城镇化必须进入以提升质量为主的转型发展新阶段。为此，必须坚持新型城镇化的发展道路，协调城镇化与环境资源保护之间的矛盾，才能实现可持续发展。党的“十八大”报告明确提出“面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势，必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，把生态文明建设放在突出地位”。建设具有自然积存、自然渗透、自然净化功能的海绵城市是生态文明建设的重要内容，是实现城镇化和环境资源协调发展的重要体现，也是今后我国城市建设的重大任务。海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。海绵城市建设应遵循生态优先等原则，将自然途径与人工措施相结合，在确保城市排水防涝安全的前提下，最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。在海绵城 市建设过程中，应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性，协调给水、排水等水循环利用各环节，并考虑其复杂性和长期性。海绵城市的建设途径之一是合理控制开发强度，在城市中保留足够的生态用地，控制城市不透水面积比例，最大限度的减少对城市原有水生态环境的破坏，同时，根据需求增加透水路面的面积，促进雨水的渗透。但是，目前水泥稳定碎石路面基层主要功能是承重及还没有涉及到排蓄水方面的课题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述不足，本路面基层材料的设计，解决了基层作为承重、渗透的功能，为海绵城市建设提供了一种道路工程的解决方案。本专利技术通过研究透水路面存在的水泥稳定碎石基层强度、空隙率、生产、施工方面的技术难题，提供了一种可应用于海绵城市的透水式大孔隙水泥稳定碎石路面基层材料，在保证水泥稳定碎石无侧限抗压强度的基础之上，通过级配设计，使其具有足够的空隙率，确保其对雨水的渗透性，解决了水泥稳定碎石作为承重排蓄水层的作用。同时，本专利技术还提供了上述透水式大孔隙水泥稳定碎石路面基层材料的制备方法。为解决以上问题，本专利技术采用以下技术方案：一种透水式大孔隙水泥稳定碎石基层材料，包括级配碎石、水泥和水，级配碎石的级配范围满足：0.075mm筛孔对应质量通过率0～3%， 0.6mm筛孔对应质量通过率0～6%，2.36mm筛孔对应质量通过率0～12%，4.75mm筛孔对应质量通过率3～18%，9.5mm筛孔对应质量通过率16～36%，19mm筛孔对应质量通过率60～85%，26.5mm筛孔对应质量通过率80～100%，31.5mm筛孔对应质量通过率100%，针片状颗粒含量≤18%，压碎值≤22%。所述水泥为级配碎石中的粘结料，水泥剂量按质量百分比算为级配碎石干质量的10～12%，优选12%；水灰比0.3～0.5，优选0.43。所述透水式大孔隙水泥稳定碎石材料，制成的试件，测得其空隙率为16～22%。所述透水式大孔隙水泥稳定碎石基层材料，制成的无侧限抗压强度试件，测得的7天无侧限抗压强度指标Ra符合以下规定:对于极重、特重交通，无侧限抗压强度满足4.0～6.0MPa；对于重交通，无侧限抗压强度满足3.0～5.0MPa；对于中、轻交通，无侧限抗压强度满足2.0～4.0MPa。上述无侧限抗压强度测试方法：采用重型击实仪￠150mm成型试件，分三层进行击实，击实次数分别为25次、30次、35次，测得7天龄期的无侧限个抗压强度指标。一种透水式大孔隙水泥稳定碎石路面基层材料的制备方法，包括以下步骤：1)设置级配碎石配合比，采用无侧限抗压强度及空隙率双指标控制级配碎石配合比；2)按照配合比分选集料和水泥；3) 室内击实成型试件，并进行无侧限抗压强度及空隙率试验；4) 集中拌和，分散运送混合料至工地；5)摊铺，碾压成型；6)养护。所述步骤1)，包括以下分步骤：a)按照级配范围绘制级配曲线，在级配范围内选取三种粗细配比不同的级配碎石混合料，三组级配碎石混合料的配比取值分别位于设计级配曲线的上方、中值及下方，采用重型击实试验确定三组级配碎石混合料的空隙率；b)按选取的水泥剂量和水灰比进行配料，并采用重型击实试验进行制备试件；c)对制备的试件进行养护24小时，然后测其空隙率，选取满足空隙率符合设计要求的级配作为设计级配。上述步骤b)，优选采用水泥剂量为10%、12%，水灰比为0.38、0.43、0.48分别进行重型击实试验。所述步骤3)，根据成型试件实测的无侧限抗压强度Ra,空隙率为16～22%,试件的无侧限抗压强度应满足以下要求：对于极重、特重交通，无侧限抗压强度应满足4.0～6.0MPa；对于重交通，无侧限抗压强度应满足3.0～5.0MPa；对于中、轻交通，无侧限抗压强度应满足2.0～4.0MPa。所述步骤5)，松铺系数为1.3～1.5。所述步骤6)，采用覆盖再生棉洒水养护，养护至上层结构层施工，养生期不小于7天，养护检测指标包括压实度≥99%,现场取芯空隙率18～23%。与现有技术相比，本专利技术的有点在于：1）本专利技术的大孔隙透水式水泥稳定碎石路面基层材料，通过改善级配碎石的级配组成范围，在保证其承载力的情况下，增加结构的空隙率，使其具有良好的排水功能，同时，较大的空隙率还可有效地减少结构层的收缩、温缩反射裂缝。2）采用空隙率和无侧限抗压强度双指标进行控制，确保了制得的水泥稳定碎石基层材料具备更高的承载力和排水性能，其级配范围容易得到满足，一般水稳机械就可以进行生产，在不增加投入的情况下，增加了路面的排蓄水功能，提高了路面雨天行驶的安全性。3）通过以上改进本专利技术的大孔隙透水式水泥稳定碎石路面基层材料一方面提高了路面的排水性能，另一方面也降低了沥青混凝土路面的反射裂缝，降低了路面的维修费用，提高了社会经济效益。附图说明图1为按表1所述级配范围绘制的设计级配曲线。具体实施方式下面通过具体实施例进一步说明本专利技术技术方案。本专利技术的透水式大孔隙水泥稳定碎石基层材料，包括级配碎石、水泥和水，级配碎石的级配范围满足：0.075mm筛孔对应质量通过率0～3%， 0.6mm筛孔对应质量通过率0～6%，2.36mm筛孔对应质量通过率0～12%，4.75mm筛孔对应质量通过率3～18%，9.5mm筛孔对应质量通过率16～36%，19mm筛孔对应质量通过率60～85%，26.5mm筛孔对应质量通过率80～100%，31.5mm筛孔对应质量通过率100%，针片状颗粒含量≤18%，压碎值≤22%。表1：级配碎石的级配组成范围水泥为混合料的的粘结料，水泥剂量按照质量百分比算为石料质量的10～12%，水灰比为0.3～0.5。本专利技术的透水式大孔隙水泥稳定碎石路面基压层材料随着水泥剂量的增加，无侧限抗压强度及抗压回弹模量逐渐增大。水泥剂量按照10～12%计算时，材料结构强度高，排水性能好，具有较高的承载力和抗永久变形的能力。本专利技术透水式大孔隙水泥稳定碎石基层材料，制成无侧限抗压强度试件，无侧限抗压强度测试方法：采用重型击实仪￠150mm成型试件，分三层进行击实，击实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透水式大孔隙水泥稳定碎石基层材料，其特征在于：包括级配碎石、水泥和水，级配碎石的级配范围满足：0.075mm筛孔对应质量通过率0～3%， 0.6mm筛孔对应质量通过率0～6%，2.36mm筛孔对应质量通过率0～12%，4.75mm筛孔对应质量通过率3～18%，9.5mm筛孔对应质量通过率16～36%，19mm筛孔对应质量通过率60～85%，26.5mm筛孔对应质量通过率80～100%，31.5mm筛孔对应质量通过率100%，针片状颗粒含量≤18%，压碎值≤22%。

【技术特征摘要】
1.一种透水式大孔隙水泥稳定碎石基层材料，其特征在于：包括级配碎石、水泥和水，级配碎石的级配范围满足：0.075mm筛孔对应质量通过率0～3%， 0.6mm筛孔对应质量通过率0～6%，2.36mm筛孔对应质量通过率0～12%，4.75mm筛孔对应质量通过率3～18%，9.5mm筛孔对应质量通过率16～36%，19mm筛孔对应质量通过率60～85%，26.5mm筛孔对应质量通过率80～100%，31.5mm筛孔对应质量通过率100%，针片状颗粒含量≤18%，压碎值≤22%。2.根据权利要求1所述的透水式大孔隙水泥稳定碎石基层材料，其特征在于：所述水泥为级配碎石中的粘结料，水泥剂量按质量百分比算为级配碎石干质量的10～12%；水灰比0.3～0.5。3.根据权利要求2所述的透水式大孔隙水泥稳定碎石基层材料，其特征在于：水泥剂量按质量百分比算为级配碎石干质量的12%；水灰比0.43。4.根据权利要求1-3任一项所述的透水式大孔隙水泥稳定碎石基层材料，其特征在于：所述透水式大孔隙水泥稳定碎石材料，制成的试件，测得其空隙率为16～22%。5.根据权利要求1-3任一项所述的透水式大孔隙水泥稳定碎石基层材料，其特征在于：所述透水式大孔隙水泥稳定碎石基层材料，制成的无侧限抗压强度试件，测得的7天无侧限抗压强度指标Ra符合以下规定:对于极重、特重交通，无侧限抗压强度满足4.0～6.0MPa；对于重交通，无侧限抗压强度满足3.0～5.0MPa；对于中、轻交通，无侧限抗压强度满足2.0～4.0MPa。6.根据权利要求5所述的透水式大孔隙水泥稳定碎石基层材料，其特征在于：无侧限抗压强度测试方法，采用重型击实仪￠150mm成型试件，分三层进行击实，击实次数分别为25次、30次、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王光文，伊善丽，赵秋红，冯加文，韦兴茂，朱文皓，
申请(专利权)人：济南黄河路桥建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37