路用透水混凝土研究现状与展望

1、 路用透水混凝土研究现状与展望 摘要：现代城市的地表已经渐渐被混凝土和建筑物等阻水硬化材料所覆盖，这种不透水的常见路面严重影响着现代城市的生态环境。而作为一种生态环保型混凝土，透水性混凝土是经过特殊工艺处理后而形成的一种具有连续孔隙的特殊混凝土，它同时具有一定的强度和透气透水性。通过铺装透水性混凝土，能缓解城市雨洪，使汽车行驶更加舒适安全，同时还能避免雨天打滑或眩光、吸声降噪并改善城市热岛效应。基于此，本文主要探究了路用透水混凝土的研究现状与展望。关键词：路用透水混凝土；道路工程；展望作为一种孔隙较大的混凝土，路用透水混凝土还常常被应用在铺装现代城市广场、车库及人行道等中，其生态效应十分显著。

2、透水混凝土可在确保基本强度的前提下，有效降低地表径流，对水循环的重建及城市热岛效应的缓解十分有利。由于透水混凝土是一种生态友好型材料，近些年，国内外学者对透水混凝土展开了更为深入的研究，并已经有了大范围的工程应用，它不仅可以用作路面材料排水，而且还可以作为桩体材料应用于复合地基。1透水混凝土路面目前，随着社会经济的不断发展，中国的城市化进程得到了明显改善，城市化的持续发展导致了地面的不透水面的分布比例快速增大。城市不透水区的增多引发了城市生态环境的一系列变化。而近年来，出现的一个最严重的问题便是城市路面降雨量和流量的增大，洪水流量系数严重偏大。由于降雨引起的地表洪水不可能及时渗透到地下，而导致

3、市区发生水灾。例如，2012年北京发生的7.21级暴雨而导致的灾害致使重大人员伤亡及经济损失。在2013年7月至8月，我国很多地方都遭受了各种强度的暴雨袭击，城市出现大面积的水灾，给人们的正常生活造成了严重影响。大雨大港、小雨小洪水，这种排水不畅的现象已经变为一种城市弊病，这也提醒着城市建设者。所以，如何防止降雨的发生或尽可能减少地表洪流的发生已变为现代城市（特别是大都市）建设中需要高度关注的一个问题。试图将所有雨水汇集入下水道管道再排入河道，不仅成本高昂，而且与可持续发展的观念不一致。而让雨水渗入土壤、变为地下水资源或将其储存和利用已成为国际提倡的主流方法。作为环境友好型的新型高渗透性材料之

4、一，透水混凝土已经广泛应用在城市道路中。作为一种铺装道路路面的材料，透水混凝土具有很好的通气性和透水性。透水混凝土以其良好的渗透性可以用于排除多降雨区域的积水。而这方面的研究始于上世纪七十年代。路面透水混凝土以其高孔隙结构可以将雨水渗入地下，减少地表洪流。而且贯通性孔隙还能吸音降噪。路面透水混凝土的生态功能也很好，能净化渗入的雨水水质，调节地表温湿度，切实缓解城市热岛效应。基于可持续发展理念，目前中国研究应用路面透水混凝土的工程迅速发展起来，这些在有效解决现代城市排水不畅问题中发挥着重大的作用。透水混凝土路面和一般路面的最大区别在于透水性，而孔隙率是影响路面透水性的关键因素。相关研究显示，为了

5、确保路面有效透水，透水混凝土的孔隙度需要在8以上。但是，在透水混凝土路面完工后，矿物或有机细颗粒将随着其中的水流继续进入孔隙，并堵塞孔隙而使路面的透水性退化，这使得路面的渗透性功能难以发挥，进而路面并将转变为非渗透性路面，导致资金浪费。因为国际上才刚开始研究透水混凝土的透水性，避免透水混凝土路面堵塞的相关研究还较少，一般侧重于对该现象的实验分析，或仅研究了二维上的内容。近年来，中国尚无关于透水混凝土路面堵塞的相关研究。所以，本文拟利用实验来探讨透水混凝土的具体渗透性变化和堵塞细观力学上的机理，为透水路面选择设计、施工方案及其参数还有确定维护和修复措施提供准确的依据，以促进透水混凝土路面相关病害

6、学领域的研发。这些将会为大规模推广透水路面提供了大力保障，进而为城市化建设所带来的不透水区域的继续扩大和以此而导致的城市严重洪水问题提供了一个行之有效的解决方案。2透水混凝土桩现阶段，一般可将用作加固地基的桩体划分为刚、柔性桩（或半刚性桩）与散体桩。碎石桩及砂桩等散体桩具有较好的渗透性，可以加速地基排水固结并减小地基液化势。然而，散体桩桩体的强度及刚度均较低，进行加固后，复合地基具有较大的工后沉降，承载力的提高不明显；而CFG桩及素混凝土桩等刚性桩的刚度和强度均较高，能大幅提高复合地基承载力，而刚性桩的透水性不好，复合地基具有减小的固结速度，抗震性也不好。而用透水混凝土制造的桩体结合了刚性与散

7、体桩的优点，将其用于加固地基，既大幅能提高地基承载力，又可以明显减压降沉，还可以将地基抗震性能提高，避免地基土发生液化。然而，透水混凝土也有缺点。由于其良好的透水性和大孔隙率，因此，当地基经受管涌时，土壤中的细颗粒便容易堵住透水混凝土桩中的孔隙，而使其失去透水性。当土壤的渗透降低度比其临界渗透比降高时，基于渗流水的作用，在土壤框架的空隙中填充的细颗粒将会移动，并随着水流迁移到下游，渗水带走细颗粒，并在地基土中出现渗流通道，这种现象叫做管涌。这类现象一般发生在非粘性土层中。为此，本文通过试验研究了管涌过程中的堵塞透水混凝土桩的演化过程，分析了发生管涌时透水混凝土桩的具体堵塞状态，并在分析透水混凝

8、土具有的孔隙率、管涌细颗粒的掺量与粒径、桩附近土体密实度和桩间距对管涌而造成的堵塞透水混凝土桩中孔隙的具体影响，深入研究了堵塞透水混凝土的机理。3展望在中国路面透水性混凝土属于新生事物之一，对其研究应用的空间还很大。例如，综合考虑孔隙率、强度及透水系数方面的透水性混凝土设计配合比的方法、浇注技术及设计路基结构等，这些都是推广路面透水性混凝土的关键。国内还没有见到对和路面透水性混凝土匹配的雨水收集系统深入的研究。而且还需要通过大量的现场试验来研究路面透水性混凝土材料的具体生态环境效益。同时它在声、光、热上也存在生态环保效应。而透水混凝土在城市噪音隔断、生态护坡、人造珊瑚及污水净化等上也有十分广阔

9、的应用前景。透水混凝土以其生态环保的优点获得了人们的共识，这种生态、环保型材料具有很好的发展前途。随着研究的深入以及相关技术的成熟，这种材料的前景和市场将会更加广阔。4结语总之，路用透水混凝土属于新型生态环保型混凝土，可以和环境共生，也具有连续孔隙，且强度也有一些，因而，路用透水混凝土适于户外露天使用。路用透水混凝土不仅可以用于铺装传统硬化路面，而且还可以试着用作公路声屏障和室内声学设计的吸声材料。目前，随着中国城市化进程的不断深入，中国每年包括铺装透水混凝土的各种公路、城市道路以及广场等地面的数量也在飞速增大。而作为一种环境友好型的优质生态混凝土，路用透水混凝土可以减少路面环境负荷，因而，全国在混凝土铺装方面的研究与开发应用也会引起相关方面越来越高的重视。Reference：1马学英，杨欣，吕兴国.透水混凝土的研究和应用J.北京新奥混凝土有限公司，2009.2陈正清.高强绿色环保透水混凝土的试验研究J.北