碳纤维混凝土透水盖板的开发研究

发布时间：2020-05-28 08:48

【摘要】：传统的排水盖板(普通混凝土盖板、金属制盖板、树脂型盖板等)容易造成城市道路积水,且市政路面上的物体容易通过盖板上的孔洞掉落到排水沟中造成排水沟堵塞,导致其排水效率降低或者失效。因此,开发新型城市排水设施,及时有效地排除路面降水并给居民行走和行车安全创造良好的出行条件,具有重要的实际意义。首先,论文对国内外在透水混凝土方面的研究现状及成果进行了归纳分析,提出了一种新型的城市排水设施——碳纤维混凝土透水盖板。其次,论文分析了透水混凝土的机理及影响其力学性能和水力性能的主要因素,确定了研究方案和技术路线。最后,对碳纤维混凝土的力学性能和透水性能进行了试验研究。通过对试验试块的水灰比、碳纤维体积率、孔隙率等因素对其力学性能(抗压强度、抗折强度)和水力性能(透水系数)的影响程度进行了定量分析,在此基础上得出了满足道路使用性能的最优实验室配合比。通过研究,论文取得了如下研究成果:(1)当水灰比为0.30,碳纤维体积率为1%时,目标孔隙率与实测孔隙率的符合度最为接近;(2)通过对透水混凝土强度以及透水性试验数据的分析,当水灰比为0.25、碳纤维体积率为1.5%、孔隙率为15%时的配合比最佳,其抗压强度约为23.81MPa、抗折强度约为7.73 MPa、透水系数约为0.52cm/s;(3)透水混凝土的压折比介于2.0~4.0之间,并得到了不同碳纤维体积率抗压强度与抗折强度的拟合关系式;(4)透水混凝土的强度与透水系数呈现负相关的关系;(5)双因素试验方差分析法可得碳纤维体积率、孔隙率以及两因素的交互作用对试验结果都有显著的影响,孔隙率对透水混凝土的透水性能影响更加明显;(6)基于试验结果,考虑综合疲劳作用以及透水性要求,提出了满足20m城市道路宽度的透水盖板的尺寸以及维护方法。
【图文】：

量累积 199.7 毫米。通往北京首都国际机场的高速公路严重积水，车辆被困受阻，许多航班延迟[5]（如图 1.2）。对于一个有着千百万人口的大都市来说，城市中的积水问题会严重的威胁到城市中的生态系统。在过去的十几年间，南方出现了不同寻常的冰灾现象，北方出现了冲击力极强的洪水灾害。相对于南方来说，北方有着比较干燥的自然气候，降雨量要少，所以人们在进行北方城市的下水道规划时的设计方法较少。人们对下水道的设计不能满足城市积水的排雨水速度，就会导致城市中的基础设施被淹没，给人们的生命和财产造成巨大的经济损失，对于政府来说重新规划建设完成的下水道需要花费很大的精力、人力和造价，并且很难完成。但是，如果不重新规划完成的下水道，城市路面的排水问题就会时时刻刻困扰着人们。路面积水对路面质量和行车安全的影响是不可避免的，所以为了保证道路质量和行车舒适性，通常我们会在道路两旁设置排水沟，将道路上的雨水通过排水沟排出。排水沟的设置，不仅影响了城市地区道路的美观，严重影响人们的生活品质，同时还容易造成驾驶员路侧行驶紧张的心理，为行人带来潜在的危险。为此，我们设置了盖板，，将其覆盖在排水沟上。

北京城市道路,情况

【参考文献】