海綿城市理念下的透水混凝土道路研究

周寶林

摘? ? 要：海綿城市理念是在我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平不斷提升，城市化建設(shè)日步伐加快的時(shí)代背景中而產(chǎn)生一種創(chuàng)新型理念，其主要是指城市建設(shè)能夠有海綿一樣的特性，不僅能夠與激烈變化的環(huán)境相適應(yīng)，同時(shí)也能夠環(huán)境變化過程中表現(xiàn)出一定的彈性。本文主要針對(duì)海綿城市理念下透水混凝土道路的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并對(duì)透水混凝土道路今后的挑戰(zhàn)以及發(fā)展思路進(jìn)行闡述，以期為同行業(yè)工作人員提供有利的參考資料。

關(guān)鍵詞：海綿城市理念;透水混凝土道路;研究

1? 引言

水是人類的生命之源，無論什么時(shí)候，水資源一直都是人們關(guān)注的熱點(diǎn)，也正因?yàn)樗谌祟惏l(fā)展中的重要性，水資源的可持續(xù)發(fā)展與循環(huán)再利用就成為相關(guān)工作人員研究的重點(diǎn)課題。在城市建設(shè)中，多路面大多采用不透水的水泥混凝土或?yàn)r青混合料，在雨水季節(jié)不僅會(huì)導(dǎo)致部分區(qū)域出現(xiàn)內(nèi)澇，同時(shí)在雨水較少，無法滲透土壤的情況下，還會(huì)產(chǎn)生“熱島現(xiàn)象”。因此，對(duì)海綿城市理念下的透水混凝土道路進(jìn)行分析具有積極的意義。

2? 透水道路的分類

透水道路是一種與海綿城市理念相符合的結(jié)構(gòu)形式，并具有明顯的優(yōu)勢(shì)，首先，透水道路能夠使城市透水、透氣面積擴(kuò)大，在降低地表溫度的同時(shí)，促使城市“熱島效應(yīng)”得到有效的改善[1]。其次，應(yīng)用透水道路能夠?qū)λ飾⒌貑适В|(zhì)污染等問題進(jìn)行有效的解決。在透水道路實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)不同的透水材料以及構(gòu)成形式，可將其分成透水混凝土道路以及透水磚道路。

透水混凝土道路在實(shí)際應(yīng)用過程中主要表現(xiàn)出防滑、滲水、抗壓、耐磨以及吸收噪音的優(yōu)勢(shì)，在城市輕載道路、人行道以及停車場(chǎng)中被廣泛應(yīng)用。

另外一種透水道路應(yīng)用的材料為透水磚，其也能夠根據(jù)不同的工藝將其分成養(yǎng)護(hù)型透水磚與燒結(jié)型透水磚兩種。養(yǎng)護(hù)型透水磚主要是將原材料破碎、篩分后，對(duì)粒徑的范圍進(jìn)行確定，將其與粘結(jié)劑、水等其他輔助原料相混合，然后放入模具，使其成型，最后脫模，放置養(yǎng)護(hù)，從而形成路面鋪裝材料，不僅能夠滿足道路建設(shè)的相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也能夠發(fā)揮良好的透水性[2]。燒結(jié)型透水磚主要是將制備的透水磚原材料按照相關(guān)的規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行破碎、篩分、配料、混料、成型、脫模以及高溫?zé)频炔僮鳎罱K形成具有良好透氣性的能夠與相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)相符合的路面鋪裝材料。

3? 透水混凝土透水性與抗壓強(qiáng)度的影響因素

3.1? 骨料

骨料是影響透水性混凝土抗壓強(qiáng)度與透水性的關(guān)鍵因素。由于透水混凝土中的膠結(jié)層相對(duì)來說比較薄，所以骨料粒徑大小能夠?qū)橇现g的接觸點(diǎn)造成直接的影響。在透水混凝土實(shí)際應(yīng)用中，如果能夠在合理的范圍內(nèi)將骨料的粒徑適當(dāng)放低，就能夠促進(jìn)透水混凝土的抗壓強(qiáng)度在一定程度上得到提升。另外，在透水性混凝土的應(yīng)用中，其透水性能的好壞與抗壓性能的高低也會(huì)受到骨料類型的影響。因?yàn)椴煌墓橇希瑫?huì)在顆粒性狀、材質(zhì)等各項(xiàng)參數(shù)以及物理特征中存在差異，因而導(dǎo)致透水性混凝土最終呈現(xiàn)出不同的效果。

3.2? 膠結(jié)材料

在透水混凝土應(yīng)用中，膠結(jié)材料不僅能夠?qū)⒐橇先娴陌瑫r(shí)也能夠保證骨料的整體性。為了保證透水混凝土強(qiáng)度的有效提升，在膠結(jié)漿體中出了對(duì)普通的硅酸鹽水泥進(jìn)行使用外，也可以將一部分水泥替換為粒徑細(xì)微的礦物摻合料，從而更好的滿足透水要求[3]。另外，有關(guān)于透水性混凝土的相關(guān)研究人員也表示，在透水性混凝土中摻入硅灰和高效減水劑能夠有效提高膠結(jié)漿體的密實(shí)度，提高對(duì)骨料的包裹效果，從而提高其抗壓強(qiáng)度。

3.3? 水灰比

水灰比能夠?qū)ν杆炷列阅茉斐芍苯拥挠绊懀挥性趹?yīng)用的過程中充分保證水灰比的合理性，才能夠?qū)⑼杆曰炷恋膬?yōu)良性能充分發(fā)揮出來，如果水灰比過高，就會(huì)導(dǎo)致透水孔隙被堵死，影響透水性與強(qiáng)度;如果水灰比過低又會(huì)導(dǎo)致膠結(jié)漿過于干稠，無法對(duì)骨料表面進(jìn)行包裹，因此，需充分重視水灰比的合理性。

4? 海綿城市理念下透水性混凝土性能分析

4.1? 透水性能

透水性是透水性混凝土道路中最主要的性能，只有在應(yīng)用過程中充分保證該性能的水平，才能夠在降雨期間將表面的雨水吸收到路面結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，并通過空隙將雨水排走，從而減輕路面的壓力，避免雨水對(duì)路面的損害，從而最大程度的延長(zhǎng)路面的使用壽命。同時(shí)，保證路面的透水性能還能夠使路面與行車直接充分接觸，從而促使行車安全性提高[4]。

4.2? 抗壓性能

目前，在透水性混凝土抗壓強(qiáng)度的計(jì)算中仍采用：

fcc =FA

這種普通方式進(jìn)行測(cè)量。

其中：

A ——表示試件承壓面積（mm 2）;

F—— 是試件破壞荷載（N）;

fcc——為混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度（MPa）。

但是混凝土的試件外形尺寸為普通混凝土的承壓面積，而透水性混凝土部分空隙沒有承受壓力，所以無法對(duì)其抗壓性能進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。因此，相關(guān)學(xué)者提出了“實(shí)材抗壓強(qiáng)度”這一新指標(biāo)，對(duì)透水性混凝土的實(shí)體部分進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算透水性混凝土抗壓性能時(shí)，其承壓面積為除去空隙部分所占面積，然后與平面密實(shí)度進(jìn)行乘積。由透水混凝土抗壓強(qiáng)度測(cè)定的應(yīng)力一應(yīng)變曲線重要表現(xiàn)出兩個(gè)特點(diǎn)，一是孔隙率較大的試件部分出現(xiàn)的不圓滑波折較多，二是大多曲線沒有達(dá)到波峰，而是出現(xiàn)中斷現(xiàn)象。表明透水性混凝土靜壓加載中統(tǒng)一出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致試件出現(xiàn)變形，孔隙率越大越明顯。

5? 海綿城市理念下透水性混凝土道路研究遇到的挑戰(zhàn)

5.1? 力學(xué)性能

在透水性混凝土道路中，由于其骨架空隙結(jié)構(gòu)具有一定的特殊性，骨料無法被膠結(jié)漿體全面包裹，并能夠在骨料接觸店逐漸減少的同時(shí)，對(duì)混凝土內(nèi)部整體膠結(jié)力以及機(jī)械咬合力造成影響。因此，就需要在應(yīng)用透水性混凝土進(jìn)行城市道路建設(shè)的過程中保證骨料粒徑以及水灰比的合理性，通過對(duì)適當(dāng)?shù)耐饧觿┻M(jìn)行添加，以更好的改善混凝土的性能。同時(shí)，骨料壓碎值會(huì)在小粒徑骨料比例逐漸增加的過程中也相應(yīng)增大，但是透水性混凝土的抗壓強(qiáng)度與抗折能力卻有所提升。但是如果小粒徑骨料過多，就會(huì)對(duì)透水性混凝土的排水性能造成影響。基于上述情況，在透水性混凝土應(yīng)用過程中，對(duì)骨料粒徑與級(jí)配、孔隙率、透水系數(shù)以及水灰比等各項(xiàng)因素進(jìn)行全面考慮，并通過硅灰、減水劑等相應(yīng)的外加劑改善透水混凝土道路的性能就成為其力學(xué)性能研究中的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

5.2? 透水性能

透水性能是透水混凝土路面的一個(gè)重要特性，也是滿足海綿城市的重要基礎(chǔ)，能夠保證在降水期間路面的雨水能夠滲透到道路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，并順著孔隙溜走。但是由于路面上會(huì)有泥沙和粉塵，極容易在透水性路面應(yīng)用的過程中導(dǎo)致透水性能降低，在面對(duì)這一問題時(shí)，大多采用小型高壓清洗劑或者高壓清洗與真空吸附結(jié)合的方式對(duì)路面進(jìn)行清洗，最大成都的恢復(fù)透水性能。因此，對(duì)粉塵以及泥沙的阻塞問題進(jìn)行與偶有效解決就能夠透水性混凝土道路研究中的重點(diǎn)問題。

5.3? 其他方面

為更好的落實(shí)海綿城市的發(fā)展理念，還需要在透水性混凝土應(yīng)用的過程中對(duì)凈化水體、透氣以及吸聲降噪等多項(xiàng)生態(tài)環(huán)保指標(biāo)進(jìn)行研究，以更好的滿足國(guó)家制定的相關(guān)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，將其更好的應(yīng)用于城市建設(shè)中。

6? 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，我國(guó)對(duì)透水性混凝土使用性能的研究起步較晚，無論是理論分析還是實(shí)踐探索都有待完善，因此，需要相關(guān)工作人員充分認(rèn)識(shí)海綿城市理念下透水性混凝土道路的重要作用，通過對(duì)其多項(xiàng)性能進(jìn)行深入性分析，以推動(dòng)其在城市建設(shè)中的有效應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱永祥，梁冠軍.淺談海綿城市理念下的透水混凝土道路研究[J]. 價(jià)值工程，2018（12）：229～231.

[2] 李鶯，周寧.淺談海綿城市理念下的水泥路面應(yīng)用研究[J].四川水泥，2016（7）：53.

[3] 李一凡，劉福勝，李昀騰.基于海綿城市理念下的生態(tài)廣場(chǎng)建設(shè)研究[J].節(jié)水灌溉，2017（9）：78～80.

[4] 王孝華，王文奇.基于海綿城市理念的城市道路選線定線方案研究[J].四川水泥，2016（5）：13.