渗透性路面和固化的碳纤维组合物以及相关方法技术

在渗透性，例如，透水性混凝土中在使用该废料之后回收粉碎的废弃的固化的碳纤维复合材料，所述透水性混凝土然后展现改善的力学和承载性质。渗透性路面组合物包括一定量的路面材料和一定量的固化的碳纤维复合材料(CCFCM)，该CCFCM配置为添加到该路面材料以产生具有改善的特性的增强的组合物。路面材料的实例包括透水性混凝土材料。该方法包括提供一定量的路面材料，和将一定量的固化的碳纤维复合材料添加到路面材料以产生具有改善的特性的增强的组合物。

Permeable pavement and cured carbon fiber compositions and related methods

In permeability, for example, in pervious concrete, solidified carbon fibre composites are recycled from crushed waste after the use of the waste, and the pervious concrete then exhibits improved mechanical and load-carrying properties. The permeable pavement composition comprises a certain amount of pavement material and a certain amount of cured carbon fiber composite material (CCFCM), which is configured to be added to the pavement material to produce reinforced composites with improved characteristics. Examples of pavement materials include permeable concrete materials. The method includes providing a certain amount of pavement material and adding a certain amount of cured carbon fiber composite material to pavement material to produce reinforced composites with improved characteristics.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】渗透性路面和固化的碳纤维组合物以及相关方法
本公开内容一般地涉及增强的渗透性路面组合物。更具体地，本公开内容涉及渗透性路面和固化的碳纤维组合物以及用于加强的机械增强和耐久性的相关方法。
技术介绍
透水性混凝土(PC)是来自于一组渗透性路面(例如，沥青、混凝土、石料/砾石、粘土等)中的一种路面，其同时用于雨水径流管理并支持车辆或行人交通(traffic)。在市政当局和运输机构中PC越来越受欢迎的用于应用比如自行车道、步行道路、人行道、停车场、低容积道路等。增加的应用主要是由于PC的环境效益，比如地下水系统恢复和雨水径流减少。当用作路面表面层(surfacecourse)时，PC可以减轻交通噪音并可能减少热岛效应。然而，当与一些传统路面材料(例如，波特兰水泥混凝土(Portlandcementconcrete)(PCC))相比时，PC缺少强度能力。这是因为PC基本上消除了其组成中的细骨料，并且包括有利于水的流动的粗骨料的间隙或开放梯度(gaporopengradation)。此外，由于缺少细骨料，PC中的粗骨料颗粒仅由一层薄的水泥净浆约束，这导致与其中粗骨料嵌入基质中的传统PCC相比PC的更低的力学性能。PC的28天抗压强度的典型值为约2.8MPa至约28MPa，与传统PCC的约20MPa至约40MPa形成对照。因此，期望的是一种渗透性路面(例如，透水性混凝土)，该渗透性路面具有改善的特性，其同时提供环境效益(例如，地下水系统恢复和雨水径流减少)，同时保持传统路面材料的抗压强度。
技术实现思路
本公开内容的实例实施涉及渗透性路面和固化的碳纤维组合物和相关方法。实例实施提供了一种与其它非增强的渗透性路面材料和/或其它传统路面材料相比在耐久性、磨损、在铺设期间的可加工性和可变性方面具有改善的特性的增强的渗透性路面组合物。本公开内容提供了一种渗透性路面组合物，其包括一定量的路面材料和一定量的固化的碳纤维复合材料(CCFCM)，其配置为被添加到该路面材料以产生具有改善的特性的增强的组合物。在一些其它方面，本公开内容提供了一种制备渗透性路面组合物的方法，其包括：提供一定量的路面材料；和将一定量的固化的碳纤维复合材料(CCFCM)添加到该路面材料以产生具有改善的特性的增强的组合物。本文讨论的特征、功能和优势可以在各种实例实施中独立地实现，或者可以与其它实例实施组合，其进一步的细节可以参见以下描述和附图。附图说明因此，已经概括性地描述了本公开内容的实例实施，现在将参考附图，附图不一定按比例绘制，并且其中：图1图解了根据本公开内容的一些方面的固化的碳纤维复合材料(CCFCM)的成分的粒度分布的示例性图示；图2图解了根据本公开内容的一些方面的CCFCM的四种不同的粒度成分：C-组合、L-大、S-小和M-中等；图3图解了根据本公开内容的一些方面的基于样品类型的平均孔隙度的示例性图示，其中样品的数量包括每种组合物七个小圆柱体、五个大圆柱体和一个厚片(slab)；图4图解了根据本公开内容的一些方面的小圆柱体的孔隙度和密度之间的相关性的示例性图示；图5图解了根据本公开内容的一些方面的基于样品类型的平均渗透率的示例性图示；图6图解了根据本公开内容的一些方面的由孔隙度归一化的7天和28天测试的平均抗压强度(f’c)的示例性图示；图7图解了根据本公开内容的一些方面的在(顶部)7天和(底部)28天f’c测试中发生的不同破坏类型的示例性图示；图8图解了根据本公开内容的一些方面的7天测试的平均抗拉强度的示例性图示；图9图解了根据本公开内容的一些方面的所有混合物的平均28天弹性模量的示例性图示；图10图解了根据本公开内容的一些方面在肯特堡(Cantabro)试验——在右下角提供了循环数量——期间的降解进展，并且在右边的照片中图解了用于表面磨损试验的实验设置；图11图解了根据本公开内容的一些方面在进行表面磨损试验之后的所有厚片样品；图12图解了根据本公开内容的一些方面的(左)肯特堡和(右)表面磨损的平均质量损失的示例性图示；图13图解了根据本公开内容的一些方面的示例性沥青组合物的渗透率的示例性图示；图14图解了根据本公开内容的一些方面的由间接抗拉试验程序计算的示例性沥青组合物的抗拉强度值的示例性图示；图15图解了根据本公开内容的一些方面的通过汉堡轮辙试验方法获得的示例性沥青组合物的车辙深度性能的示例性图示；和图16图解了根据本公开内容的一些方面的制备包括路面材料和固化的碳纤维复合材料的渗透性路面组合物的方法的方法流程图。具体实施方式现在将参考附图在下文中更全面地描述本公开内容的一些实施，在附图中显示了本公开内容的一些实施，而非全部实施。实际上，本公开内容的各种实施可以以许多不同的形式体现，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施；相反，提供这些实例实施使得本公开内容将是透彻的和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本公开内容的范围。例如，除非另有说明，提及某事物(something)为第一、第二等不应被解释为隐含特定顺序。此外，某事物可以被描述为高于其它事物(除非另有说明)，相反可以为低于其它事物，并且反之亦然；并且类似地，被描述为位于其它事物左侧的事物可能相反为右侧，并且反之亦然。相同的附图标记自始至终表示相同的元件。本公开内容的实例实施一般地涉及渗透性路面材料和固化的碳纤维组合物材料(CCFCM)和相关方法。在一些示例性实施中，本公开内容提供了当与传统的混凝土材料或非增强的透水性混凝土材料相比时具有改善的物理性质、改善的化学组成、改善的功能性能等(即，“改善的特性”)的增强的透水性混凝土组合物。在其它方面，本公开内容提供了当与传统的沥青材料或非增强的多孔沥青材料相比时具有改善的特性的增强的多孔沥青组合物。更具体地，改善的特性包括例如增加的或保持不变的劈裂抗拉强度、改善的或保持不变的弹性模量、改善的或保持不变的耐磨性、增加的延展性、改善的或保持不变的抗疲劳裂纹性(fatiguecrackingresistance)、改善的或保持不变的低温裂纹(lowtemperaturecracking)、和/或改善的或保持不变的抗车辙性。可选地或者除了上述那些以外，改善的特性可以进一步包括，例如保持不变的或降低的孔隙度、增加的或保持不变的过滤速率、和/或增加的或保持不变的抗压强度。改善的特性还可以包括降低的毒性，使得本文公开的增强的组合物对于水生和/或半水生生物是基本上无毒的，并且有助于减轻雨水污染物。这种示例性改善的特性允许增强的组合物被用于多种应用中，比如运输应用(例如，自行车道、步行道路、人行道、停车场、车道和其它等)以及其中通常使用路面组合物的任何其它应用。在一些方面，路面材料是任何类型的传统路面材料，比如混凝土、沥青、粘土、砾石等。如本文所指出，当用术语“路面材料”或“路面”引用时，术语“透水性(pervious)”、“渗透性(permeable)”、“多孔的(porous)”等是同义词。组合物中使用的路面材料的类型取决于路面应用。示例性路面材料包括透水性混凝土(PC)。在一些示例性实施中，PC被制备为由水泥、水、掺料和粗骨料组成的混合物。在一些方面，在PC混合物中包括很少至基本上没有细骨料。一种示例性PC混合物包括I/II型普通波特兰水泥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种渗透性路面组合物，其包括：一定量的路面材料；和一定量的固化的碳纤维复合材料(CCFCM)，所述CCFCM配置为添加到所述路面材料以产生具有改善的特性的增强的组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.26 US 62/380,343;2017.06.30 US 15/639,6781.一种渗透性路面组合物，其包括：一定量的路面材料；和一定量的固化的碳纤维复合材料(CCFCM)，所述CCFCM配置为添加到所述路面材料以产生具有改善的特性的增强的组合物。2.根据权利要求1所述的渗透性路面组合物，其中所述CCFCM包括掺有粘合聚合物的碳纤维。3.根据权利要求1或2所述的渗透性路面组合物，其中所述CCFCM的成分配置为通过机械解构分离。4.根据权利要求3所述的渗透性路面组合物，其中所述CCFCM的成分配置为通过机械精制机构分离。5.根据权利要求4所述的渗透性路面组合物，其中所述机械精制机构包括锤式粉碎机。6.根据权利要求3所述的渗透性路面组合物，其中相对于所述组合物的重量/体积百分比，所述CCFCM的成分配置为被进一步分离为不同粒度部分。7.根据权利要求6所述的渗透性路面组合物，其中所述粒度部分包括：小于3.35mm的颗粒、小于3.35mm且大于2mm的颗粒、小于2mm且大于0.841mm的颗粒、和小于0.841mm的颗粒。8.根据权利要求1-7中任一项所述的渗透性路面组合物，其中所述路面材料是透水性混凝土。9.根据权利要求1-8中任一项所述的渗透性路面组合物，其中所述增强的组合物包括约15％至约35％的空隙的硬化孔隙度。10.根据权利要求1-9中任一项所述的渗透性路面组合物，其中所述改善的特性包括下列至少一种：保持不变的或降低的孔隙度、增加的或保持不变的渗透率、增加的或保持不变的...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·R·英格伦，S·纳西里，L·M·哈瑟尔巴赫，H·李，H·温，K·W·费希尔，
申请(专利权)人：波音公司，华盛顿州立大学，
类型：发明
国别省市：美国,US