透水混凝土解析及其對土木工程發(fā)展的影響分析 (2)(四)

其次這種表面致密的地面鋪裝不利于緩解城市的噪音污染，主要是來自 路面交通產(chǎn)生的噪音；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”、“弋濺”、“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邊城市建筑共同作用，會增加城市的“熱島效應”；還有由于它的色彩灰暗，缺乏生氣，現(xiàn)代的城市也被稱為“灰色的熱島”。

 透水性的路面鋪裝就是對鋪地的地面層、結(jié)合層和基層的要求很高，要求他們都必須要透水，雨水能夠直接投過，深入到路基中，讓建筑工人能夠更好的鋪裝地面。透水性鋪裝包括很多種，其中透水性的瀝青、水泥混凝土是一些普通的透水材料，生態(tài)透水磚是一種獨特的材料，還有就是一些特殊的透水鋪裝，比如鵝卵石和嵌草的鋪裝等等。生態(tài)透水混凝土系采用水泥、水、透水砼增強劑（膠結(jié)材料）摻配高質(zhì)量的同粒徑或間斷級配骨料所組成的， 并具有一定空隙率的混合材料。將其制成混凝土路面、護坡及其制品時， 能取得排水、抗滑、吸音、降噪、滲水效果， 可改善地表生態(tài)循環(huán)， 利于行車交通安全， 保護生活環(huán)境， 解決由于大規(guī)模現(xiàn)代化城市建設帶來的負面影響。工程實踐證明， 透水性混凝土是一種新型多功能鋪裝材料。 透水混凝十路面與普通混凝土路面相比還有以下幾個優(yōu)缺點：

(1)保護地下水資源透水性地面的共同特點就是其上的降水可以通過本身與地面下墊層相通的滲水路徑滲入下部土壤，因而對于地下水資源保護起了積極的作用；

(2)改善城市熱環(huán)境水是氣溫穩(wěn)定的首要因素，城市中的河流、水池、雨水蒸汽、城市排水及土壤和植物中的水分都將影響城市的溫、濕度，這是因為水的比熱大，升溫不易，降溫也不易。所以水在蒸發(fā)時將吸收大量的熱量。水體對改善城市的溫、濕度及形成局部的地方風都有明顯的作用。透水性硬化地面由于自身一系列與外部空氣及下部透水墊層相連通的多孔構(gòu)造，雨過天晴以后，透水性地面下墊層土壤中豐富的毛細水通過自然蒸發(fā)和太陽輻射作用下的蒸騰作用使地表的溫度降低，從而有效地緩解了“熱島現(xiàn)象”；

(3)改善城市地表土壤生態(tài)環(huán)境市區(qū)硬化地面常常出現(xiàn)雨水蓄積和漫流現(xiàn)象，這種情況下非透水性鋪裝無疑會加重城市排水系統(tǒng)的壓力，它是很多城市夏季產(chǎn)生城區(qū)內(nèi)澇的重要因素。不透水地面只能依靠表面匯水系統(tǒng)及城市排水管網(wǎng)排除地表降雨，在暴雨時這種地面徑流急劇增高，很快出現(xiàn)峰值，流量急升急降。而透水性鋪裝地面由于自身良好的透水性能，能有效地緩解城市排水系統(tǒng)的泄洪壓力，徑流曲線平緩，其峰值較低，并且流量也是緩升緩降，這對于城市防洪無疑是有利的。因此，鋪裝透水性地面不失為城市廣場防澇的積極措施。另外放置在水中的透水性混凝土為水生動植物提供了良好的生存空間，可以達到凈化污水的作用；

(4)水體凈化和改善地表徑流透水性鋪裝兼有良好的滲水性及保濕性，它既兼顧了人類活動對于硬化地面的使用要求，又能通過自身性能接近天然草坪和土壤地面的生態(tài)優(yōu)勢減輕城市硬化地面對大自然的破壞程度，透水性地面鋪裝以下的動植物及微生物的生存空間得到有效的保護，體現(xiàn)了自然生物環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的要求。因而很好地體現(xiàn)了“與環(huán)境共生”的可持續(xù)發(fā)展理念。

雖然透水瀝青混凝土已成功應用于高速公路的建造，但透水水泥混凝土在高速或高荷載能力路面的應用較少。這是由于透水水泥混凝土為半脆性材料，含有較大尺寸的孔隙，在荷載的作用下，由于孔隙尖端的應力集中，易于產(chǎn)生裂紋的擴展和破壞，從而導致路面開裂。同時，在透水水泥混凝土中使用鋼筋容易產(chǎn)生銹蝕問題，所以其通常以素混凝土的形式出現(xiàn)。因此，相對于使用傳力桿或連續(xù)配筋的普通水泥混凝土路面，透水水泥混凝土路面的抗荷載能力較差，如果用于制備高速或高荷載能力的路面，會導致維護工作量大、服役壽命短、經(jīng)濟性差。不過，隨著混凝土制備技術(shù)的發(fā)展，通過增強骨料顆粒之間的結(jié)合強度、完善鋼筋的保護措施以及使用纖維增韌等手段，透水水泥混凝土必然會越來越多地應用于高速和高荷載能力路面的建造，透水性混凝土是一種高成本，特殊定制的水泥土，以大比例的貫通性孔隙著稱。這種混凝土具有非常好的特性，在透水性鋪裝中得到大規(guī)模的使用。透水性混凝土的顆粒級配決定了透水性路面的強度和滲透性兩個不同的參數(shù)。精良的級配孔隙不大不小，這樣路面的強度正合適。如果孔隙較大，雖然加大了透水性，但是減弱了路面的強度。透水性混凝土中一般杜絕使用其他的廢料，不同的廢料加入阻塞了孔隙，影響了路面的透水性。

5.課題研究進度計劃

   到目前為止， 用于道路鋪裝和地面的透水性混凝土主要有三種類型。

1.水泥透水性混凝土 這是以硅酸鹽類水泥為膠凝材料、采用單一粒級的粗骨料，不用或少用細骨料配制的無砂、多孔混凝土。該種混凝土一般采用較高強度的水泥，集灰比為3.0-4.0，水灰比為0.3-0.35。混凝土拌合物較干硬， 采用加壓振動成形，形成具有連通孔隙的混凝土。硬化后的混凝土內(nèi)部通常含有20%左右的連通孔隙，相應的表現(xiàn)密度低于普通混凝土， 通常為1 700-2 200 kg/ m3。抗壓強度可達15-35 MPa， 抗折強度可達3-5 MPa， 透水系數(shù)為1-15mm/ s。該種透水性混凝土成本低，制作簡單， 可用于道路鋪筑及預制成品應用。但由于含有較多的連通孔隙， 其強度及耐磨性、抗凍性是工程應用技術(shù)主要指標。

2.高分子透水性混凝土 這是采用單一粒級的粗骨料， 以瀝青或高分子樹脂為膠結(jié)材料配制的透水性混凝土。與水泥透水性混凝土相比， 該種混凝土強度較高， 但成也高。同時由于有機膠凝材料耐候性較差， 在日光大氣因素作用下容易老化， 其性能受溫度影響較大，尤其是溫度升高時， 容易軟化流淌， 使透水性受到影響。因此， 在保證空隙的前提下，抗老化、熱穩(wěn)定性就是保證質(zhì)量的關鍵。

3.燒結(jié)透水性制品 以廢棄的瓷磚、長石、高嶺土、粘土等礦物的粒狀物和漿體拌合， 壓制成坯體， 經(jīng)高溫煅燒而成，具有多孔結(jié)構(gòu)的塊體材料。該類透水性材料強度高， 耐磨性好， 耐久性優(yōu)良， 但燒結(jié)過程需要消耗能量，成本較高， 適用于用量較小的園林、廣場、景觀道路鋪裝部位。

6.總結(jié)

隨著城市水資源的不斷匱乏，以及城市環(huán)境人性化的追求，透水性路面磚技術(shù)的研發(fā)引起了材料、環(huán)境和市政：程專家和社會的廣泛關注。透水磚具有良好滲水性及保濕性，能很好地緩解城市由于被不透水地面鋪裝覆蓋所帶來的“城市荒漠化”及“熱島效應”，有利于保持城市水平衡。是一種很好的園林新型材料。

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