透水混凝土解析及其对土木工程发展的影响分析 (2)(四)

其次这种表面致密的地面铺装不利于缓解城市的噪音污染，主要是来自 路面交通产生的噪音；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”、“弋溅”、“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边城市建筑共同作用，会增加城市的“热岛效应”；还有由于它的色彩灰暗，缺乏生气，现代的城市也被称为“灰色的热岛”。

 透水性的路面铺装就是对铺地的地面层、结合层和基层的要求很高，要求他们都必须要透水，雨水能够直接投过，深入到路基中，让建筑工人能够更好的铺装地面。透水性铺装包括很多种，其中透水性的沥青、水泥混凝土是一些普通的透水材料，生态透水砖是一种独特的材料，还有就是一些特殊的透水铺装，比如鹅卵石和嵌草的铺装等等。生态透水混凝土系采用水泥、水、透水砼增强剂（胶结材料）掺配高质量的同粒径或间断级配骨料所组成的， 并具有一定空隙率的混合材料。将其制成混凝土路面、护坡及其制品时， 能取得排水、抗滑、吸音、降噪、渗水效果， 可改善地表生态循环， 利于行车交通安全， 保护生活环境， 解决由于大规模现代化城市建设带来的负面影响。工程实践证明， 透水性混凝土是一种新型多功能铺装材料。 透水混凝十路面与普通混凝土路面相比还有以下几个优缺点：

(1)保护地下水资源透水性地面的共同特点就是其上的降水可以通过本身与地面下垫层相通的渗水路径渗入下部土壤，因而对于地下水资源保护起了积极的作用；

(2)改善城市热环境水是气温稳定的首要因素，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将影响城市的温、湿度，这是因为水的比热大，升温不易，降温也不易。所以水在蒸发时将吸收大量的热量。水体对改善城市的温、湿度及形成局部的地方风都有明显的作用。透水性硬化地面由于自身一系列与外部空气及下部透水垫层相连通的多孔构造，雨过天晴以后，透水性地面下垫层土壤中丰富的毛细水通过自然蒸发和太阳辐射作用下的蒸腾作用使地表的温度降低，从而有效地缓解了“热岛现象”；

(3)改善城市地表土壤生态环境市区硬化地面常常出现雨水蓄积和漫流现象，这种情况下非透水性铺装无疑会加重城市排水系统的压力，它是很多城市夏季产生城区内涝的重要因素。不透水地面只能依靠表面汇水系统及城市排水管网排除地表降雨，在暴雨时这种地面径流急剧增高，很快出现峰值，流量急升急降。而透水性铺装地面由于自身良好的透水性能，能有效地缓解城市排水系统的泄洪压力，径流曲线平缓，其峰值较低，并且流量也是缓升缓降，这对于城市防洪无疑是有利的。因此，铺装透水性地面不失为城市广场防涝的积极措施。另外放置在水中的透水性混凝土为水生动植物提供了良好的生存空间，可以达到净化污水的作用；

(4)水体净化和改善地表径流透水性铺装兼有良好的渗水性及保湿性，它既兼顾了人类活动对于硬化地面的使用要求，又能通过自身性能接近天然草坪和土壤地面的生态优势减轻城市硬化地面对大自然的破坏程度，透水性地面铺装以下的动植物及微生物的生存空间得到有效的保护，体现了自然生物环境的可持续发展的要求。因而很好地体现了“与环境共生”的可持续发展理念。

虽然透水沥青混凝土已成功应用于高速公路的建造，但透水水泥混凝土在高速或高荷载能力路面的应用较少。这是由于透水水泥混凝土为半脆性材料，含有较大尺寸的孔隙，在荷载的作用下，由于孔隙尖端的应力集中，易于产生裂纹的扩展和破坏，从而导致路面开裂。同时，在透水水泥混凝土中使用钢筋容易产生锈蚀问题，所以其通常以素混凝土的形式出现。因此，相对于使用传力杆或连续配筋的普通水泥混凝土路面，透水水泥混凝土路面的抗荷载能力较差，如果用于制备高速或高荷载能力的路面，会导致维护工作量大、服役寿命短、经济性差。不过，随着混凝土制备技术的发展，通过增强骨料颗粒之间的结合强度、完善钢筋的保护措施以及使用纤维增韧等手段，透水水泥混凝土必然会越来越多地应用于高速和高荷载能力路面的建造，透水性混凝土是一种高成本，特殊定制的水泥土，以大比例的贯通性孔隙著称。这种混凝土具有非常好的特性，在透水性铺装中得到大规模的使用。透水性混凝土的颗粒级配决定了透水性路面的强度和渗透性两个不同的参数。精良的级配孔隙不大不小，这样路面的强度正合适。如果孔隙较大，虽然加大了透水性，但是减弱了路面的强度。透水性混凝土中一般杜绝使用其他的废料，不同的废料加入阻塞了孔隙，影响了路面的透水性。

5.课题研究进度计划

   到目前为止， 用于道路铺装和地面的透水性混凝土主要有三种类型。

1.水泥透水性混凝土 这是以硅酸盐类水泥为胶凝材料、采用单一粒级的粗骨料，不用或少用细骨料配制的无砂、多孔混凝土。该种混凝土一般采用较高强度的水泥，集灰比为3.0-4.0，水灰比为0.3-0.35。混凝土拌合物较干硬， 采用加压振动成形，形成具有连通孔隙的混凝土。硬化后的混凝土内部通常含有20%左右的连通孔隙，相应的表现密度低于普通混凝土， 通常为1 700-2 200 kg/ m3。抗压强度可达15-35 MPa， 抗折强度可达3-5 MPa， 透水系数为1-15mm/ s。该种透水性混凝土成本低，制作简单， 可用于道路铺筑及预制成品应用。但由于含有较多的连通孔隙， 其强度及耐磨性、抗冻性是工程应用技术主要指标。

2.高分子透水性混凝土 这是采用单一粒级的粗骨料， 以沥青或高分子树脂为胶结材料配制的透水性混凝土。与水泥透水性混凝土相比， 该种混凝土强度较高， 但成也高。同时由于有机胶凝材料耐候性较差， 在日光大气因素作用下容易老化， 其性能受温度影响较大，尤其是温度升高时， 容易软化流淌， 使透水性受到影响。因此， 在保证空隙的前提下，抗老化、热稳定性就是保证质量的关键。

3.烧结透水性制品 以废弃的瓷砖、长石、高岭土、粘土等矿物的粒状物和浆体拌合， 压制成坯体， 经高温煅烧而成，具有多孔结构的块体材料。该类透水性材料强度高， 耐磨性好， 耐久性优良， 但烧结过程需要消耗能量，成本较高， 适用于用量较小的园林、广场、景观道路铺装部位。

6.总结

随着城市水资源的不断匮乏，以及城市环境人性化的追求，透水性路面砖技术的研发引起了材料、环境和市政：程专家和社会的广泛关注。透水砖具有良好渗水性及保湿性，能很好地缓解城市由于被不透水地面铺装覆盖所带来的“城市荒漠化”及“热岛效应”，有利于保持城市水平衡。是一种很好的园林新型材料。

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