透水鋪裝路面混凝土堵塞效應影響因素試驗研究

張維洲

（太原市辰宇市政工程有限公司，山西 太原 030000）

1 透水混凝土的作用

1）減輕排水系統(tǒng)負擔.緩解“熱島效應”城市“高溫化”也稱為“熱島效應”，鋪設透水混凝土路面，可利用其多孔構造使得墊層土壤中的毛細水在降雨后通過自然蒸發(fā)等蒸騰作用達到降溫效果，有效緩解“熱島效應”。2）吸聲降噪作用.交通噪聲污染日益嚴重，使用達到路用強度和耐久性要求的透水混凝土，可起到吸聲降噪的作用，減少噪聲污染。3）改善生態(tài)環(huán)境.透水混凝土在路面、護坡中得到了大量的應用。

2 透水混凝土的性能研究

透水混凝土，又被稱作“生態(tài)混凝土”。透水混凝土是一種由水泥、粗骨料、增強劑以及水相互攪拌后經(jīng)過特殊加工而形成的輕質多孔混凝土。透水混凝土雖然在組成材料方面與傳統(tǒng)的混凝土保持基本一致，但是由于受到材料配置比例以及特殊工藝的影響，透水混凝土更加的透氣和透水，因此，有利于有效促使降水滲入地面，補給地下水，從而彌補傳統(tǒng)混凝土帶來的消極影響。

2.1 強度特性

透水混凝土具有強獨特性，而這種特性與透水混凝土的原材料以及其透水性是緊密聯(lián)系的。如果加大黏結劑以及增強劑的用量，那么透水混凝土的抗彎、抗壓以及抗裂的強度就會隨著增強。如果擴大集料的尺寸，那么透水混凝土的抗彎、抗壓以及抗裂的強度就會隨之減弱。而當透水混凝土的孔隙率在不斷地增大時，其強度也會隨之降低。而沒有細骨料制作的混凝土，其強度是一點四至十三點七。因此，根據(jù)許多的研究可以看出透水性混凝土強度的提高，一定會導致透水混凝土孔隙率的減小，從而降低透水混凝土的滲透系數(shù)。

2.2 排水性能

透水混凝土具有良好的排水性能。透水混凝土是由水泥、粗骨料、增強劑以及水等原材料按照特定的配置比例攪拌后，在經(jīng)過特殊加工后而形成的一種骨架孔隙結構。在透水混凝土的內部，其孔隙率一般是百分之十五至百分之三十，而大部分孔隙的孔徑大于一毫米，使其透水系數(shù)達到了零點五至二十毫米每秒。在發(fā)生降水初期，雨水會逐漸滲進透水混凝土內部的孔隙里。降水量與透水混凝土的孔隙率相比，當降水量較小時，雨水是聚積于透水面層以及基層里的；當降水量較大時，可透水的道路路面就能夠產(chǎn)生地表徑流。所以，透水混凝土的透水面層以及基層的孔隙率將決定了透水混凝土道路路面的滲透水以及蓄積水的能力。

2.3 抗疲勞性能

目前，透水混凝土廣泛應用于道路建設工程中，常常用來制作路面或者鋪設路基。道路質量的好壞是要經(jīng)得起行人以及車輛的荷載、摩擦和反復碾壓，因此，對透水混凝土的相關性能提出了更高的要求，而透水混凝土的抗疲勞性就是其重點研究內容。通過研究和實踐發(fā)現(xiàn)，應用透水混凝土的道路路面能夠持久的承受車輛的碾壓以及荷載，具有良好的抗疲勞性能。

3 不同外摻材料對透水混凝土性能的影響

3.1 傳統(tǒng)化學外加劑

外加劑作為繼水、水泥、砂、石之后不可或缺的混凝土的第五組分，其重要性不言而喻。因此，研究外加劑對透水混凝土制備、性能、應用等方面的影響意義深遠。減水劑是最常用的一種化學外加劑，可以直接減少混凝土用水量，從而提高混凝土強度，一般減水劑與其他化學外加劑（如增稠劑、引氣劑等）復摻可以達到協(xié)同效應.

3.2 復摻粉煤灰和化學外加劑

粉煤灰作為火山灰質材料之一，與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生二次水化反應，生成難溶于水的水化硅酸鈣凝膠，這樣不僅降低了溶出的可能，還能提升混凝土內部的致密性，進而提高混凝土的力學性能和耐侵蝕性能。大量研究表明，粉煤灰等量取代水泥可以提高透水混凝土的強度，但是，粉煤灰對混凝土的早期強度不利。

3.3 增強增韌材料

將廢棄輪胎經(jīng)加工后摻入透水混凝土中可以改善透水混凝土的性能。目前，已有較多關于橡膠改性透水混凝土的研究。GESOGLU研究發(fā)現(xiàn)，橡膠粉可以提高混凝土的耐磨性能和抗凍性，原因在于橡膠粉本身具有良好的韌性，能夠對凍融過程中產(chǎn)生的應力起到緩沖作用，降低由凍融作用引起的負面效應；同時，橡膠粉在水泥中可以發(fā)揮一定程度的引氣作用。

4 透水混凝土應用中的堵塞問題

無論普通透水混凝土或是改性透水混凝土都對雨水或污水中的重金屬及有機物等有一定或很好的過濾作用。透水混凝土過濾雨水徑流時，是靠自身多孔結構對雨水徑流中的不同粒徑的固體顆粒物的吸附，使得這些固體顆粒物留存在混凝土的表層孔隙中，且隨著時間的推移，部分顆粒還會分解成更小的顆粒進一步加劇孔隙堵塞。

通過將土壤顆粒、砂粒、樹葉雜草等均勻的鋪在透水混凝土試塊表面模擬降雨后路面所發(fā)生的堵塞過程。也發(fā)現(xiàn)隨著堵塞率的增大，透水混凝土對徑流中常見污染物的凈化作用發(fā)生減弱。而堵塞這一問題也直接影響著透水混凝土的使用壽命。通過研粉塵粒徑對透水混凝土的堵塞，發(fā)現(xiàn)粒徑為0.6-1018mm和全級配的粉塵比較容易堵塞透水混凝土。粒徑大于1.18mm的大粒徑顆粒最先在孔隙中發(fā)生堵塞，起到“架橋”作用，然后中等粒徑的顆粒在其周圍迅速沉淀，隨后小顆粒開始填充它們之間的孔隙。

5 結語

1）透水混凝土受細砂顆粒堵塞時，滲透系數(shù)下降幅度最大。地表徑流雖然對最終堵塞程度無明顯影響，但因過程中攜帶顆粒水平運動，減緩了顆粒進入透水混凝土內部孔隙的速度；2）在試件孔隙率相同的情況下，相比于單一堵塞材料，黏土砂堵塞材料對透水混凝土滲透性能影響最大；3）使用高壓水槍能較好地緩解黏土砂混合堵塞材料和黏土堵塞材料帶來的堵塞問題，但對粗砂堵塞問題恢復能力較弱。