透水混凝土解析及其對土木工程發(fā)展的影響分析 (2)(二)

在城市化建設中，現(xiàn)代化城市的地表逐步被建筑物和混凝土等阻水材料硬化覆蓋形成了生態(tài)學上的“人造沙漠”，便捷的交通設施，鋪設平整的道路在給人們的出行帶來極大方便的同時，這些不透水的路面也給城市的生態(tài)環(huán)境帶來極大的負面影響。首先，傳統(tǒng)的地面鋪裝強調(diào)的是地面的堅固耐用及使用性，但此種路面鋪裝的不透水性卻將寶貴的自然降水完全與下層土壤及地下水阻斷，降水大部分通過城市排水系統(tǒng)管網(wǎng)排入江河湖海等地表水源中，加之城市地下水的過量抽取，導致城市地下水位越來越低，形成了地質(zhì)學上的“漏斗型”地下水位，引發(fā)地面下降，沿海地區(qū)還會導致海水倒灌，這就嚴重影響了雨水的有效利用；其次由于這種表面致密的地面鋪裝不利于緩解城市的噪音污染，這些噪音主要是來自路面交通產(chǎn)生的噪音，同時在雨天由于不能及時排水，造成路面積水，使雨天行車產(chǎn)生“漂滑”、“吃濺”、“夜間眩光”等現(xiàn)象，給行人出行和車輛行駛帶來不便；另外這種不透水的鋪裝與周圍城市建筑共同作用，會增加城市的“熱島效應”。透水混凝土的使用和技術的發(fā)展主要是滿足當前對水資源和環(huán)境保護、降雨排放過程中的水質(zhì)維護和防止降雨產(chǎn)生的城市內(nèi)澇現(xiàn)象的需求，其次是行車安全和路面噪聲的控制。透水混凝土的應用應綜合考慮孔隙率-孔隙連通程度、強度、抗磨損能力、抗車轍能力、抗開裂能力之間的關系，合理的設計、制備、施工和維護是透水混凝土工作能力和服役壽命的保障。

    面對生態(tài)脆弱，人們意識到對于路面，應該有意識地多普及蜂窩狀的結構和可滲透路面。因為蜂窩狀的地面可以有效地改變地表的熱量平衡，自然打通地面上下的水分和熱量的流通，在地面水分蒸發(fā)中，使地表溫度降低3-4攝氏度。同時可滲透路面好處較多:首先城市可以蓄存大量的雨水，緩解城市日益突出的“熱島效應”，改善城市環(huán)境質(zhì)量；其次還可以減緩對下游江河湖泊的壓力，也減少了城市受澇和洪澇災害發(fā)生的頻率。 最重要的是它不會造成路面積水，使雨天行車產(chǎn)生“漂滑”、“吃濺”、“夜間眩光”等現(xiàn)象，從而保證行車的安全性。

    由以上的分析可見，現(xiàn)在需要一種能滿足路用性能，同時又能與自然環(huán)境協(xié)調(diào)共生，為人類構造舒適生活環(huán)境的路面鋪裝材料。透水性混凝土是一種生態(tài)型環(huán)保混凝土，它是一種經(jīng)過特殊工藝制成的具有連續(xù)空隙的混凝土。它既有一定的強度，又具有一定的透氣透水性，可以很好的緩解不透水鋪裝對環(huán)境

造成的影響。與不透水的混凝土路面鋪裝材料相比，它的優(yōu)點具體表現(xiàn)在以下幾個方面：①透水性鋪裝對于地下水資源保護的作用；②透水性地面在吸聲降噪方面的作用；③透水性地面對于城市熱環(huán)境的改善作用；④透水性地面鋪裝對于城市地表土壤生態(tài)環(huán)境的改善作用；⑤透水性鋪裝在水體凈化及緩解地表徑流方面的作用。

我國雖然在透水鋪裝上有所研究，比如透水瀝青的研究取得了一定的成果，但對透水性混凝土的研究和應用還處在起步階段，與國外相比還有很大的差距。從研究的角度來看，開展透水性混凝土的研究有利于縮短我們與發(fā)達國家混凝土研究水平的差距，有利于拓寬我國混凝土的應用前景；從環(huán)境保護的角度看，有利于改善城市的環(huán)境和維護生態(tài)平衡，符合世界發(fā)展的趨勢。由此可見，開展透水性混凝土材料的研究有重大的現(xiàn)實意義。

2.課題研究現(xiàn)狀

2.1國內(nèi)透水性混凝土研究現(xiàn)狀

    與國外蓬勃開展的透水性混凝土鋪裝材料的研究情況相比，國內(nèi)對透水性混凝土鋪裝材料的研究明顯不足，對高強高性能透水性混凝土的研究就更為欠缺，應用技術水平也較低。這和我國作為一個混凝土應用大國的地位極為不相稱。這種情況也不適應世界環(huán)境保護，可持續(xù)發(fā)展的趨勢。

    20世紀90年代，國內(nèi)對透水性混凝土開始進行研究，但是由于其抗壓強度(不超過20MPa)較低，人們的認識、地基狀況、施工方法等原因限制，透水性混凝土的應用范圍受到影響。經(jīng)過各高校、科研機構以及透水混凝土生產(chǎn)廠家的大量研究，合理使用混凝土外加劑，采用高活性硅灰材料，調(diào)整骨料級配等方法，提高了透水混凝土強度。

    近幾年，在國內(nèi)一些科研院所、大學開展了一些透水性混凝土的研究工作。中國建筑材料科學研究院在原國家建筑材料工業(yè)局的資助下，與1993年開始進行《透水混凝土與透水性混凝土路面磚的研究》，1995年開始在試點工程中應用，得到用戶好評。1998年通過部級鑒定(建材鑒字[1998]第27號)，專家委員會一致認為“透水性混凝土路面磚的技術性能達到國際先進水平”。目前已在北京、上海、山東、山西等地推廣應用，受到市政工程設計與建設部門的青睞。由此可見，透水性混凝土路面有望在北京奧運工程中大量應用。

    本世紀初，我國相繼開展透水混凝土的應用。杭州市除運河治污工程外，從2005年開始在城市市政建設中大規(guī)模推廣使用透水工程材料。據(jù)不完全統(tǒng)計，至2007年杭州市鋪設透水混凝土面積達30萬m2。北京市僅在奧運場館建設中鋪裝透水工程材料達10多萬m2。在奧運公園水環(huán)境設計思路的討論會上，一位專家提出，奧運公園最重要的設計之一，應是讓地面具有很好的雨水回滲功能。上海在新建改建公園中積極推廣透水材料鋪裝，2010年舉辦的上海世博會工程、特奧會訓練基地建設大量采用透水混凝土鋪裝。建設部也在大力推廣透水混凝土材料，這標志著城市建設逐步走出硬化的誤區(qū)，向人們展示一種全新的，具有環(huán)境、生態(tài)、水資源保護功能的地面鋪設。