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透水混凝土應用于公路隧道的前景展望

透水混凝土由一系列相連通的孔隙和混凝土實體部分骨架構成,配比中僅有少量的細骨料或不用骨料,是一種具有多孔結構的混凝土,孔隙率一般為15%-25%,因此也稱多“多孔混凝土”,透水混凝土具有良好的環境效益,與普通水泥混凝土路面相比,其透水性好、抗滑性好,并且有吸聲降噪功能,復合隧道道路對于排水、抗滑和降噪的要求。

目前透水混凝土多用于公園道路、休閑廣場和停車場等輕載路面,一些歐美國家也嘗試用透水混凝土作為高速公路或停車場的路肩,但在車行道中的應用較少。

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1、路肩

路肩是指道路兩側由路面邊緣到路基邊緣具有一定的帶狀部分,作為路面的橫向支撐,可供路面維護車輛或短時臨時停車使用,為了減少路塹開挖量,可用透水混凝土材料鋪筑路肩,利用路肩進行路面排水,這種排水方法不但使用于公路路肩,而且在車輛停留時間短的隧道路面中尤其適用。

中佛羅里達大學雨水處理學院對波特蘭水泥透水路面進行的評估中涉及透水混凝土在路肩中的應用,試驗選擇了一段透水混凝土厚度為10英尺的路肩進行監測,路肩下部設置了12英尺深的蓄水池,評估結果表面,每年可處理掉80%的雨水,平均滲透率為1.5英尺/小時,經過一年的使用和觀察,路面沒有明顯磨損。


2、隧道道路

隧道路面為車行路,荷載較大,對混凝土的強度要求較高,目前工程中更多地采用透水瀝青混凝土或多種混凝土結構結合使用。透水瀝青混凝土排水路面典型結構組合一般為:3-4cm開級配瀝青混凝土面層,最大粒徑10cm或13cm,層間撒布改性瀝青防水層,偶爾亦增設土工布或玻璃纖維格柵增強放水性能;5-6cm粗粒式或中粒式瀝青混凝土,7-8cm粗粒式瀝青混凝土下面層,基層多為水泥穩定碎石結構。

1960年德國首次在機場修建透水瀝青混凝土路面,主要目的是提高路面抗滑性能,避免飛機在雨天滑行水漂;美國于20世紀70年代開始使用,結構層厚度2.5-4.0cm;1999年,日本道路公團要求所有高速公路都要使用透水瀝青混凝土路面,主要原因是這種路面在雨天發生的交通事故大大減少。

我國于20世紀80年代末引進透水瀝青混凝土路面,并于1988年首次在北京一石家莊高速公路正定段鋪筑了試驗段,同濟大學探討了開級配瀝青混凝土合料在隧道工程中應用,發現透水瀝青混凝土具有良好的橫向滲透性,適合于隧道道路鋪筑。

廣西壯族自治區百色至羅村口高速公路是該區第一條山嶺重丘區高速公路,全場55.km,路基寬22.5.全線共設隧道三座,分別長840m,1368m和943m,在施工過程中根據隧道特殊的內環境對路面基層結構和材料的要求,施工單位與業主和設計協商,將隧道內路面進行變更,取消級配集料底基層及水泥穩定集料基層,代之以C10混凝土找平層+15cm多孔混凝土透水下基層+16cmC10混凝土基層,施工及適用情況良好。

目前,普通的透水混凝土強度一般不超過30MPa,現階段還難以達到多數車載路面的荷載要求,但若能從混凝土的制備工藝,施工工藝等多面研究,提高強度,透水混凝土在隧道,公路等交通工程中的應用將會更加廣泛。


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