透水路面日常维护措施及评价

刘洋

摘要 为了研究周期性堵塞及维护条件下透水混凝土路面的渗透性能，文章采用4种不同级配的堵塞材料和4种不同的维护方法，对透水路面进行了渗透性研究。研究结果表明：（1）随着堵塞周期的增加，越来越多的残留泥沙无法从空隙中清除出来，导致空隙减少，最终导致路面渗透性的降低。（2）冲洗压力值的变化不会造成清洗效果的显著差异。（3）透水路面阻塞时，采用压力清洗（20 MPa）+真空抽吸能够有效提升路面的渗透性能，清扫+真空抽吸对路面渗透性的提升不显著，随着堵塞维修周期的增加，维修效率趋于稳定。

关键词 透水混凝土路面；周期性堵塞；定期维护；堵塞材料

中图分类号 U418.6文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）06-0080-04

0 引言

傳统的混凝土路面因其不透水的特性，导致城市“雨季看海”的现象频发。这不仅给城市交通带来不便，也使得城市排水系统面临巨大压力。透水路面的日常维护对其使用寿命及性能的保持至关重要，维护得当，可以大幅延长其使用寿命，降低道路维修和更换的频率，为城市节省大量的维护成本[1]。因此，对透水路面的日常维护措施及评价进行研究，不仅对提高道路的使用寿命有重要意义，更是对城市排水系统的完善和城市建设的可持续发展具有深远影响。

透水路面的研究已经成为国内外的一个热门领域，对材料选择、结构设计到施工工艺都进行了深入的探索。吴秋霖[2]和郑益树[3]等指出关于透水路面的研究集中在透水路面性能优化和结构创新上，而对于如何长期保持其透水性能、防止堵塞等方面的研究相对较少。陈曙[4]等指出定期清扫路面、避免重型车辆长时间碾压、对局部损坏进行及时修复等建议，但对于透水路面的评价标准、评价指标及具体操作方法等，尚未形成一套完整且统一的标准体系。当前研究还存在许多空白点，需要进一步深入挖掘[5]。透水路面的日常维护措施及评价研究尚处于起步阶段，具有较大的发展空间和研究潜力。

针对上述研究中存在的透水路面日常维护措施不足问题，该文分析了透水路面在不同堵塞条件下的渗透能力，评价日常维护方式对透水路面的维护效果，通过4种不同级配的堵塞材料对透水路面进行堵塞分析，评价其渗透性能。通过清扫、压力冲洗以及真空抽吸的维护方式，评价不同维护过程对路面透水性能的影响。

1 研究方法

1.1 实验设计

某高速公路透水路面结构，如图1所示，表面层厚度100 mm，采用5～10 mm单级配碎石，P.O42.5普通硅酸盐水泥，孔隙率为20%，混凝土强度为30 MPa。

为分析不同材料对透水路面的堵塞效果，采用粉土、砂土、细砂、粗砂4种材料进行路面孔隙阻塞效果分析，每种堵塞材料通过筛分试验确定其级配范围，如表1所示。

为了修复堵塞的路面的渗透性，采取了3种维护措施，包括压力清洗、清扫+真空抽吸和压力清洗+真空抽吸。压力冲洗分为2个等级，分别为10 MPa、20 MPa。真空抽吸时刻保持在55 kPa，以达到最佳的抽吸效果，用上述4种材料将其分为4种工况，具体实验分组如表2所示。

1.2 实验方法

高压清洗机最大流量为10 L/min，最大输出功率为8.6  kW。水压可通过压力阀调节，在压力范围内可在0～25 MPa之间调节，喷管与地面距离约10 mm。该研究中使用的真空吸尘器，最大输出功率为5 kW，滤袋为220 L。进风口长650 mm，宽105 mm，进气口与地面距离15 mm。

2 结果与讨论

2.1 堵塞材料级配对透水路面渗透性的影响

经过不同堵塞次数后，透水路面的渗透性能实验结果如图2所示。

从图2中可以看出，第一次堵塞后，这两组的渗透性都远远低于0.6 mm/s，其中砂土-Ⅱ比粉土-Ⅱ更严重。第四次堵塞后，粉土-Ⅱ堵塞的路面渗透性略低于砂土-Ⅱ堵塞的路面渗透性。原因是粉土-Ⅱ（<0.15 mm）的质量比为20%，砂土-Ⅱ为17.8%，随着堵塞次数的增加，路面孔隙内部的细泥沙逐渐堆积。随着堵塞阶段的增加，路面的渗透性急剧下降。在第二、四段堵塞后，渗透率分别降低到0.6 mm/s以下。

2.2 维护措施对路面渗透性的影响

通过采用不同维护措施后，路面渗透性的变化如图3所示。

从图3中可以看出，所有维护措施均能在初始阶段使路面的透气性大于0.6 mm/s。然而，随着维护次数的增加，透水路面的渗透性逐渐呈现下降趋势。在第三次清扫并采用真空维护后，透气性未能恢复至0.5 mm/s。在第五次清洁阶段使用10 MPa的压力清洗后，同样未能使透气性恢复至0.5 mm/s。

为深入了解不同维护方法对不同堵塞材料的效果，该文对维修后的归一化渗透性进行了比较（如图4所示）。对于堵塞砂土-Ⅱ、细砂-ⅡI和粗砂-IV，20 MPa压力冲洗+真空抽吸展现出最佳恢复效果，能使渗透性恢复至初始值的32%以上。然而，对于堵塞砂土-Ⅱ，这一方法在五次定期维护后效果逐渐减弱，最终所有方法的恢复渗透性均低于初始值的22.2%。

2.3 维护措施的有效性

为进一步比较各种维护措施的清洗效果，消除初始渗透性的影响。根据式（1）计算出各种维护措施的清洗效率如下：

式中，E——维护措施的恢复效率（%）；Pi——路面的初始渗透性（mm/s）；P——路面堵塞后测得的平均渗透性（mm/s），结果如图5所示。

从图5可以看出，维持效率最高的是压力清洗（20 MPa）+真空抽吸，第一次清洗后，渗透性可恢复到初始渗透性的68%，9次循环后渗透性仍可保持在24%左右。第二个最有效的措施是压力清洗（10 MPa）+真空抽吸，最差的是清扫+真空抽吸。清扫+真空抽吸，在第一阶段后只能将渗透性恢复到28%，而渗透性路面在三个周期后会失效，随着堵塞维修周期的增加，维修效率趋于稳定。

3 结论

该文通过实验对透水混凝土路面的维护措施进行了评价，首先采用4种不同级配的泥沙对路面进行堵塞，然后比较4种维护措施的维护效果。测试结果如下：

（1）经过多次堵塞后的透水路面，其内部孔隙逐渐被泥沙填充，渗透性能随着堵塞次数的增加逐渐降低。含细料多的堵塞材料更容易使透水路面的渗透性降低。透水路面堵塞后，经不同维护措施均可使其渗透性能得到一定改善，采用压力冲洗的维护措施，能够显著提升堵塞透水路面的渗透性，真空抽吸的对路面渗透性的改善效果较压力冲洗效果低。

（2）制定合理的日常维护措施，能够有效提升透水路面的服役寿命，压洗（20 MPa）+真空抽吸的维护方式，可使路面渗透性恢复到初始渗透性的68%。即使在路面孔隙堵塞最严重的情况下，经过9个循环后渗透性仍然可以恢复到24%。

（3）为使透水路面空隙堵塞后的渗透性能得到显著改善，日常路面维护中应采用高压冲洗与真空抽吸的方式进行路面维护。

参考文献

[1]周志刚， 周扬， 刘智仁. 透水沥青混合料动态模量影响因素分析[J]. 材料导报， 2022（13）： 117-123.

[2]吴秋霖， 张颖超， 李宗锋. 海绵城市透水路面病害及维护策略分析[J]. 中小企业管理与科技， 2021（24）： 128-129.

[3]郑益树， 童姝娟. 透水沥青路面在温州生态园工程中的应用[J]. 城市道桥与防洪， 2021（6）： 306-308.

[4]陈曙， 龚睿， 翟晓阳. 红外透水检测技术在高速公路维护中的应用[J]. 中国公路， 2021（22）： 116-117.

[5]曾金梅. 透水混凝土路面的施工质量控制研究[J]. 交通科技与管理， 2023（6）： 123-125.