透水混凝土在景觀工程中的應用

透水混凝土在景觀工程中的應用海綿城市在國內已經推行多年，隨著北京奧林匹克公園、上海世博園等優(yōu)秀項目的成功應用，透水混凝土作為環(huán)保型材料，憑借其優(yōu)質的特性，在工程項目中的應用越來越廣泛。透水混凝土適用于公園地面鋪裝、車行道路、人行道路、學校及商業(yè)廣場、河道護堤和山體護坡等。在多年的實踐經驗下，透水混凝土在景觀工程應用中存在的問題也日益顯露。本文在國內外研究的基礎上，進行總結歸納和分析，通過探討透水混凝土的優(yōu)點及弊端，針對透水混凝土在景觀工程應用中存在的美觀性不足、成本高及施工工藝要求高等問題，提出相應的解決措施和建議，一方面通過改善性能、降低成本來提高經濟效益，另一方面通過加強施工過程中的施工工藝、操作人員的控制及政府的監(jiān)管來保證質量，試圖促進透水混凝土在景觀工程中的推廣應用。關鍵詞：透水混凝土；景觀工程；性能；施工；應用。1水混凝土在景觀工程中應用現狀1.1透水混凝土在市政道路景觀工程中的應用在市政道路景觀工程中，透水混凝土較多地用于城市道路兩側的非機動車道和人行道中。由于透水混凝土道路抗疲勞強度較低的限制，需要頻繁維修和養(yǎng)護，難以在主干路和快速路中得以推廣。通過將車行道路兩側的非機動車道和人行道設計成透水混凝土路面，借助道路的橫向排水坡度，能在一定程度上緩解雨天道路積水、引發(fā)城市內澇的情況。目前國內采用較多的方式是將非機動車道和人行道設計成各具特色的透水騎行道、跑步道。通過添加氧化鐵色粉，制成的彩色透水混凝土與獨特的圖案相結合，在發(fā)揮透水性能的同時，兼具美觀性和實用性。1.2透水混凝土在居住區(qū)景觀工程中的應用目前的居住區(qū)景觀項目中，小區(qū)路面對于抗疲勞強度的要求較城市道路低，透水混凝土憑借其較強的抗變形能力，主要應用于小區(qū)的消防環(huán)形通道、車行道路和地面停車場地。全國范圍內的許多城市出臺了相應的居住區(qū)規(guī)范來推廣海綿城市，透水混凝土作為新型環(huán)保透水材料，成為居住區(qū)景觀項目建設的首選。1.3透水混凝土在堤岸護坡景觀工程中的應用隨著傳統(tǒng)護坡導致的水土流失問題的加劇，傳統(tǒng)護坡的弊端愈發(fā)明顯，護坡設計施工過程中，不僅僅著重于其穩(wěn)固性能，更強調護坡的生態(tài)效益，努力實現人與自然的和諧共處。植生型透水混凝土是目前比較成熟的一項生態(tài)護坡技術，主要施工流程如下:透水混凝土孔隙植生基質填充f客土噴覆f植被噴播建植f植物栽培f養(yǎng)護管理。待植被根系穿透混凝土深入土體后，可適當減少養(yǎng)護。植生型透水混凝土的原理相對比較簡單，主要是先通過混凝土和鋼筋對邊坡進行一定的加固，然后在透水混凝土表面覆蓋一層適合植物生長的種植土，借助透水混凝土大孔隙的特點，為植物生長營造出透水透氣的環(huán)境。隨著植物根系越來越發(fā)達，還能與透水混凝土的孔隙有一定程度的結合，傳統(tǒng)護坡大面積硬化難以滲水的問題得到緩解，既加強了護坡的穩(wěn)固性，又減少了對自然環(huán)境的影響，保證了一定的生態(tài)效益。在堤岸中使用透水混凝土，可以緩解傳統(tǒng)的硬化堤岸對原有水生環(huán)境的影響。透水混凝土的孔隙在吸附沙土的同時兼具透水和透氣性，為水生植物提供了適當的生存條件。由于大孔隙的特點，水中的土壤、微生物等可以在縫隙間通過，促進了水中生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)，一定程度上保證了水系的生態(tài)平衡。2應用中存在的問題2.1透水混凝土的美觀性不足透水混凝土粗糙的質感給許多建設單位和業(yè)主造成一種廉價的感覺，隨著房地產行業(yè)景觀工程的進一步精細化，透水混凝土在居住區(qū)的應用受到極大的限制。部分小區(qū)的建設單位為了后期銷售的時候能給客戶一種高檔的感覺，在前期做了透水混凝土道路并通過驗收之后，偷偷進行翻修，將原有的透水混凝土面層鏟除，換成美觀效果更好的石材。2.2透水混凝土的假透水目前許多居住區(qū)景觀項目的建設方，只是為了滿足海綿城市的指標要求，將車行路面設計成透水混凝土面層，而基層根本不透水。這就導致透水路面根本發(fā)揮不了透水作用，碰到下雨天還是照樣積水，甚至因為雨水停留在面層和基層之間，建成的透水路面的散水效果還不如普通道路。2.3透水混凝土的施工工藝要求高透水混凝土道路對施工工藝的要求比普通混凝土更高，為了保證其良好的透水性能，必須嚴格控制施工的每一個環(huán)節(jié)。攪拌過程中需控制材料配合比和攪拌時間，使包裹粗骨料的凝膠材料和添加劑的厚度適中。為了使成型后的透水混凝土的孔隙率達標，不能采用高頻振搗器進行搗實，而應采用平板振動器或者人工搗實，且搗實的時間不宜過長，防止過于密實，產生離析現象。透水混凝土的高透水性能導致水流失的速度較快，在施工過程中要防止水流失導致的配合比失衡，而在養(yǎng)護過程中也需要做好適時灑水和保溫的措施。2.4透水混凝土的成本較高透水混凝土對施工工藝的高要求導致其建造成本、維修成本和時間成本升高。為了保證道路的透水效果，面層和基層均需保證透水性，且需在墊層處設置排水管道，組織排水路線，這就直接導致了費用的提高和施工周期的延長，引起透水混凝土道路相比較普通混凝土道路的額外成本的增加。在房地產企業(yè)高周轉的大環(huán)境下，建設單位和施工單位對于成本控制的要求越來越高，更愿意采用成本更低、施工養(yǎng)護方便的普通硬化道路。2.5國內透水混凝土相關的研究較少，技術尚不成熟目前國內運用較多的是透水磚，也制定了相應的標準，從上世紀五六十年代才開始應用透水混凝土，應用的時間較普通混凝土短，研究文獻也較少，相關技術尚不成熟。關于透水混凝土的研究主要包括以下幾個方面：1、透水混凝土的配合比設計；2、透水混凝土的抗壓性能研究；3、透水混凝土的透水性能研究及改善方法；4、透水混凝土的抗凍性能研究及影響因素；5、其他材料的摻入對透水混凝土的性能影響。從這些方面可以看出，國內對于透水混凝土的研究尚處于早期性能研究階段，對于施工技術及后期應用方面的研究不足。2.6透水混凝土抗凍融性較差，后期養(yǎng)護頻繁當前使用的透水混凝土的抗凍融性較差，在北方長期的冰雪天氣條件下，容易發(fā)生破損、凹陷等情況，需要進行頻繁養(yǎng)護，因此不適用于快速路和主干路等車流量大、可變荷載要求高的道路，只能適用于支路和人行道路等荷載較小的道路。3解決對策3.1增強透水混凝土的美觀性隨著房地產行業(yè)景觀工程的高速發(fā)展，業(yè)主對于居住區(qū)的美觀性要求越來越高，許多建設單位因透水混凝土粗糙的質感而更偏向于傳統(tǒng)的石材路面。目前增強透水混凝土的美觀效果的方法，主要是通過彩色透水混凝土與獨特的圖案相結合的方式，這還遠遠無法滿足用戶的需求。需要改進透水混凝土的配色系統(tǒng)，滿足不同的設計創(chuàng)意的需要，并針對不同功能場所和風格要求進行鋪設。在透水混凝土的應用過程中，可以借鑒優(yōu)秀經驗，通過摻入熒光材料的方式，打造夜光跑道，在增強美觀性的同時，增添其趣味性，將美觀與使用相結合。此外，可以通過將透水混凝土和其他材料如石材相結合的方式，打破原有的單一視覺效果，使道路富有變化，增強美感。3.2加強政府監(jiān)管3.2.1政府部門對施工過程中的控制針對目前較為普遍的透水混凝土路面假透水的問題，需要相關部門在項目建設過程中加強監(jiān)管。不做透水基層及排水管網，主要涉及到兩方面原因。一個是施工工序較普通混凝土基層復雜，施工單位圖一時方便，只做成透水面層，基層仍按普通混凝土道路處理。另一個原因是基于成本的考量，包括時間成本和費用成本。當前房地產企業(yè)負債率高，希望通過縮短建設周期，節(jié)省費用成本來緩解資金緊張的壓力。透水混凝土的施工及養(yǎng)護周期較普通混凝土長，且成本更高，自然無法成為景觀工程建設中的首選項。涉及到利益相關問題，透水混凝土的推廣，僅靠建設單位和施工單位的自覺性是不夠的，更需要政府的政策支持和相關部門的監(jiān)管。3.2.2完善相應的國家強制性標準，推動建立行業(yè)標準需要政府完善相應的國家強制性標準，推動建立行業(yè)標準，統(tǒng)一透水混凝土路面的設計及施工驗收標準，督促工程建設設計及施工單位正確合理地應用透水混凝土，提升工程行業(yè)中透水混凝土施工的整體水平。具體的可以包括對透水混凝土的原材料的選擇標準、成型后的強度、面層厚度、基層厚度和墊層水穩(wěn)性能等作出要求。3.3施工過程中的控制3.3.1針對各階段人員操作的控制加強在透水混凝土施工過程中的控制，針對施工前期的準備階段、透水混凝土的攪拌運輸階段、澆筑階段及后期養(yǎng)護階段，對現場操作及管理人員提前進行培訓，確保在每一個階段都能符合透水混凝土對于施工工藝的要求，使最終成型的透水混凝土符合設計要求，以保證最終道路的透水、吸噪和抗壓等性能。3.3.2原材料篩選過程的控制透水混凝土的原材料包括水泥、粗骨料、外加劑、摻合料、拌合及養(yǎng)護用水。水泥是透水混凝土強度和粘性的重要影響因素，需要采用P42.5以上標號的水泥進行拌制，且要求水泥3d抗壓強度應大于27MPa，28d抗壓強度應大于50MPa，以保證透水混凝土在保持良好的孔隙率的同時兼具較高的抗壓強度。粗骨料以單位級和間斷級配為宣，最大粒徑一般不超過25mm，這樣既能保證孔隙率，又不會因為粒徑過大導致孔隙過大，影響整體強度。此外，透水混凝土要求墊層具有較好的水穩(wěn)性能和抗凍脹性能，在水溫狀況不良時，能夠起到改善作用，所以一般選用天然砂礫，且墊層的壓實系數要大于等于94%。3.3.3透水混凝土拌制階段的控制在拌制階段，透水混凝土的標準做法是將一定數量的水泥、粗骨料、增強劑和拌制用水投入強制式攪拌機，使水泥砂漿能夠均勻地包裹在粗骨料上。透水混凝土的配合比是影響透水混凝土強度和耐久性的重要因素。目前主要是關于普通混凝土的配合比設計依據，包括《普通混凝土配合比設計規(guī)程》(JGJ55-2011)、《混凝土質量控制標準》(GB50164-2011)和《混凝土強度檢驗評定標準》(GB/T50107-2010)等規(guī)范，而關于透水混凝土的規(guī)范很多都只是行業(yè)參考標準，如《透水水泥混凝土路面技術規(guī)程》(CJJ/T135-2009)。因此，需要在實踐中不斷試驗并改進配合比設計，完善相關數據，讓透水混凝土在景觀工程應用中，做到有據可依。透水混凝土配合比設計的原則包括：透水混凝土拌合物的流動性、粘聚性、保水性符合施工要求；透水混凝土的抗壓、抗折強度及耐久性能滿足設計要求；透水混凝土在保證性能的同時，盡量減少成本，兼具經濟效益。3.4改善性能，降低成本3.4.1摻入橡膠集料，增強性能透水混凝土的配合比、孔隙率和骨料粒徑是影響其性能和成本的重要因素。透水混凝土在海綿城市建設中的應用研究一文中提到，在透水混凝土中加入廢棄的橡膠集料可以有效改善透水混凝土的抗凍性能、抗沖壓能力、抗腐蝕性、抗裂、增大塑性變形能力等，又可以把廢棄的橡膠集料變廢為寶⑵將廢棄的橡膠集料摻入到透水混凝土中，確實是一個行之有效的方法。橡膠行業(yè)是我國經濟產業(yè)發(fā)展的一個重要組成部分，在輕工業(yè)、重工業(yè)和高新技術產業(yè)中均受到廣泛應用，包括日常生活所需的日用品、醫(yī)療用品及建筑工程中的應用。目前對于廢棄橡膠的回收利用率不高，受到回收處理再利用難度大、成本高的限制。大量堆積的廢棄橡膠，不僅造成對空間的占用，也對環(huán)境造成了一定的危害。通過回收廢棄的橡膠，將其加工成橡膠集料、橡膠粉，摻入到透水混凝土中，大量用于道路建設，既解決了透水混凝土因性能限制無法得到大范圍推廣的問題，又減少了廢棄橡膠對于環(huán)境的影響。3.4.2工程垃圾再利用，推廣再生骨料透水混凝土將工程建設中的廢棄物（包括碎石塊、磚瓦碎塊、廢砂漿、泥漿、瀝青塊、廢塑料、廢金屬、廢竹木等），經過破碎分級后，制成再生骨料，和外加劑、摻合料、拌和用水一起拌制成再生骨料透水混凝土。雖然再生骨料透水混凝土存在抗壓性能及強度不如普通透水混凝土、拌制過程中用水量更大的問題，但是可以有效地消耗新建工程和拆遷改造工程中產生的工程垃圾，實現資源的回收再利用。通過在支路及人行園路等低等級道路上的推廣應用，再生骨料透水混凝土能使污染物產生量最小化并使廢棄物得到無害化處理，在一定程度上緩解大面積硬化對于城市水循環(huán)的影響，使經濟社會發(fā)展與資源環(huán)境承載能力相適應，構建人與自然和諧共處的社會。3.4.3添加增強劑來改善性能為了保證透水混凝土的透水效果，孔隙率需在10%?30%之間，而較大的孔隙會使透水混凝土路面的強度低于普通道路，這就需要添加透水混凝土增強劑來提高路面的強度，改善其抗壓性能。透水混凝土增強劑對透水混凝土性能的影響一文中，研究了透水混凝土增強劑對不同漿體用量的透水混凝土抗分層性、抗壓強度、孔隙率、透水系數和抗凍融循環(huán)次數的影響，得出以下結論：透水混凝土增強劑能夠有效改善新拌透水混凝土漿體易剝落沉底的現象，并提高硬化透水混凝土的力學與抗凍融性能，促進透水混凝土后期強度和耐久性能提升。4結束語透水混凝土在國內景觀工程中的應用成都還遠未達海綿城市的要求，希望在更多學者和從業(yè)人員的努力研究及實踐中，對本文觀點進行豐富與完善，在保證透水混凝土性