透水性混凝土路面的發展及應用

□文/寧 宇

透水性混凝土路面的發展及應用

□文/寧 宇

文章通過對比國內外透水性混凝土路面的研究進展，分析透水性混凝土在實際應用中的意義。

透水；混凝土；環保

隨著我國城市建設步伐的加快，混凝土鋪筑的路面逐步將城市覆蓋，而混凝土路面最大的缺點就是沒有良好的透水性和透氣性，容易造成城市的“熱島效應”，同時雨后這種不透水的路面極易造成積水，增加城市的排水負擔。由此可見，需要一種能減輕環境負擔、與自然環境協調共生，能為人類構造舒適生活環境的功能型材料——透水性混凝土。

1 透水性混凝土的定義

透水性混凝土是指空隙率為15%～25%的混凝土，也稱作無砂混凝土。它具有一定的強度，又具有透水性。與不透水路面相比，透水性混凝土路面具有諸多生態方面的優點。隨著人類對改善生態環境、保護家園越來越重視，透水水泥混凝土也正在獲得越來越多的應用。目前被廣泛用于鋪設路面的透水性混凝土主要有兩種類型[1]。

1.1 水泥透水性混凝土

該種混凝土一般以較高強度的硅酸鹽類水泥為膠凝材料，采用單一粒級的粗骨料配制的無砂、多孔混凝土。該種透水性混凝土成本低，制作簡單，可用于道路鋪筑及預制成品應用。

1.2 高分子透水性混凝土

與水泥透水性混凝土相比，其強度較高，采用單一粒級的粗集料，以瀝青或高分子樹脂為膠結材料配制，因此成本相對也高。同時由于有機膠凝材料耐候性差，在溫度升高時，容易軟化流淌，透水性也會受到一定程度的影響。

2 國內外透水性混凝土的研究及應用

在日本，透水性混凝土已用在停車場、公園、人行道及高速公路的中央分隔帶和路肩等處。比如五福公園和上野不忍池公園中鋪有透水性道路，路面厚度70～200mm，水灰比約為0.35，使用的是5～13mm級配的碎石。為了美化環境，改善混凝土的色調，人行道所采用的透水性混凝土面層一般鋪有10mm厚的彩色混凝土，為了保證面層混凝土的強度和耐久性，在膠結材料中還摻用了分子樹脂。由于粉塵和泥沙的堵塞會造成路面透水功能下降等問題，采用壓力為4～7MPa的小型高壓清洗機清洗路面或采用高壓清洗和真空吸附復合的方法，可使透水功能恢復到初期的80%[2]。

在歐美，透水性混凝土技術早已達到實際應用階段。利用透水性混凝土特有的透水性和吸音、降噪功能，用來構筑堤壩、鋪設街道及廣場等。在美國以透水性混凝土為路面材料的停車區路段被應用于數十個州。以佛羅里達州為例，教堂停車場的路面混凝土就應用了一種獲專利的粘結添加劑——水性環氧聚乙烯丙烯酸乳液。該混凝土28d抗壓和抗彎強度分別達到27.6MPa和4.49MPa，與普通混凝土相差無幾。因此這種類型的無砂混凝土停車場在佛羅里達的沿海地區被廣泛應用。

20世紀90年代，當歐美、日本等發達國家對透水性混凝土的研究比較深入已達到了應用的程度時，國內對透水性混凝土才開始進行研究。現有的研究一般采用與普通混凝土相同的原材料，成型方法多采用壓制成型，所配制的透水性混凝土其抗壓強度一般只能達到20MPa左右。直到2000年清華大學土木工程系的楊靜和蔣國梁采用摻入硅灰的方法，使透水性混凝土的抗壓強度提高到了35.5MPa，透水系數為2.9mm/s，使我國對透水性混凝土的研究取得了突破性地進展。

目前，國內有關透水性混凝土的應用也逐漸多了起來，北京為迎接2008年奧運會，提高城市道路完好率，對36條道路進行了改造，將透水性混凝土應用于步行道上。可見，透水性混凝土的應用已日益廣泛，它對生態環境、經濟建設和社會文明建設都會產生深遠的影響。

3 透水性混凝土路面在實際應用中的意義

1）改善地面植物的生長條件，調整生態平衡。北京市園林科學研究院的研究表明：使用透水性路面及制品有助于改善地面植物的生長條件，調整生態平衡，具體表現在以下3個方面。

（1）透水性路面改善城市樹木生長的土壤環境。使用透水性混凝土提高了土壤的透氣透水性，使土壤有效養分含量明顯增加，提高了土壤養分的利用率；改善了水分供應狀況，提高了土壤含水率，節約灌溉用水；此外還能降低土壤溫度、鹽份含量和pH值。

（2）改善城市生態環境，提高綠化效益。使用透水性混凝土提高了近地面的濕度，降低了氣溫和地面濕度并減少蒸發量，對于改善城市燥熱現象及減輕其對園林綠化樹木的危害都起了良好的作用。

（3）加強了城市樹木的生理生化作用。具體表現為樹木葉片含水率及干物重增加，葉片葉綠素含量增加，樹木根系分布范圍擴大，根系生長量增加，樹木胸徑增粗、生長加快，達到了增加綠化量，提高綠化效益的目的。

2）減輕排水系統負擔，防止城市河流河水泛濫，減輕公共水域的污染。透水性路面作為一種新型路面工藝，能夠通過滲透和補充地下水來保護預開發徑流。透水性路面通過降低和減少溢流等方法減少徑流量和高峰流速，將由于徑流負荷過大造成的河堤沖刷減小到最低限度，減輕沖刷和地面徑流造成的污染。

3）保護地下水資源。地下水是城市供水水源的重要補充，深層地下水因其質優并含有對人體有益的微量元素而受到歡迎和被普遍利用。由于國內外一些城市過量開采地下水，導致地下水資源日益匾乏，而透水性混凝土因其具有滲透和過濾的功能，對地下水的凈化和補充發揮積極的作用。

4）改善道路行車條件，減輕路面的滑動力。降落于透水性路面上的雨水很快通過孔隙滲透完，因此可以分散車輪下方的壓力和流量，這樣車輪下方不可能在表面水膜中產生靜水壓力并且排除了車輪滑行的可能性。在此情況下，車輪與路面之間的摩擦系數與干燥情況下的摩擦系數幾乎相等[3]。

4 結語

透水性混凝土是近代開發應用的一種新型功能型混凝土，在生態方面具有諸多的優點，能廣泛的應用于城市的廣場、街道。隨著我國經濟建設的不斷加快，堅持走可持續發展的道路已是我國的重點國策，這種環保生態型的透水性混凝土鋪面材料己受到國內外土木工程界的矚目，因而具有廣闊的引用前景，應當在實際工程中予以更廣泛地推廣及應用。

[1]馮乃謙.新實用混凝土大全［M］.2版.北京：科學出版社，2005.

[2]霍 亮.透水性混凝土路面材料的制備及性能研究[D].南京：東南大學，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

寧 宇/女，1980年出生，助理工程師，天津開發區建設工程試驗中心，從事建筑材料檢測工作。