透水混凝土解析及其对土木工程发展的影响分析 (2)(二)

在城市化建设中，现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盖形成了生态学上的“人造沙漠”，便捷的交通设施，铺设平整的道路在给人们的出行带来极大方便的同时，这些不透水的路面也给城市的生态环境带来极大的负面影响。首先，传统的地面铺装强调的是地面的坚固耐用及使用性，但此种路面铺装的不透水性却将宝贵的自然降水完全与下层土壤及地下水阻断，降水大部分通过城市排水系统管网排入江河湖海等地表水源中，加之城市地下水的过量抽取，导致城市地下水位越来越低，形成了地质学上的“漏斗型”地下水位，引发地面下降，沿海地区还会导致海水倒灌，这就严重影响了雨水的有效利用；其次由于这种表面致密的地面铺装不利于缓解城市的噪音污染，这些噪音主要是来自路面交通产生的噪音，同时在雨天由于不能及时排水，造成路面积水，使雨天行车产生“漂滑”、“吃溅”、“夜间眩光”等现象，给行人出行和车辆行驶带来不便；另外这种不透水的铺装与周围城市建筑共同作用，会增加城市的“热岛效应”。透水混凝土的使用和技术的发展主要是满足当前对水资源和环境保护、降雨排放过程中的水质维护和防止降雨产生的城市内涝现象的需求，其次是行车安全和路面噪声的控制。透水混凝土的应用应综合考虑孔隙率-孔隙连通程度、强度、抗磨损能力、抗车辙能力、抗开裂能力之间的关系，合理的设计、制备、施工和维护是透水混凝土工作能力和服役寿命的保障。

    面对生态脆弱，人们意识到对于路面，应该有意识地多普及蜂窝状的结构和可渗透路面。因为蜂窝状的地面可以有效地改变地表的热量平衡，自然打通地面上下的水分和热量的流通，在地面水分蒸发中，使地表温度降低3-4摄氏度。同时可渗透路面好处较多:首先城市可以蓄存大量的雨水，缓解城市日益突出的“热岛效应”，改善城市环境质量；其次还可以减缓对下游江河湖泊的压力，也减少了城市受涝和洪涝灾害发生的频率。 最重要的是它不会造成路面积水，使雨天行车产生“漂滑”、“吃溅”、“夜间眩光”等现象，从而保证行车的安全性。

    由以上的分析可见，现在需要一种能满足路用性能，同时又能与自然环境协调共生，为人类构造舒适生活环境的路面铺装材料。透水性混凝土是一种生态型环保混凝土，它是一种经过特殊工艺制成的具有连续空隙的混凝土。它既有一定的强度，又具有一定的透气透水性，可以很好的缓解不透水铺装对环境

造成的影响。与不透水的混凝土路面铺装材料相比，它的优点具体表现在以下几个方面：①透水性铺装对于地下水资源保护的作用；②透水性地面在吸声降噪方面的作用；③透水性地面对于城市热环境的改善作用；④透水性地面铺装对于城市地表土壤生态环境的改善作用；⑤透水性铺装在水体净化及缓解地表径流方面的作用。

我国虽然在透水铺装上有所研究，比如透水沥青的研究取得了一定的成果，但对透水性混凝土的研究和应用还处在起步阶段，与国外相比还有很大的差距。从研究的角度来看，开展透水性混凝土的研究有利于缩短我们与发达国家混凝土研究水平的差距，有利于拓宽我国混凝土的应用前景；从环境保护的角度看，有利于改善城市的环境和维护生态平衡，符合世界发展的趋势。由此可见，开展透水性混凝土材料的研究有重大的现实意义。

2.课题研究现状

2.1国内透水性混凝土研究现状

    与国外蓬勃开展的透水性混凝土铺装材料的研究情况相比，国内对透水性混凝土铺装材料的研究明显不足，对高强高性能透水性混凝土的研究就更为欠缺，应用技术水平也较低。这和我国作为一个混凝土应用大国的地位极为不相称。这种情况也不适应世界环境保护，可持续发展的趋势。

    20世纪90年代，国内对透水性混凝土开始进行研究，但是由于其抗压强度(不超过20MPa)较低，人们的认识、地基状况、施工方法等原因限制，透水性混凝土的应用范围受到影响。经过各高校、科研机构以及透水混凝土生产厂家的大量研究，合理使用混凝土外加剂，采用高活性硅灰材料，调整骨料级配等方法，提高了透水混凝土强度。

    近几年，在国内一些科研院所、大学开展了一些透水性混凝土的研究工作。中国建筑材料科学研究院在原国家建筑材料工业局的资助下，与1993年开始进行《透水混凝土与透水性混凝土路面砖的研究》，1995年开始在试点工程中应用，得到用户好评。1998年通过部级鉴定(建材鉴字[1998]第27号)，专家委员会一致认为“透水性混凝土路面砖的技术性能达到国际先进水平”。目前已在北京、上海、山东、山西等地推广应用，受到市政工程设计与建设部门的青睐。由此可见，透水性混凝土路面有望在北京奥运工程中大量应用。

    本世纪初，我国相继开展透水混凝土的应用。杭州市除运河治污工程外，从2005年开始在城市市政建设中大规模推广使用透水工程材料。据不完全统计，至2007年杭州市铺设透水混凝土面积达30万m2。北京市仅在奥运场馆建设中铺装透水工程材料达10多万m2。在奥运公园水环境设计思路的讨论会上，一位专家提出，奥运公园最重要的设计之一，应是让地面具有很好的雨水回渗功能。上海在新建改建公园中积极推广透水材料铺装，2010年举办的上海世博会工程、特奥会训练基地建设大量采用透水混凝土铺装。建设部也在大力推广透水混凝土材料，这标志着城市建设逐步走出硬化的误区，向人们展示一种全新的，具有环境、生态、水资源保护功能的地面铺设。