海綿城市視角下透水混凝土路面耐久性研究

喬光霞

海綿城市建設(shè)是我國社會(huì)發(fā)展面臨的一項(xiàng)重要機(jī)遇和挑戰(zhàn)，也是解決當(dāng)前新型城鎮(zhèn)化建設(shè)中水資源短缺、水環(huán)境惡化和洪澇災(zāi)害的一個(gè)重要途徑。透水混凝土路面作為海綿城市建設(shè)的一種有效且獨(dú)特途徑，既可滿足環(huán)境保護(hù)的需要，也可以有效利用城市水資源，緩解城市熱島效應(yīng)。

1 透水混凝土路面的功能

海綿城市建設(shè)的要求就是保證城市道路路面具備良好的滲透性、排水性、蓄水性、凈化性等功能。其中：滲透性主要指城市道路能夠保證雨水直接通過路面滲透到地下；排水性主要指透水混凝土能夠?qū)β访媾潘a(chǎn)生壓力起到一定的作用，可以有效降低排水管網(wǎng)的壓力；蓄水性主要指透水混凝土能夠直接將雨水滲透到地下水內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。凈化性主要指透水混凝土能夠有效的防止雨水中的垃圾進(jìn)入到地下水中，對雨水起著一定的過濾作用。

2 提高透水混凝土路面耐久性施工措施

2.1 透水混凝土路面設(shè)計(jì)

透水混凝土路面厚度的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮水力特性（透水率、孔隙體積）和透水混凝土的力學(xué)性能（強(qiáng)度、彈性模量等），透水混凝土路面除了應(yīng)能承載交通荷載作用外，同時(shí)還應(yīng)考慮城市雨水系統(tǒng)的管理規(guī)劃。只有綜合考慮兩方面因素，然后確定透水混凝土路面的厚度，這樣的厚度對于城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)才能起到有利的參考作用。在水力特性方面，需要考慮地區(qū)的年降雨量、路面的特性和路面基礎(chǔ)土壤的特性。總徑流與總的降雨量相比是偏小的，因?yàn)榭赡芤徊糠钟晁魅氲搅送莸兀徊糠钟晁疂B透進(jìn)了土壤，還有一部分被地表覆蓋物所攔截。徑流同時(shí)也受土壤類型的影響，例如沙土、粘性土等對于徑流的影響也有很大的差異。如西安大明宮國家遺址公園御道廣場大面積透水混凝土工程，由于地處濕陷性黃土地區(qū)，在透水混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮這一影響，在透水混凝土的下面設(shè)置了一道不透水的基層。另外，暴雨的強(qiáng)度也會(huì)對徑流產(chǎn)生較大的影響，因此在進(jìn)行透水混凝土路面設(shè)計(jì)時(shí)，不能簡單照搬其他地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)充分考慮地區(qū)特點(diǎn)，結(jié)合各地水文水力特性，可針對性開展相關(guān)試驗(yàn)和數(shù)據(jù)的收集工作，采用系統(tǒng)的思維方式，考慮各種因素的綜合影響，如地區(qū)降雨量、透水率、存儲(chǔ)容量、底基層和路基土壤特性、交通荷載等，從而合理設(shè)計(jì)出適合本地特點(diǎn)的透水混凝土路面，保證其使用壽命。

2.2 合比的控制

材料選擇完成后，需要科學(xué)設(shè)計(jì)配合比，才能為透水性混凝土耐久性提供保障。透水混凝土的透水性一般保持在2mm/s以上，滿足C20的強(qiáng)度等級要求。某企業(yè)結(jié)合以往實(shí)驗(yàn)，將目標(biāo)孔隙率設(shè)計(jì)為14%－18%之間。對膠凝材料進(jìn)行使用，設(shè)計(jì)為350kg/m3－450kg/m3之間。在透水性混凝土中，水膠比對混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生重要影響，和普通混凝土的不同之處在于，在透水混凝土中，水膠比較大，這種情況下，容易導(dǎo)致水泥難以將骨料進(jìn)行包裹，從而產(chǎn)生離析現(xiàn)象，這時(shí)的連通孔隙率降低，對透水性產(chǎn)生一定影響。相反，如果透水混凝土中的水膠比過小，可能導(dǎo)致拌合物工作性降低，對施工質(zhì)量帶來影響，對混凝土強(qiáng)度的提高也會(huì)產(chǎn)生不利影響。針對上述內(nèi)容，混凝土中水膠比設(shè)置為0.25～0.30之間。

2.3 透水混凝土路面施工

透水混凝土的施工過程也是控制其質(zhì)量的一個(gè)重要方面，為保證透水混凝土路面能夠達(dá)到所需強(qiáng)度，必須要求路面底基層和路面基礎(chǔ)具有一定的強(qiáng)度，而透水率又直接受底基層和路面基礎(chǔ)影響，為此，要通過實(shí)驗(yàn)合理選擇底基層和路面基礎(chǔ)。由于透水混凝土的含水量較低，因此在運(yùn)輸和施工過程中應(yīng)注意防止水分過快流失，同時(shí)還應(yīng)考慮當(dāng)時(shí)氣溫和風(fēng)速的影響。混凝土在施工過程中應(yīng)用人工進(jìn)行翻鍬，并用鐵滾筒來回壓實(shí)和振搗，防止因過振而降低孔隙率，影響透水效果。振搗后的透水混凝土應(yīng)設(shè)置變形縫，防止混凝土發(fā)生開裂。施工完后應(yīng)及時(shí)用薄膜覆蓋進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間至少7天以上。完工后的透水混凝土應(yīng)防止土壤、巖石、油污、樹葉等阻塞孔洞，阻礙水的流動(dòng)，一般采用真空吸附或高壓水沖洗方式進(jìn)行清理。

2.4 封閉劑的噴涂

為保證透水混凝土的耐久性，在透水混凝土養(yǎng)護(hù)5－7d后噴涂封閉劑，該封閉劑為分包單位專利性產(chǎn)品，能增強(qiáng)美觀性和耐久性，防止混凝土長時(shí)間使用后受污染而堵塞。

2.5 做好透水混凝土養(yǎng)護(hù)及切割伸縮縫、密封處理

因透水混凝土具有多孔隙特點(diǎn)，水分揮發(fā)快速。為確保攤鋪施工后混凝土的正常凝結(jié)水化，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)至關(guān)重要。考慮到透水混凝土面層清潔難的問題，應(yīng)采用塑料薄膜或土工布進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)，每日進(jìn)行灑水，以確保混凝土表面始終處于濕潤狀態(tài)，覆蓋養(yǎng)護(hù)14天以上即可，養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)有專人看管，禁止一切車輛和行人通行。為防止透水混凝土道路因溫差應(yīng)力而開裂，攤鋪施工結(jié)束后3天左右應(yīng)用切割機(jī)對透水混凝土路面進(jìn)行切割伸縮縫處理。

3 結(jié)語

透水混凝土作為一種適用性技術(shù)得到了普遍應(yīng)用，但在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、后期維護(hù)等環(huán)節(jié)應(yīng)充分考慮各種因素的影響，因地制宜，就地取材，保證透水混凝土耐久性，確保透水混凝土路面使用壽命，降低成本。