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混凝土路面砖路面渗水性能影响因素分析

2018-06-28 17:44:33 广州市硕景建筑材料有限公司 阅读

  【摘要】 混凝土路面砖路面排水性能受多种因素的影响,如路面坡度、渗水性能等。着眼于混凝土路面砖路面的渗水性能,假定其仅与路面缝隙比和缝隙渗透能力有关,并通过实测分析了使用龄期对路面渗水性能的影响。对某地区14处使用龄期不等的混凝土路面砖路面透水性进行了测试,其中最短使用龄期为新铺路面,最长为使用25年路面。结果表明:使用龄期越久,则路面的透水性越差,并随使用龄期几乎呈指数形式下降;同时,也对这种现象进行了深入分析,发现使用龄期越久,缝隙中所含小颗粒物质越多,这种原因是造成缝隙渗水能力下降的主要原因。试验中也发现,植被对保持土壤疏松、增强土壤的渗水性能有着重要影响。

  引言

  随着社会现代化的发展,道路等基础设施对国民的生活越来越重要。混凝土路面砖路面属于透水性路面,由于相对于传统沥青路面具有透水性强的特点,故而能够减少地表的径流量,降低径流峰值深度,延迟峰值出现时间。因此,对于低承载量,低速的行走需求,混凝土路面砖地面(CBP)备受道路工程师们的青睐。所以,对混凝土路面砖地面性能进行详细而全面的研究是很有必要的。

  混凝土路面砖地面对地表水流有一定的渗透能力,且该种能力与多种因素相关且得到了科学家的密切关注[1-3]。观察表明,混凝土路面砖地面的渗透能力随着使用龄期的增长不断下降,某些条件下甚至会导致路面完全丧失渗水能力。由于这种现象会导致路面积水,且对路基等基础设施带来不同程度的损害,因此一直受到施工人员的密切关注。

  然而,国内外文献大多针对不同路面,研究地表径流、降雨量对路面渗水能力的影响[4-8],很少关注使用龄期以及路面缝隙比(路面缝隙面积与总体面积比例)对渗水性能的影响。本文针对混凝土路面砖路面的渗水性能问题进行了实验探究,简化模型并假定路面的渗水能力仅与两个参数有关,即分别为路面缝隙比和缝隙的渗水能力,并深入探讨使用龄期对缝隙渗透能力的影响。

  1方案设计

  本文需要实现两个目的:第一,测定不同使用龄期下混凝土路面砖路面渗水能力;第二,针对使用龄期对路面渗水性能的影响进行深入的分析。

  对于第一个目标,为了最大限度地减少干扰因素的影响,实验时需要一定的原则:

  a) 为了研究路面渗水性与使用龄期和缝隙比的关系,同时较少其他因素的干扰,实验选取长宽分别相等、质地相近、结构相同的混凝土路面砖;

  b) 为了减少通过砖面渗透作用,增强缝隙渗水能力与实验结果的关联性,需要选择渗透性较弱且为实心的混凝土路面砖路面,并且要选择适度的缝隙比,避免缝隙比太小而增强了其他扰动因素所占比重;

  c) 为了减少水压不同的影响,所有测试均采用相同水压(400 mm水柱),并每隔15分钟测量一次水的渗透量;

  d) 为了分析混凝土路面砖路面渗透能力与使用龄期的关系,需要选取不同使用时长的实验对象;

  e) 为了减少地面坡度及凹坑突起的影响,应尽量选择平整路面进行测试。

  为了深入了解使用龄期对路面渗水性能的影响,需要对路面缝隙间填充物进行细致分类。由于颗粒直径对于土壤渗水性能有直接影响[9],因此有必要对缝隙间填充物按照颗粒直径分类并对各类填充物渗透能力进行量化分析。

  综上所述,实验应当实现实验结果与模型参数的最大关联性,同时减少非模型参数的干扰。

  2实验设备

  为实现设计方案,需要一定的设备,实现对数据的采集和误差的控制。实验采用直径280 mm,高为150 mm的圆柱形容器,底部开口,顶部中心有直径50 mm的圆孔。该圆孔与一个直径同为50 mm,高为300 mm的两端开口的玻璃容器相接,连接处使用柔性材质填充,以防止漏水。如图1所示,实验中该容器覆盖在图2所示圆周处。图中灰色部分为已有水量,高度为400 mm并在实验过程中保持恒定。这个高度是为了保证水对地面有恒定且足够大的渗透压,进而相对减弱其他参数的影响。


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