透水性混凝土路面的发展及应用

□文/宁 宇

透水性混凝土路面的发展及应用

□文/宁 宇

文章通过对比国内外透水性混凝土路面的研究进展，分析透水性混凝土在实际应用中的意义。

透水；混凝土；环保

随着我国城市建设步伐的加快，混凝土铺筑的路面逐步将城市覆盖，而混凝土路面最大的缺点就是没有良好的透水性和透气性，容易造成城市的“热岛效应”，同时雨后这种不透水的路面极易造成积水，增加城市的排水负担。由此可见，需要一种能减轻环境负担、与自然环境协调共生，能为人类构造舒适生活环境的功能型材料——透水性混凝土。

1 透水性混凝土的定义

透水性混凝土是指空隙率为15%～25%的混凝土，也称作无砂混凝土。它具有一定的强度，又具有透水性。与不透水路面相比，透水性混凝土路面具有诸多生态方面的优点。随着人类对改善生态环境、保护家园越来越重视，透水水泥混凝土也正在获得越来越多的应用。目前被广泛用于铺设路面的透水性混凝土主要有两种类型[1]。

1.1 水泥透水性混凝土

该种混凝土一般以较高强度的硅酸盐类水泥为胶凝材料，采用单一粒级的粗骨料配制的无砂、多孔混凝土。该种透水性混凝土成本低，制作简单，可用于道路铺筑及预制成品应用。

1.2 高分子透水性混凝土

与水泥透水性混凝土相比，其强度较高，采用单一粒级的粗集料，以沥青或高分子树脂为胶结材料配制，因此成本相对也高。同时由于有机胶凝材料耐候性差，在温度升高时，容易软化流淌，透水性也会受到一定程度的影响。

2 国内外透水性混凝土的研究及应用

在日本，透水性混凝土已用在停车场、公园、人行道及高速公路的中央分隔带和路肩等处。比如五福公园和上野不忍池公园中铺有透水性道路，路面厚度70～200mm，水灰比约为0.35，使用的是5～13mm级配的碎石。为了美化环境，改善混凝土的色调，人行道所采用的透水性混凝土面层一般铺有10mm厚的彩色混凝土，为了保证面层混凝土的强度和耐久性，在胶结材料中还掺用了分子树脂。由于粉尘和泥沙的堵塞会造成路面透水功能下降等问题，采用压力为4～7MPa的小型高压清洗机清洗路面或采用高压清洗和真空吸附复合的方法，可使透水功能恢复到初期的80%[2]。

在欧美，透水性混凝土技术早已达到实际应用阶段。利用透水性混凝土特有的透水性和吸音、降噪功能，用来构筑堤坝、铺设街道及广场等。在美国以透水性混凝土为路面材料的停车区路段被应用于数十个州。以佛罗里达州为例，教堂停车场的路面混凝土就应用了一种获专利的粘结添加剂——水性环氧聚乙烯丙烯酸乳液。该混凝土28d抗压和抗弯强度分别达到27.6MPa和4.49MPa，与普通混凝土相差无几。因此这种类型的无砂混凝土停车场在佛罗里达的沿海地区被广泛应用。

20世纪90年代，当欧美、日本等发达国家对透水性混凝土的研究比较深入已达到了应用的程度时，国内对透水性混凝土才开始进行研究。现有的研究一般采用与普通混凝土相同的原材料，成型方法多采用压制成型，所配制的透水性混凝土其抗压强度一般只能达到20MPa左右。直到2000年清华大学土木工程系的杨静和蒋国梁采用掺入硅灰的方法，使透水性混凝土的抗压强度提高到了35.5MPa，透水系数为2.9mm/s，使我国对透水性混凝土的研究取得了突破性地进展。

目前，国内有关透水性混凝土的应用也逐渐多了起来，北京为迎接2008年奥运会，提高城市道路完好率，对36条道路进行了改造，将透水性混凝土应用于步行道上。可见，透水性混凝土的应用已日益广泛，它对生态环境、经济建设和社会文明建设都会产生深远的影响。

3 透水性混凝土路面在实际应用中的意义

1）改善地面植物的生长条件，调整生态平衡。北京市园林科学研究院的研究表明：使用透水性路面及制品有助于改善地面植物的生长条件，调整生态平衡，具体表现在以下3个方面。

（1）透水性路面改善城市树木生长的土壤环境。使用透水性混凝土提高了土壤的透气透水性，使土壤有效养分含量明显增加，提高了土壤养分的利用率；改善了水分供应状况，提高了土壤含水率，节约灌溉用水；此外还能降低土壤温度、盐份含量和pH值。

（2）改善城市生态环境，提高绿化效益。使用透水性混凝土提高了近地面的湿度，降低了气温和地面湿度并减少蒸发量，对于改善城市燥热现象及减轻其对园林绿化树木的危害都起了良好的作用。

（3）加强了城市树木的生理生化作用。具体表现为树木叶片含水率及干物重增加，叶片叶绿素含量增加，树木根系分布范围扩大，根系生长量增加，树木胸径增粗、生长加快，达到了增加绿化量，提高绿化效益的目的。

2）减轻排水系统负担，防止城市河流河水泛滥，减轻公共水域的污染。透水性路面作为一种新型路面工艺，能够通过渗透和补充地下水来保护预开发径流。透水性路面通过降低和减少溢流等方法减少径流量和高峰流速，将由于径流负荷过大造成的河堤冲刷减小到最低限度，减轻冲刷和地面径流造成的污染。

3）保护地下水资源。地下水是城市供水水源的重要补充，深层地下水因其质优并含有对人体有益的微量元素而受到欢迎和被普遍利用。由于国内外一些城市过量开采地下水，导致地下水资源日益匾乏，而透水性混凝土因其具有渗透和过滤的功能，对地下水的净化和补充发挥积极的作用。

4）改善道路行车条件，减轻路面的滑动力。降落于透水性路面上的雨水很快通过孔隙渗透完，因此可以分散车轮下方的压力和流量，这样车轮下方不可能在表面水膜中产生静水压力并且排除了车轮滑行的可能性。在此情况下，车轮与路面之间的摩擦系数与干燥情况下的摩擦系数几乎相等[3]。

4 结语

透水性混凝土是近代开发应用的一种新型功能型混凝土，在生态方面具有诸多的优点，能广泛的应用于城市的广场、街道。随着我国经济建设的不断加快，坚持走可持续发展的道路已是我国的重点国策，这种环保生态型的透水性混凝土铺面材料己受到国内外土木工程界的瞩目，因而具有广阔的引用前景，应当在实际工程中予以更广泛地推广及应用。

[1]冯乃谦.新实用混凝土大全［M］.2版.北京：科学出版社，2005.

[2]霍 亮.透水性混凝土路面材料的制备及性能研究[D].南京：东南大学，2004.

[3]Collins，Frank，Sanjayan，JayG..Stength and shrinkage properties of alkali-activatedslag concretecontain in gporou saggregate[J].Cement and Concrete Research，1999，29(4)：607-610.

TU528

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1008-3197（2011）02-52-02

2011-02-25

宁 宇/女，1980年出生，助理工程师，天津开发区建设工程试验中心，从事建筑材料检测工作。