淺析應用于“海綿城市”的新型路面材料
——透水混凝土

(安徽理工大學 安徽 淮南 232001)

創建“海綿城市”需要將城市不透水性的建筑設施改造成為澇時吸水、旱時吐水的“海綿體”。我國大多數地區的路面都是由瀝青混凝土鋪設而成的，這使得城鎮路面等公共場所硬化問題加重，其缺陷主要表現為：透水性和透氣性差，雨水不能夠滲入到地下，最終導致地表植被因地下水的缺失而造成植被無法生長，影響綠化。

一、透水混凝土的研究現狀

從20世紀80年代，德國開始提倡透水混凝土路面，并希望到2010年可以實現全國80%的路面具有透水、透氣性。在日本，直到目前，在人行道、大型廣場、體育設施場地、公園和停車場等公共場所，透水混凝土已得到廣泛的應用，并帶有有效的滲水和排水措施[1]。

而在我國，關于透水混凝土的理論研究還處于起步階段，雖取得了一定成果，如2008年北京奧運會的很多奧運場館中累計鋪設了近10萬m2的透水混凝土路面，2010年上海世博會中鋪設的綠色透水混凝土地磚以及近幾年國內城市園林景觀公司等[2]。

(一)透水混凝土的性能研究現狀。目前，研究者們研究內容大多集中在提高透水混凝土的抗壓強度、耐久性、耐磨性以及滲透性等方面。其中，López-Carrasquillo V等人[3]進行了三個摻量不同的粉煤灰(FA)和納米材料制備而成的透水混凝土混合物(PCNI、PCGP、PCNS)和一個對照透水混凝土(PCCT)的比較。

(二)透水混凝土的生態環保研究現狀。在可持續發展道路理念的指導下，透水混凝土具有的生態優點。其中，Bao X等人[4]開發和研究了低堿度的植被透水混凝土。結合網格梁結構體系，能有效提高植被透水混凝土與基土的穩定性和強度。

(三)透水混凝土的應用現狀。透水混凝土的主要功能有降溫、降噪、改變光環境及出行環境、保護水資源、水質凈化及美化環境等。同時，透水混凝土有利于植物生長，也可用于構筑堤壩、護岸及高速公路的路肩和隔板等起到護坡作用。正因其眾多優點而越來越多地應用于路面工業，尤其是在海綿城市的自行車道、人行通道、停車場、小容量道路等應用中越來越多，使用透水混凝土作為路面材料也變得越來越重要[5]。

二、透水混凝土的試驗方法

(一)配合比設計原則。混凝土的配合比設計的方法有質量法、體積法和比表面積法這三種方法。透水混凝土的最大特征在于孔隙率，鑒于此透水混凝土這一特點，并結合路面建設工程的實際情況，可以利用體積法進行配合比設計。體積法就是依據設定的孔隙率，將粗骨料本身的孔隙率作為前提，經過多次計算可以很好地控制填充漿體體積，有利于控制充分拌合后的孔隙率。其主要思想如下：1m3混凝土的表觀體積由骨料體積、漿體體積、孔隙率組成[6]。

(二)試驗方法。透水混凝土的成型方法有四種，分別是振動成型法、插搗成型法、靜壓成型法和擊實成型法[7]。在進行成型時，優先選用擊實成型法。擊實成型的優點在于它的擊實頻率低，集料不會發生連續振動，這樣就很好地避免了拌合物的離析。擊實成型法在每次錘擊累積后，混合料能更好地接觸結合，使得透水混凝土的強度提高。

(三)性能測試。透水混凝土的關鍵性能在于抗壓強度和透水性能這兩個方面：

1.抗壓強度測定。依據GJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技術規程》進行測定，試件規格100mm×100mm×100mm。試件成型后在標準養護箱中養護至7天、28天后，進行實驗，取三塊試塊的平均值作為抗壓強度。

(四)施工工藝。制備透水混凝土拌合料時，為保證其良好的工作性，應先將石子、乳化反應劑和50%的水混合攪拌1min；然后加入混合好的水泥、增強劑、色粉，攪拌1min，最后加入剩余的50%的水，直至攪拌均勻，進而后期運輸、攤鋪至養護。

三、結論與展望

透水混凝土主要研究應用于城市路面，是對現階段廣泛應用于公園、人行道以及露天廣場的透水混凝土，使之在能保證孔隙率的前提下，最大可能的提高材料的透水效果。可以結合混凝土的界面過渡區的特點，分析研究各種外摻材料對水泥石-集料的界面效應，來改善透水混凝土的抗壓強度，可對其摻量改性機理進行了探究。不僅僅通過改變骨料的粒徑、類別，而且可根據水泥石-集料兩者界面發生的效應，選擇可控的參數去提高混凝土的性能。在不破壞材料性能的情況下，探究出新型增強劑的配合比。在今后，該研究將會有利于分析透水混凝土材料的強度性能機理，對路面透水材料的研究起到借鑒作用。

通訊作者：徐子芳