透水混凝土應用研究

李瑞豐 麻建鎖 程 嵐 張 敏

1　前言

現階段，國家經濟的持續發展，城市化的發展得到了快速提高，但城市的建設較大的脫離了生態發展，使得城市不具有透水性，雨水天氣下，城市道路積水較為嚴重，成為了當前城市的一個重要問題。城市較多雨水的降臨，使得城市不排水已經成為了城市病等現象，為此，如何使得城市降低不排水已經成為如今越來越關注的問題。如今使得雨水順利滲入土壤、補充地下水資源并加以存儲是當前推崇的方式。

透水混凝土是一種具有較高透水性、透氣性的綠色環保材料，廣泛運用于城市路面當中。道路采用透水混凝土很好的改善了城市的不透水性，有效的解決了排水問題。在1960年，透水混凝土開始興起，其有著較高的孔隙率，可以利用內部連通孔隙使得雨水順利排到地下，透水混凝土同時還具有吸收噪音等功能，具有較優的生態功能，使得雨水凈化，同時使得地表溫度得到調節，很好的控制城市熱島效應。當前綠色環保理念發展下，透水混凝土的研究迅速發展，這使得城市內的道路積水情況得到有效控制，并起到重要作用。

2　國外應用研究現狀

透水混凝土興起，它既可以減少美化環境，同時還可以緩解城市排水問題，因此引起較多的關注。早在40多年前，發達國家開始了透水混凝土的研究，其中主要包括其各項性能，同時也展開了實踐等研究。通過透水混凝土相關理論研究后，將其成功運用到生活的道路當中，主要實踐于公園道路的透水磚、人行道、停車場以及學校的體育場所等。

美國地區透水混凝土通常采用粗骨料進行制備，美國的佛羅里達，新墨西哥和猶塔州已將粗骨料制備成的透水混凝土作為道路鋪裝層運用到停車場，其大多數工程建在佛羅里達州。粗骨料制備成的透水混凝土得以應用有3個原因：①因為常年的降水，佛羅里達州常常出現暴雨等天氣，為此容易引起洪災，粗骨料制備成的透水混凝土可以緩解該天氣引發的現象；②州法規規定雨水不得外排，需要當地解決雨水排放問題；③傳統混凝土上鋪透水混凝土為表層，可以減少蓄水及排水設施，因此降低成本經濟。

法國、德國等西方發達國家研究透水混凝土較早，相比于美國，其研究還存在一些問題。法國主要研究道路兩旁的路滑帶和排水，同時也運用到了生活當中，為此也給城市帶來了很好的改善。與此同時，法國還將透水混凝土運用到大量的網球場地，極大的提高了運動時的舒適度。德國對透水混凝土的研究主要在道路上，既解決了道路交通問題，同時也改善了出行時的舒適性，也改善了城市的生態環境，德國的終極目標是將整個德國的城市道路都改造成透水混凝土路面。

日本在1987年開始透水混凝土的研究，透水混凝土的應用于停車場、公園、人行道、高速公路等，同時透水混凝土還可應用于高速公路中央分隔帶、路肩等部位，不僅起到高效透水效果，同時還可以吸收路面機動車帶來的噪音，減緩城市的噪聲污染。由于時間的長久，透水混凝土時常發生堵塞現象，為此，日本采用高壓型清水機清洗路面，保證透水性能滿足初始的透水能力的80%。

由此可見，許多國家都對透水混凝土進行了深入的研究和分析，在較多領域已經推廣使用，并達到良好的效果。現階段，社會的發展，環境保護問題得到了人們的重視，并且開展了保護環境等措施。透水混凝土是一種新型環保材料，滿足城市的需要和發展。由于一些因素導致透水混凝土的研究和廣泛應用還沒有做到很完善，因此許多國家科研人員還在進行學習與深入研究。

3　透水混凝土應用及優勢

海綿城市的建設主要是為了達到適應并順應環境變化，具有很好的吸收與釋放能力，其中在雨雪天可以透水、蓄水、凈化水等功能，在干旱天氣下，可以將儲存的水資源釋放出來，調節環境濕度，改善城市的生態環境，降低洪災等災害發生。

國內道路在保證強度和耐久性的情況下，路面形成了密實澆筑，這樣造成路面存在不排水現象，使得城市與生態環境不能協調發展，造成雨水大量流失，地下水嚴重缺少，破壞了自然的生態平衡。而雨水通過地下管網排到江河湖海，使得地下排水系統負擔逐漸增加，因而出現了地面積水現象，使得路面在夜間存在大量反光現象，影響交通通行，存在安全隱患；而雨水和污水的排放，使得江河湖海存在污染等情況；同時不排水路面也伴隨著不透氣，使得不能與空氣進行熱對流，失去調控地表濕度和溫度的能力，產生“熱島現象”

透水混凝土的發展，它自身的優點得到了國內各界的認可，逐漸成為國內熱點話題。而透水混凝土路面是將孔隙性高、透水性良好的材料運用于面層與基底層，使雨水通過人工鋪筑的多孔性鋪面，直接滲入路基土壤，而具有讓水還原于地下的性能。根據透水混凝土路面的材料不同，透水混凝土路面大致可以分為三類：①多孔隙瀝青混凝土；②大孔隙水泥混凝土；③塊磚與鏤空鋪面。

透水混凝土可以為生態環境帶來以下優點：

（1）增強城市的透水性與透氣性，使得地表面與空氣進行熱交換，調節城市氣候，調節城市濕度，有利于調控城市的熱島效應，改善植物生產環境，調整城市與環境的生態平衡；

（2）利用雨雪降水，調節城市間的濕度，補充地下水資源，充分發揮地下含水層的“蓄水池”功能；

（3）減少道路排水壓力，避免城市內澇；

（4）充分利用孔隙對噪音進行吸收，滿足行車與行人的舒適性與安全性，創造一個良好的生活環境。

透水混凝土相比于傳統路面：①有效的解決了路面排水問題；②在一定程度上回收雨水，減緩地下水資源匱乏；③根據透水混凝土的孔隙率很好的降低了城市噪音。為此，根據海綿城市已經生態環保相關理念，透水混凝土是非常符合的建筑材料。

4　結束語

當前海綿城市建設的提出，我國南方地區面臨大量的降雨問題，需要得到充分解決，而當前北方寒冷地區，面臨的是冬天的降雪、化雪問題；河北張家口被定為其中海綿城市建設之一，由于冬奧會的舉辦，相關省市大力推進。透水混凝土的良好透水與透氣性，可以很好的解決城市排水以及地下水位線下降問題，同時還緩解了城市熱島效應，在城市建設以及綠色環保方面具有重要的研究價值。

[1]張賢超.高性能透水混凝土配合比設計及其生命周期環境評價體系研究[D].中南大學，2012.

[2]于永霞.透水混凝土在海綿城市建設中的應用研究[D].安徽理工大學，2016.

[3]王培新，黃洪財，桂苗苗，等.道路透水混凝土材料的影響因素及力學性能研究[J].混凝土與水泥制品，2014（3）：1～4.

[4]王玥，閆濱，李成林，等.透水混凝土制備及性能研究綜述[J].硅酸鹽通報，2017，36（3）：864～869.

[5]韓建國.透水混凝土的性能和應用現狀綜述[J].混凝土世界，2014（10）：46～52.