[发明专利]一种高抗滑长寿命超高性能混凝土路面道路

说明书

本发明提供一种高性能低成本的UHPC材料，它由胶凝材料、粗细骨料、减水剂、增强增韧纤维和水混合制备得到；按重量份计，胶凝材料由以下组分组成：水泥85～100份、硅灰10～20份、超细矿物掺合料10～21份、磨细铜尾矿粉9～26份；细骨料为铜尾矿原矿28～35份、砂85～100份；粗骨料为碎石88～110份；磨细铜尾矿粉粒径在1‑100μm之间；铜尾矿原矿粒径在0.075mm～0.15mm之间；UHPC材料水胶比为0.15～0.20；减水剂用量为胶凝材料重量的1～1.5％；增强增韧纤维占UHPC材料总体积的2～5％。本发明的UHPC材料同时具有高性能和低成本的优点，并且能够有效解决废弃铜尾矿的资源再利用问题。本发明还提供一种以所述UHPC材料作为路面材料的道路，具有高抗滑性能和长寿命。

技术领域

本发明涉及一种高抗滑长寿命超高性能混凝土路面道路。

背景技术

道路的使用安全主要取决于路面的抗滑能力，路面具有适当的抗滑能力能够保证路面与车轮间有良好的附着力以及行驶车辆具有较短的制动距离。在车辆行驶的过程中，路面与车辆轮胎之间的摩擦力就是路面的抗滑能力，路面抗滑能力是保障路面行驶安全的重要指标。调查研究表明，在不改变路面其它条件下，增大路面抗滑性能，使得车辆在路面上的制动距离越短，可以大幅降低交通事故发生率。

我国现有道路路面主要为沥青混凝土路面和水泥混凝土路面，这两种路面就材料本身材性而言，其抗滑性能都不是很理想，其中沥青混凝土路面相对更优，也是现在应用更广泛的。后来人们也会采取人为增大表面粗糙程度的方法来提高抗滑性能，主要方法有采用多孔水泥混凝土路面、露石水泥混凝土路面或在路面表面进行横向或纵向刻槽。结果显示这些方法能够有效地提高路面抗滑能力，同时它们产生的噪声值与沥青路面相当。但是这两种路面材料耐磨性、抗裂性并不好，在大交通流量和交通荷载的作用下，表面容易抛光，导致路面抗滑能力的急剧下降；同时这两种路面材料耐久性差，修复频率极高且修复难度大，都给道路交通带来了麻烦，给城市建设带来了难题。

超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete，简称UHPC)，因为一般需掺入钢纤维或高强聚合物纤维，也被称作超高性能纤维增强混凝土(Ultra-HighPerformance Fiber Reinforced Concrete，简称UHPFRC)。UHPC不同于传统的高强混凝土(HSC)和钢纤维混凝土(SFRC)，也不是传统意义“高性能混凝土(HPC)”的高强化，而是性能指标明确的新品种水泥基结构工程材料。UHPC较有代表性的定义或需要具备的特性如下：是一种组成材料颗粒的级配达到最佳的水泥基复合材料；水胶比小于0.25，含有较高比例的微细短钢纤维增强材料；抗压强度不低于150MPa；具有受拉状态的韧性，开裂后仍保持抗拉强度不低于5MPa(法国要求7MPa)；内部具有不连通孔结构，有很高抵抗气、液体浸入的能力，与传统混凝土和高性能混凝土(HPC)相比，耐久性可大幅度提高。

UHPC属于现代先进材料，创新了水泥基材料(混凝土或砂浆)与纤维、钢材(钢筋或高强预应力钢筋)的复合模式，大幅度提高了纤维和钢筋在混凝土中的强度利用效率，使水泥基结构材料的全面性能发生了跨越式进步。使用UHPC可以建造轻质高强和高韧性的结构，彻底改变混凝土结构“肥梁胖柱”状态；其结构所拥有的耐久性和工作寿命，远远超越钢、铝、塑料等其它所有结构材料。目前的研究认为，在自然环境中(除重化学腐蚀环境外)UHPC材料的工作寿命至少100年。日本规范中，UHPC结构的基准工作寿命为100年。UHPC为基材的路面也是UHPC的新应用，特别是用于路面罩面或修复工程中。

现有技术中，CN107473658A公开了采用含粗骨料的UHPC铺设道路路面的方案，提高了路面的综合性能。但是现有技术的UHPC原材料中包括大量的水泥、粉煤灰掺合料、砂、钢纤维等价格昂贵的成分，使得UHPC具有高性能优点的同时也具有高成本的缺点，这种缺点导致UHPC应用推广受到限制。

因此，有必要研发一种同时具有高性能和低成本的混凝土路面材料及应用该材料铺设的路面。

发明内容