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透水混凝土结构设计

发布时间: 2019-9-25 21:29:15 | 次浏览


路面的结构设计的主要考虑因素是车辆载荷,透水混凝土的结构设计过程根据所选择的路面类型而变化。透水混凝土行业正在开发ASTM测试方法,用于测试透水混凝土的抗压或抗弯强度。这些测试用来实现测试模拟负载下的疲劳。此前使用的临时方法是由美国混凝土路面协会(ACPA 2010)公布的疲劳方程,假设这些输入负载在性质上(但不是大小)与用于传统混凝土路面的输入相当。

对于在透水混凝土路面下使用碎石垫层的结构设计形式,关于它的全面测试以更好地体现载荷和变形之间的关系的研究很少。因此,对于透水混凝土设计中直接铺着在泥土上或碎石垫层上的,在设计中应使用保守值。

透水混凝土

无论透水混凝土路面的类型如何,结构设计方法在确定表面和底部厚度以承受车辆交通时应考虑以下因素:

1、路面使用寿命;

2、预期交通载荷或ESAL(这种评估载荷的方法是由卡车引起的额外路面磨损);

3、土壤强度;

4、基层强度和基层基材料的强度;

5、环境因素包括冻土气候和土路基饱和度。

土壤的稳定性应由合格的岩土工程或土木工程师仔细审查后确定,并在用于设计的饱和条件下最低预期土壤强度或刚度值。车辆应用的结构设计通常应在土壤基础上,CBR(根据ASTM D 1883或AASHTO T 193浸泡96小时)为4%,或最小R值= 9。根据Mn / DOT路面手册,第3-3.01.02节处理基础,强度较低的土壤通常需要增稠的基层材料或使用稳定的开放级别骨料作为基层材料。

土壤达到的设计强度所需的压实度将降低土壤的渗透率,因此,应以达到这些值之一所需的密度来评估土壤的渗透率。如果车辆下的土壤强度低于上述强度,或潮湿时膨胀强度低于所需强度,有以下几种选择可供参考:

1、设计额外的排水系统;

2、增厚的基底/底基层;

3、使用水泥或沥青等稳定的基层;

以上这些选项通常可以组合使用。人行道可以铺设在比设计的强度更低的土壤上。

透水混凝土

如果渗透系统的基础/底基层的深度过大,例如,因为设计路基土壤渗透率不足以在指定的时间内渗透制定量的雨水,那么设计应该考虑额外的排水方式。以下方法用于确定渗透设计的基层厚度。

来自暗渠的流出率可近似为

q = k*m

q =通过暗渠的流速(英尺/小时);

k =每6英寸直径暗渠的渗透系数(英尺/小时);

m =排水管道坡度。

该等式基于达西定律,该定律总结了地下水在含水层中流动时所表现出的几种性质。虽然聚集基底的水力传导率非常高,但是通过暗装的排放率受到管道横截面积的限制。随着排水沟上方/周围的储存容积减小,排水效率将降低,为了确定基层内流量条件的变化,以及随着时间推移的不足,暗渠的流出率需要近似计算,存储设计雨水量所需的底基层的厚度可以通过

dp= ((0.95 * R * P)- (i / 2 )tF))/ Ñ

0.95是不透水表面的径流系数;

d p =储层的深度(英尺);

R = A c / A p排水面积(A c,包括可渗透铺路面)与渗透性路面面积(A p)之比;

t f =填充储层的时间(天) - 通常为2小时或0.083天;

P =设计风暴的降雨深度(英尺);

i =经过现场验证的渗透率(英尺/天); 

n =孔隙率(立方英尺/立方英尺)

为了估算排水管道的数量(N),将管道的铺设方向设计为沿着透水混凝土路面的铺装方向,除以管道之间所需的间距并向下舍入到最接近的整数。

对于完全渗透系统,需要计算最大允许排水时间(t d),以确保基础/底基层内的储水不会花费太长时间渗透到土壤路基中。

以上是关于透水混凝土结构设计的重点介绍。


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