透水混凝土解析及其对土木工程发展的影响分析 (2)(三)

2.2国外透水性混凝土研究现状

    由于透水混凝土路面材料具有以上诸多生态方面的优良特点，在人类寻求与自然协调、维护生态平衡和可持续发展的思想指导下，欧美、日本等一些发达国家开始研究开发透水性路面材料，并将其应用于广场、步行街、道路两侧和中央隔离带、公园内道路以及停车场等。这就增加了城市的透水、透气空间，对调节城市微气候、保持生态平衡起到了良好的效果。以日本、美国为代表的国家是世界上透水性混凝土路面材料研究与应用较为先进的国家和地区。在这些国家，高强型透水性混凝土的研究与应用也走在世界前列。

    在美国，透水性混凝土一般不含细骨料，称为无细集料混凝土。美国的佛罗里达，新墨西哥和犹它州已将无细集料混凝土作路面面层材料用于停车区路段，大多数工程建在佛罗里达州。无细集料混凝土在该州得以广泛应用有3个原因:①由于地理位置的原因，佛罗里达州容易出现由暴雨引起的骤发洪水，无细集料混凝土路面可以有效的缓解这种过大的径流量；②州法规规定雨水需就地滞留并让其流回地下水系统中去；③普通混凝土上铺无细集料混凝土表层后，可少设雨水沟渠和蓄水设施，从而可极大提高其成本效益。

    佛罗里达州推广的另一个无细集料混凝土项目称为“透水性混凝土”，它由单一粒径的粗集料、普通水泥和水制成，不需添加剂。据一获批准生产该混凝土的公司介绍，这种混凝土拌和分两个阶段。首先，在高速旋转的搅拌机中制备水泥浆，然后在普通故事搅拌机中将水泥浆和粗集料拌和，成品混凝土塌落度为零，用摊铺机摊铺后再碾压，并用聚丙烯薄膜覆盖进行湿养护。到目前为止，在佛罗里达的西部和东部沿海地区共修建了53座无砂混凝土停车场。由于对无细集料混凝土的大量的需求和这种路面结构的普及，该州在1991年专门成立个“普通水泥透水协会”的协会，这个协会可提供技术和材料销售服务。

日本是个降雨量较多的国家，同时又是一个道路交通发达的国家。汽车的刹车效果会因为雨水形成的水膜而减弱，容易引起交通事故。另一方面，车辆在路面上行驶时产生的噪音是城市噪音污染的主要来源。为了解决这些问题，安全、快速、环保的行车路面的研究被提到议事日程上来。在这种背景下，在近裴地方建设局对1987年近裴技术事务所为中心开发的排水性路面上进行了透水性路面的施工铺装。施工时问是1993年6月，地点是日本和歌山B.P地区，并在施工通车后的3个月对路面的透水性，混和料的老化性，路面温度及噪音量进行了追踪调查和评价。结果证明这种路面有利于雨水还原地下，降低路面温度和汽车产牛的噪音[9]。而对由于粉尘和泥沙的堵塞，造成的透水路面透水功能的下降，日本采用的恢复透水能力的方法是:采用压力为4-7Mpa的小型高压清洗机清洗路面，或采用高压清洗和真空吸附复合的方法恢复，这样可以使透水功能恢复到初期的80%。

3.课题研究内容和目标

    在法国已广泛开展用多孔混凝土作路边排水和硬路肩得试验，相比之下美国开展的还不够广泛。为防止水泥路面卿泥的需要促使其在水泥板与路肩联接处铺设多孔贫混凝土基层，这种基层也可用来迅速排除路面结构中的水。透水混凝土由5-20mm轧制碎石、少量砂(每立方米混凝土含100.4-301.75kg)、普通矿渣水泥或火山灰矿渣水泥及饮用水拌制而成。为增加抗冻融能力，掺入引气剂。其水灰比0.36-0.55之间。多孔混凝土的摊铺由两台边摊铺机和一台滑模摊铺机完成，碾压设备需根据摊铺层厚度及合适的密实度要求选用。在摊铺和碾压后，采用在表面罩一层乳液进行养护。Missoux和Merrien两人用孔隙率为15%-30%的透水性混凝土做试验得出，其28天抗压强度一般在14Mpa以下，渗透率分别为每平方米每秒2.1和2.9立方米。在法国60%的网球场是用透水性混凝土修建的。另外，法国还将透水性混凝土大量用于网球场，其国内60%的网球场是用透水性混凝土修建的。除此之外，透水性混凝土还用在护坡绿化地带，对河道两岸的生态环境创造良好的生态环境。

    透水性混凝土也是有缺陷的，如在英国，一些工程师利用无细集料混凝土的排水特性，采用整层摊铺的办法，在诺丁汉郡铺筑了一段长183毫米的复合式路面。其结构为:面层为50毫米厚无细集料混凝土；面层下层为正常密度普通混凝土层，厚203毫米；并用单层金属网加强；基层由50毫米粒径的级配干燥石灰石组成，厚203毫米，其上还覆盖一层防水聚乙烯薄膜。开始这段试验路段工作性能良好，然而10年后，试验路被认为是失败的。某些因素(如冻融循环和水力抽吸，或这两者的结合)构成路面破坏的可能原因，加之该路段位于农村，大量农用机具的行走，使无细集料混凝土的孔隙率被尘土填塞，路面积水，最终导致表面松散剥落。

4.课题研究方案

近年来，随着全球变暖，臭氧层破坏和生态平衡系统破坏问题的加重，人们的环保意识增强。保护地球环境，维持生态平衡，寻求与自然的和谐发展，走可持续发展的道路成为人们共同关心的问题。目前，我国城市化建设步伐加快，如何在城市中实现环境保护与经济、社会的和谐发展正引起人们的重视。在城市化建设中，现代化城市的地表逐步被建筑物和混凝十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人方便的同时，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十壤及地下水阻断，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“漏斗拟”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，同时不透水地面铺装降雨时雨水是先通过地面的排水坡度或地表明沟排入下水道，雨水在进入下水道前要经过较长距离的地表径流才能进入城市地下排水系统。该过程使最初相对清洁的雨水溶入大量的城市地表污染物，这种径流过程中产生的二次污染，通过城市排水系统进入周闱地表自然水体，加重了自然水体的污染程度，影响了城市地表植物的生长，破坏了城市地表生态平衡。