海绵城市理念下的透水混凝土道路研究

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　　摘    要：海绵城市理念是在我国经济水平不断提升，城市化建设日步伐加快的时代背景中而产生一种创新型理念，其主要是指城市建设能够有海绵一样的特性，不仅能够与激烈变化的环境相适应，同时也能够环境变化过程中表现出一定的弹性。本文主要针对海绵城市理念下透水混凝土道路的现状进行分析，并对透水混凝土道路今后的挑战以及发展思路进行阐述，以期为同行业工作人员提供有利的参考资料。
　　关键词：海绵城市理念;透水混凝土道路;研究
　　1  引言
　　水是人类的生命之源，无论什么时候，水资源一直都是人们关注的热点，也正因为水在人类发展中的重要性，水资源的可持续发展与循环再利用就成为相关工作人员研究的重点课题。在城市建设中，多路面大多采用不透水的水泥混凝土或沥青混合料，在雨水季节不仅会导致部分区域出现内涝，同时在雨水较少，无法渗透土壤的情况下，还会产生“热岛现象”。因此，对海绵城市理念下的透水混凝土道路进行分析具有积极的意义。
　　2  透水道路的分类
　　透水道路是一种与海绵城市理念相符合的结构形式，并具有明显的优势，首先，透水道路能够使城市透水、透气面积扩大，在降低地表温度的同时，促使城市“热岛效应”得到有效的改善[1]。其次，应用透水道路能够对水生物栖息地丧失，水质污染等问题进行有效的解决。在透水道路实际应用中，根据不同的透水材料以及构成形式，可将其分成透水混凝土道路以及透水砖道路。
　　透水混凝土道路在实际应用过程中主要表现出防滑、渗水、抗压、耐磨以及吸收噪音的优势，在城市轻载道路、人行道以及停车场中被广泛应用。
　　另外一种透水道路应用的材料为透水砖，其也能够根据不同的工艺将其分成养护型透水砖与烧结型透水砖两种。养护型透水砖主要是将原材料破碎、筛分后，对粒径的范围进行确定，将其与粘结剂、水等其他辅助原料相混合，然后放入模具，使其成型，最后脱模，放置养护，从而形成路面铺装材料，不仅能够满足道路建设的相关质量标准，同时也能够发挥良好的透水性[2]。烧结型透水砖主要是将制备的透水砖原材料按照相关的规定与标准进行破碎、筛分、配料、混料、成型、脱模以及高温烧制等操作，最终形成具有良好透气性的能够与相关规定标准相符合的路面铺装材料。
　　3  透水混凝土透水性与抗压强度的影响因素
　　3.1  骨料
　　骨料是影响透水性混凝土抗压强度与透水性的关键因素。由于透水混凝土中的胶结层相对来说比较薄，所以骨料粒径大小能够对骨料之间的接触点造成直接的影响。在透水混凝土实际应用中，如果能够在合理的范围内将骨料的粒径适当放低，就能够促进透水混凝土的抗压强度在一定程度上得到提升。另外，在透水性混凝土的应用中，其透水性能的好坏与抗压性能的高低也会受到骨料类型的影响。因为不同的骨料，会在颗粒性状、材质等各项参数以及物理特征中存在差异，因而导致透水性混凝土最终呈现出不同的效果。
　　3.2  胶结材料
　　在透水混凝土应用中，胶结材料不仅能够将骨料全面的包裹，同时也能够保证骨料的整体性。为了保证透水混凝土强度的有效提升，在胶结浆体中出了对普通的硅酸盐水泥进行使用外，也可以将一部分水泥替换为粒径细微的矿物掺合料，从而更好的满足透水要求[3]。另外，有关于透水性混凝土的相关研究人员也表示，在透水性混凝土中掺入硅灰和高效减水剂能够有效提高胶结浆体的密实度，提高对骨料的包裹效果，从而提高其抗压强度。
　　3.3  水灰比
　　水灰比能够对透水混凝土性能造成直接的影响，只有在应用的过程中充分保证水灰比的合理性，才能够将透水性混凝土的优良性能充分发挥出来，如果水灰比过高，就会导致透水孔隙被堵死，影响透水性与强度;如果水灰比过低又会导致胶结浆过于干稠，无法对骨料表面进行包裹，因此，需充分重视水灰比的合理性。
　　4  海绵城市理念下透水性混凝土性能分析
　　4.1  透水性能
　　透水性是透水性混凝土道路中最主要的性能，只有在应用过程中充分保证该性能的水平，才能够在降雨期间将表面的雨水吸收到路面结构的内部，并通过空隙将雨水排走，从而减轻路面的压力，避免雨水对路面的损害，从而最大程度的延长路面的使用寿命。同时，保证路面的透水性能还能够使路面与行车直接充分接触，从而促使行车安全性提高[4]。
　　4.2  抗压性能
　　目前，在透水性混凝土抗压强度的计算中仍采用：
　　fcc =FA
　　这种普通方式进行测量。
　　其中：
　　A ——表示试件承压面积（mm 2）;
　　F—— 是试件破坏荷载（N）;
　　fcc——为混凝土立方体试件抗压强度（MPa）。
　　但是混凝土的试件外形尺寸为普通混凝土的承压面积，而透水性混凝土部分空隙沒有承受压力，所以无法对其抗压性能进行准确的计算。因此，相关学者提出了“实材抗压强度”这一新指标，对透水性混凝土的实体部分进行计算。在计算透水性混凝土抗压性能时，其承压面积为除去空隙部分所占面积，然后与平面密实度进行乘积。由透水混凝土抗压强度测定的应力一应变曲线重要表现出两个特点，一是孔隙率较大的试件部分出现的不圆滑波折较多，二是大多曲线没有达到波峰，而是出现中断现象。表明透水性混凝土静压加载中统一出现裂缝，导致试件出现变形，孔隙率越大越明显。
　　5  海绵城市理念下透水性混凝土道路研究遇到的挑战
　　5.1  力学性能
　　在透水性混凝土道路中，由于其骨架空隙结构具有一定的特殊性，骨料无法被胶结浆体全面包裹，并能够在骨料接触店逐渐减少的同时，对混凝土内部整体胶结力以及机械咬合力造成影响。因此，就需要在应用透水性混凝土进行城市道路建设的过程中保证骨料粒径以及水灰比的合理性，通过对适当的外加剂进行添加，以更好的改善混凝土的性能。同时，骨料压碎值会在小粒径骨料比例逐渐增加的过程中也相应增大，但是透水性混凝土的抗压强度与抗折能力却有所提升。但是如果小粒径骨料过多，就会对透水性混凝土的排水性能造成影响。基于上述情况，在透水性混凝土应用过程中，对骨料粒径与级配、孔隙率、透水系数以及水灰比等各项因素进行全面考虑，并通过硅灰、减水剂等相应的外加剂改善透水混凝土道路的性能就成为其力学性能研究中的一项挑战。
　　5.2  透水性能
　　透水性能是透水混凝土路面的一个重要特性，也是满足海绵城市的重要基础，能够保证在降水期间路面的雨水能够渗透到道路的内部结构中，并顺着孔隙溜走。但是由于路面上会有泥沙和粉尘，极容易在透水性路面应用的过程中导致透水性能降低，在面对这一问题时，大多采用小型高压清洗剂或者高压清洗与真空吸附结合的方式对路面进行清洗，最大成都的恢复透水性能。因此，对粉尘以及泥沙的阻塞问题进行与偶有效解决就能够透水性混凝土道路研究中的重点问题。
　　5.3  其他方面
　　为更好的落实海绵城市的发展理念，还需要在透水性混凝土应用的过程中对净化水体、透气以及吸声降噪等多项生态环保指标进行研究，以更好的满足国家制定的相关规范与标准，将其更好的应用于城市建设中。
　　6  结束语
　　总而言之，我国对透水性混凝土使用性能的研究起步较晚，无论是理论分析还是实践探索都有待完善，因此，需要相关工作人员充分认识海绵城市理念下透水性混凝土道路的重要作用，通过对其多项性能进行深入性分析，以推动其在城市建设中的有效应用。
　　参考文献：
　　[1] 朱永祥，梁冠军.浅谈海绵城市理念下的透水混凝土道路研究[J]. 价值工程，2018（12）：229～231.
　　[2] 李莺，周宁.浅谈海绵城市理念下的水泥路面应用研究[J].四川水泥，2016（7）：53.
　　[3] 李一凡，刘福胜，李昀腾.基于海绵城市理念下的生态广场建设研究[J].节水灌溉，2017（9）：78～80.
　　[4] 王孝华，王文奇.基于海绵城市理念的城市道路选线定线方案研究[J].四川水泥，2016（5）：13.
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