路用透水混凝土研究現(xiàn)狀與展望

1、 路用透水混凝土研究現(xiàn)狀與展望 摘要：現(xiàn)代城市的地表已經(jīng)漸漸被混凝土和建筑物等阻水硬化材料所覆蓋，這種不透水的常見路面嚴(yán)重影響著現(xiàn)代城市的生態(tài)環(huán)境。而作為一種生態(tài)環(huán)保型混凝土，透水性混凝土是經(jīng)過特殊工藝處理后而形成的一種具有連續(xù)孔隙的特殊混凝土，它同時(shí)具有一定的強(qiáng)度和透氣透水性。通過鋪裝透水性混凝土，能緩解城市雨洪，使汽車行駛更加舒適安全，同時(shí)還能避免雨天打滑或眩光、吸聲降噪并改善城市熱島效應(yīng)?；诖?，本文主要探究了路用透水混凝土的研究現(xiàn)狀與展望。關(guān)鍵詞：路用透水混凝土；道路工程；展望作為一種孔隙較大的混凝土，路用透水混凝土還常常被應(yīng)用在鋪裝現(xiàn)代城市廣場(chǎng)、車庫(kù)及人行道等中，其生態(tài)效應(yīng)十分顯著。

2、透水混凝土可在確?；緩?qiáng)度的前提下，有效降低地表徑流，對(duì)水循環(huán)的重建及城市熱島效應(yīng)的緩解十分有利。由于透水混凝土是一種生態(tài)友好型材料，近些年，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)透水混凝土展開了更為深入的研究，并已經(jīng)有了大范圍的工程應(yīng)用，它不僅可以用作路面材料排水，而且還可以作為樁體材料應(yīng)用于復(fù)合地基。1透水混凝土路面目前，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，中國(guó)的城市化進(jìn)程得到了明顯改善，城市化的持續(xù)發(fā)展導(dǎo)致了地面的不透水面的分布比例快速增大。城市不透水區(qū)的增多引發(fā)了城市生態(tài)環(huán)境的一系列變化。而近年來(lái)，出現(xiàn)的一個(gè)最嚴(yán)重的問題便是城市路面降雨量和流量的增大，洪水流量系數(shù)嚴(yán)重偏大。由于降雨引起的地表洪水不可能及時(shí)滲透到地下，而導(dǎo)致

3、市區(qū)發(fā)生水災(zāi)。例如，2012年北京發(fā)生的7.21級(jí)暴雨而導(dǎo)致的災(zāi)害致使重大人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失。在2013年7月至8月，我國(guó)很多地方都遭受了各種強(qiáng)度的暴雨襲擊，城市出現(xiàn)大面積的水災(zāi)，給人們的正常生活造成了嚴(yán)重影響。大雨大港、小雨小洪水，這種排水不暢的現(xiàn)象已經(jīng)變?yōu)橐环N城市弊病，這也提醒著城市建設(shè)者。所以，如何防止降雨的發(fā)生或盡可能減少地表洪流的發(fā)生已變?yōu)楝F(xiàn)代城市（特別是大都市）建設(shè)中需要高度關(guān)注的一個(gè)問題。試圖將所有雨水匯集入下水道管道再排入河道，不僅成本高昂，而且與可持續(xù)發(fā)展的觀念不一致。而讓雨水滲入土壤、變?yōu)榈叵滤Y源或?qū)⑵鋬?chǔ)存和利用已成為國(guó)際提倡的主流方法。作為環(huán)境友好型的新型高滲透性材料之

4、一，透水混凝土已經(jīng)廣泛應(yīng)用在城市道路中。作為一種鋪裝道路路面的材料，透水混凝土具有很好的通氣性和透水性。透水混凝土以其良好的滲透性可以用于排除多降雨區(qū)域的積水。而這方面的研究始于上世紀(jì)七十年代。路面透水混凝土以其高孔隙結(jié)構(gòu)可以將雨水滲入地下，減少地表洪流。而且貫通性孔隙還能吸音降噪。路面透水混凝土的生態(tài)功能也很好，能凈化滲入的雨水水質(zhì)，調(diào)節(jié)地表溫濕度，切實(shí)緩解城市熱島效應(yīng)。基于可持續(xù)發(fā)展理念，目前中國(guó)研究應(yīng)用路面透水混凝土的工程迅速發(fā)展起來(lái)，這些在有效解決現(xiàn)代城市排水不暢問題中發(fā)揮著重大的作用。透水混凝土路面和一般路面的最大區(qū)別在于透水性，而孔隙率是影響路面透水性的關(guān)鍵因素。相關(guān)研究顯示，為了

5、確保路面有效透水，透水混凝土的孔隙度需要在8以上。但是，在透水混凝土路面完工后，礦物或有機(jī)細(xì)顆粒將隨著其中的水流繼續(xù)進(jìn)入孔隙，并堵塞孔隙而使路面的透水性退化，這使得路面的滲透性功能難以發(fā)揮，進(jìn)而路面并將轉(zhuǎn)變?yōu)榉菨B透性路面，導(dǎo)致資金浪費(fèi)。因?yàn)閲?guó)際上才剛開始研究透水混凝土的透水性，避免透水混凝土路面堵塞的相關(guān)研究還較少，一般側(cè)重于對(duì)該現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)分析，或僅研究了二維上的內(nèi)容。近年來(lái)，中國(guó)尚無(wú)關(guān)于透水混凝土路面堵塞的相關(guān)研究。所以，本文擬利用實(shí)驗(yàn)來(lái)探討透水混凝土的具體滲透性變化和堵塞細(xì)觀力學(xué)上的機(jī)理，為透水路面選擇設(shè)計(jì)、施工方案及其參數(shù)還有確定維護(hù)和修復(fù)措施提供準(zhǔn)確的依據(jù)，以促進(jìn)透水混凝土路面相關(guān)病害

6、學(xué)領(lǐng)域的研發(fā)。這些將會(huì)為大規(guī)模推廣透水路面提供了大力保障，進(jìn)而為城市化建設(shè)所帶來(lái)的不透水區(qū)域的繼續(xù)擴(kuò)大和以此而導(dǎo)致的城市嚴(yán)重洪水問題提供了一個(gè)行之有效的解決方案。2透水混凝土樁現(xiàn)階段，一般可將用作加固地基的樁體劃分為剛、柔性樁（或半剛性樁）與散體樁。碎石樁及砂樁等散體樁具有較好的滲透性，可以加速地基排水固結(jié)并減小地基液化勢(shì)。然而，散體樁樁體的強(qiáng)度及剛度均較低，進(jìn)行加固后，復(fù)合地基具有較大的工后沉降，承載力的提高不明顯；而CFG樁及素混凝土樁等剛性樁的剛度和強(qiáng)度均較高，能大幅提高復(fù)合地基承載力，而剛性樁的透水性不好，復(fù)合地基具有減小的固結(jié)速度，抗震性也不好。而用透水混凝土制造的樁體結(jié)合了剛性與散

7、體樁的優(yōu)點(diǎn)，將其用于加固地基，既大幅能提高地基承載力，又可以明顯減壓降沉，還可以將地基抗震性能提高，避免地基土發(fā)生液化。然而，透水混凝土也有缺點(diǎn)。由于其良好的透水性和大孔隙率，因此，當(dāng)?shù)鼗?jīng)受管涌時(shí)，土壤中的細(xì)顆粒便容易堵住透水混凝土樁中的孔隙，而使其失去透水性。當(dāng)土壤的滲透降低度比其臨界滲透比降高時(shí)，基于滲流水的作用，在土壤框架的空隙中填充的細(xì)顆粒將會(huì)移動(dòng)，并隨著水流遷移到下游，滲水帶走細(xì)顆粒，并在地基土中出現(xiàn)滲流通道，這種現(xiàn)象叫做管涌。這類現(xiàn)象一般發(fā)生在非粘性土層中。為此，本文通過試驗(yàn)研究了管涌過程中的堵塞透水混凝土樁的演化過程，分析了發(fā)生管涌時(shí)透水混凝土樁的具體堵塞狀態(tài)，并在分析透水混凝

8、土具有的孔隙率、管涌細(xì)顆粒的摻量與粒徑、樁附近土體密實(shí)度和樁間距對(duì)管涌而造成的堵塞透水混凝土樁中孔隙的具體影響，深入研究了堵塞透水混凝土的機(jī)理。3展望在中國(guó)路面透水性混凝土屬于新生事物之一，對(duì)其研究應(yīng)用的空間還很大。例如，綜合考慮孔隙率、強(qiáng)度及透水系數(shù)方面的透水性混凝土設(shè)計(jì)配合比的方法、澆注技術(shù)及設(shè)計(jì)路基結(jié)構(gòu)等，這些都是推廣路面透水性混凝土的關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)還沒有見到對(duì)和路面透水性混凝土匹配的雨水收集系統(tǒng)深入的研究。而且還需要通過大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來(lái)研究路面透水性混凝土材料的具體生態(tài)環(huán)境效益。同時(shí)它在聲、光、熱上也存在生態(tài)環(huán)保效應(yīng)。而透水混凝土在城市噪音隔斷、生態(tài)護(hù)坡、人造珊瑚及污水凈化等上也有十分廣闊

9、的應(yīng)用前景。透水混凝土以其生態(tài)環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)獲得了人們的共識(shí)，這種生態(tài)、環(huán)保型材料具有很好的發(fā)展前途。隨著研究的深入以及相關(guān)技術(shù)的成熟，這種材料的前景和市場(chǎng)將會(huì)更加廣闊。4結(jié)語(yǔ)總之，路用透水混凝土屬于新型生態(tài)環(huán)保型混凝土，可以和環(huán)境共生，也具有連續(xù)孔隙，且強(qiáng)度也有一些，因而，路用透水混凝土適于戶外露天使用。路用透水混凝土不僅可以用于鋪裝傳統(tǒng)硬化路面，而且還可以試著用作公路聲屏障和室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)的吸聲材料。目前，隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的不斷深入，中國(guó)每年包括鋪裝透水混凝土的各種公路、城市道路以及廣場(chǎng)等地面的數(shù)量也在飛速增大。而作為一種環(huán)境友好型的優(yōu)質(zhì)生態(tài)混凝土，路用透水混凝土可以減少路面環(huán)境負(fù)荷，因而，全國(guó)在混凝土鋪裝方面的研究與開發(fā)應(yīng)用也會(huì)引起相關(guān)方面越來(lái)越高的重視。Reference：1馬學(xué)英，楊欣，呂興國(guó).透水混凝土的研究和應(yīng)用J.北京新奧混凝土有限公司，2009.2陳正清.高強(qiáng)綠色環(huán)保透水混凝土的試驗(yàn)研究J.北