透水铺装路面混凝土堵塞效应影响因素试验研究

张维洲

（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）减轻排水系统负担.缓解“热岛效应”城市“高温化”也称为“热岛效应”，铺设透水混凝土路面，可利用其多孔构造使得垫层土壤中的毛细水在降雨后通过自然蒸发等蒸腾作用达到降温效果，有效缓解“热岛效应”。2）吸声降噪作用.交通噪声污染日益严重，使用达到路用强度和耐久性要求的透水混凝土，可起到吸声降噪的作用，减少噪声污染。3）改善生态环境.透水混凝土在路面、护坡中得到了大量的应用。

2 透水混凝土的性能研究

透水混凝土，又被称作“生态混凝土”。透水混凝土是一种由水泥、粗骨料、增强剂以及水相互搅拌后经过特殊加工而形成的轻质多孔混凝土。透水混凝土虽然在组成材料方面与传统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艺的影响，透水混凝土更加的透气和透水，因此，有利于有效促使降水渗入地面，补给地下水，从而弥补传统混凝土带来的消极影响。

2.1 强度特性

透水混凝土具有强独特性，而这种特性与透水混凝土的原材料以及其透水性是紧密联系的。如果加大黏结剂以及增强剂的用量，那么透水混凝土的抗弯、抗压以及抗裂的强度就会随着增强。如果扩大集料的尺寸，那么透水混凝土的抗弯、抗压以及抗裂的强度就会随之减弱。而当透水混凝土的孔隙率在不断地增大时，其强度也会随之降低。而没有细骨料制作的混凝土，其强度是一点四至十三点七。因此，根据许多的研究可以看出透水性混凝土强度的提高，一定会导致透水混凝土孔隙率的减小，从而降低透水混凝土的渗透系数。

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、增强剂以及水等原材料按照特定的配置比例搅拌后，在经过特殊加工后而形成的一种骨架孔隙结构。在透水混凝土的内部，其孔隙率一般是百分之十五至百分之三十，而大部分孔隙的孔径大于一毫米，使其透水系数达到了零点五至二十毫米每秒。在发生降水初期，雨水会逐渐渗进透水混凝土内部的孔隙里。降水量与透水混凝土的孔隙率相比，当降水量较小时，雨水是聚积于透水面层以及基层里的；当降水量较大时，可透水的道路路面就能够产生地表径流。所以，透水混凝土的透水面层以及基层的孔隙率将决定了透水混凝土道路路面的渗透水以及蓄积水的能力。

2.3 抗疲劳性能

目前，透水混凝土广泛应用于道路建设工程中，常常用来制作路面或者铺设路基。道路质量的好坏是要经得起行人以及车辆的荷载、摩擦和反复碾压，因此，对透水混凝土的相关性能提出了更高的要求，而透水混凝土的抗疲劳性就是其重点研究内容。通过研究和实践发现，应用透水混凝土的道路路面能够持久的承受车辆的碾压以及荷载，具有良好的抗疲劳性能。

3 不同外掺材料对透水混凝土性能的影响

3.1 传统化学外加剂

外加剂作为继水、水泥、砂、石之后不可或缺的混凝土的第五组分，其重要性不言而喻。因此，研究外加剂对透水混凝土制备、性能、应用等方面的影响意义深远。减水剂是最常用的一种化学外加剂，可以直接减少混凝土用水量，从而提高混凝土强度，一般减水剂与其他化学外加剂（如增稠剂、引气剂等）复掺可以达到协同效应.

3.2 复掺粉煤灰和化学外加剂

粉煤灰作为火山灰质材料之一，与水泥水化产物发生二次水化反应，生成难溶于水的水化硅酸钙凝胶，这样不仅降低了溶出的可能，还能提升混凝土内部的致密性，进而提高混凝土的力学性能和耐侵蚀性能。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强度，但是，粉煤灰对混凝土的早期强度不利。

3.3 增强增韧材料

将废弃轮胎经加工后掺入透水混凝土中可以改善透水混凝土的性能。目前，已有较多关于橡胶改性透水混凝土的研究。GESOGLU研究发现，橡胶粉可以提高混凝土的耐磨性能和抗冻性，原因在于橡胶粉本身具有良好的韧性，能够对冻融过程中产生的应力起到缓冲作用，降低由冻融作用引起的负面效应；同时，橡胶粉在水泥中可以发挥一定程度的引气作用。

4 透水混凝土应用中的堵塞问题

无论普通透水混凝土或是改性透水混凝土都对雨水或污水中的重金属及有机物等有一定或很好的过滤作用。透水混凝土过滤雨水径流时，是靠自身多孔结构对雨水径流中的不同粒径的固体颗粒物的吸附，使得这些固体颗粒物留存在混凝土的表层孔隙中，且随着时间的推移，部分颗粒还会分解成更小的颗粒进一步加剧孔隙堵塞。

通过将土壤颗粒、砂粒、树叶杂草等均匀的铺在透水混凝土试块表面模拟降雨后路面所发生的堵塞过程。也发现随着堵塞率的增大，透水混凝土对径流中常见污染物的净化作用发生减弱。而堵塞这一问题也直接影响着透水混凝土的使用寿命。通过研粉尘粒径对透水混凝土的堵塞，发现粒径为0.6-1018mm和全级配的粉尘比较容易堵塞透水混凝土。粒径大于1.18mm的大粒径颗粒最先在孔隙中发生堵塞，起到“架桥”作用，然后中等粒径的颗粒在其周围迅速沉淀，随后小颗粒开始填充它们之间的孔隙。

5 结语

1）透水混凝土受细砂颗粒堵塞时，渗透系数下降幅度最大。地表径流虽然对最终堵塞程度无明显影响，但因过程中携带颗粒水平运动，减缓了颗粒进入透水混凝土内部孔隙的速度；2）在试件孔隙率相同的情况下，相比于单一堵塞材料，黏土砂堵塞材料对透水混凝土渗透性能影响最大；3）使用高压水枪能较好地缓解黏土砂混合堵塞材料和黏土堵塞材料带来的堵塞问题，但对粗砂堵塞问题恢复能力较弱。