摘要：本文从透水混凝土的基本概念入手，分析了主流透水混凝土的分类与各自的特点，探讨通过合理应用透水混凝土来营造绿色低碳生态路面的具体措施。
关键词：透水混凝土；绿色；海绵城市；道路
前言
“雨季一来，城市看海”。近年来，一方面由于社会经济高速发展，一方面由于城市化进程日益加快，促使了城市中大量建筑的出现，而我们的城市也随之成为了由钢筋水泥铸成的“铁壳城市”。原本用于涵养水源的肥沃土地，包括林地、草地及池塘等，均变成了钢筋水泥，这致使了雨水无法有效渗透到地下。现在，裸露的土地反而成为了一种稀缺资源。而当城市失去了自然水循环系统后，其“呼吸功能”也相应减弱。就现状来看，我国九成以上的城市都是采用的快排模式，只能通过管道来对雨水进行集中快排。而当出现强降雨天气时，随着地表雨水径流的急剧增加，再多的管道也无法有效解决排水问题。据相关数据统计显示，我国很多城市的地面径流系数已经达到了0.7，这意味着当降雨时，七成雨水将无法渗入地下，只能在地面上流淌。这无疑大大增加了市政管网的排水压力，更严重浪费了宝贵的雨水资源。所以本文从透水混凝土在城市路面上的应用入手，探讨其在营造海绵城市中所做出的贡献。
1、透水混凝土的基本概念
1.1透水混凝土的定义
目前，业内尚未对“透水混凝土”形成统一、明确的定义，但多将其形容为一种由水泥、水、粗骨料拌合而成的多孔混凝土。通常透水混凝土中不含有细骨料。由于它的蜂窝状结构，所以使其具有一定的透水透气性。
1.2透水混凝土的用途
透水混凝土一般常在一些对强度要求不高，但是对排水性要求较高的区域中应用，如人行道、公园道路、高速公路路肩等，这是因为其本身的强度不高。目前市场上的透水混凝土制品有很多，其具体应用详见下表：
2、常见透水混凝土的分类及其特点
2.1水泥透水混凝土
一般水泥透水混凝土是由以下原料组成的：①水泥：通常选用 42.5 的桂酸盐水泥、矿澄桂酸盐水泥或者普通桂酸盐水泥等；②水：通常选用当地自来水；③粗骨料：通常选用单粒级或间断粒级。由于混凝土拌合物具有干、硬的特性，因此宜采用压力成型，而不能采用震动台震动成型，因为这容易引起水泥装沉降，导致试块封底，从而使水泥透水混凝土失去原本的透水效果。因此，在水泥透水混凝土的实际施工过程中，一定要注意与普通混凝土区别开。再者，由于水泥透水混凝土的制作简单、成本低廉，因此十分适合在道路铺设中大规模应用。不过，水泥透水混凝土也存在一些缺点，例如其耐久性较差、强度较低、抗冻性较弱等，这些均有待改进。
2.2髙分子透水混凝土
髙分子透水混凝土是利用高分子胶凝材料制成的一种透水混凝土，其主要有两类：①沥青透水混凝土：其主要是由沥青、水、单粒级或间断粒级的粗骨料拌合而成的，由于沥青是一种有机胶凝材料，所以对气候的适应性较差，受温度等外界环境的因素影响较大；②树脂透水混凝土：其主要是由髙分子树脂、水、单粒级或间断粒级的粗骨料拌合而成的，具有良好的耐水性与耐磨性，缺点是容易老化，且成本较高。
2.3烧结透水性制品
烧结透水性制品是由长石、瓷砖、高岭土及勤土等矿物细料与浆体先后经拌合、压制、高温煅烧而成的一种多孔结构的块体，其具有强度高、耐磨性好、耐久度长等优点，缺点是制作麻烦、成本较高，所以不适合大面积使用。
3、透水混凝土在营造绿色低碳生态路面上的应用
3.1改善传统水泥路面的渗水性能
传统的水泥混凝土虽然大多强度高、稳定性好、耐久性好，并且利于在夜间形成，但是其存在的缺点也十分明显，一旦遇到降雨条件，水泥混凝土路面上的雨水往往会从接缝或裂缝处渗流到结构内部当中，再加上车辆荷载作用的影响，在塑性变形累积之下，基层很容易与面板脱空，同时在轮载作用下，水形成有压水，与基层混合料浸湿的细料混合形成泥浆，然后沿接缝或裂缝喷溅出来，从而形成唧泥现象。不过，如果将传统的水泥混凝土改为透水混凝土的话，这一问题就可以迎刃而解。由于透水混凝土路面是将高孔隙率的混合料作为铺装材料，将水泥作为连结剂，所以其粗集料之间是依靠水泥来进行粘结的，待经水化硬化后，最终形成了具有连续孔隙结构的材料。故而，透水混凝土路面上的水，可以有效下渗进入混凝土面层和基层，还可以将路表水短暂贮存于结构内部的空隙里。
3.2使用再生骨料透水混凝土有利于节能环保
将传统的天然骨料配制透水混凝土采用再生骨料进行部分替代或者全部替代，可以提高透水混凝土的环保性能、吸音效果及透气性和透水性，还可以减轻透水混凝土的重量。为了缓解现今我国日益严重的资源紧缺问题，在城市道路铺装中使用再生骨料透水混凝土可以大大提高城市的透水及透气面积，减轻城市地下排水设施的负担。通过使用再生骨料透水混凝土，能够有效还原地下水，避免因对地下水进行大量开采而带来的一系列地质沉降、地表塌陷等灾害；同时还能够降低地表温度，调节城市气候，改善近年来日益严重的“热岛效应”。再生骨料透水混凝土的应用，不仅有效避免了非透水路面造成的自然环境破坏，大大改善了生态环境，更满足了人类活动对硬化地面的使用需求。另外，从大的层面上来说，再生骨料透水混凝土的推广运用符合我国城市市政建设发展的需要和国家相关方针政策的要求。在我国未来的海绵城市建设过程中，必然离不开这种新型节能环保技术的助力。
3.3为海绵城市建设提供可靠支持
海绵城市指的是通过一定的人为及市政设施建设作用来对自然雨水进行有效收集利用，目的是为了有效控制地表径流，以使我们的城市变得可以自然积存、自然渗透以及自然净化。透水水泥混凝土路面的结构特点，决定了其对路面结构产生的应力很小。所以，考虑到降雨强度的影响，针对厚度大、强度高的高等级路面，可以将其面层看作是一种塑性材料、基层看作是一种线弹性材料。而在实际建设前，可以先利用 ABAQUS 建立透水水泥混凝土结构分析模型，在对结构内部的孔隙水压力进行科学量模拟分析的基础上，再进行设计施工。
经实践分析结果显示：依照透水水泥混凝土的相关规范进行设计，当目标空隙率为20%、水灰比为0.3 时，可以满足海绵城市的路面结构要求，即雨水能够在第一时间渗入，并且能够对雨水进行有效收集。雨水收集采用的是人工湿地系统，在后期需要用水时，再将收集贮存的雨水加以利用，从而体现出海绵城市的“弹性”特点。
4、展望——可拓建筑空间创新设计的两类问题
近年来，随着我国城市化建设的不断完善，城市缺水问题也日益严重。在大部分的现代城市中，如果仍旧采用传统的路面排水方式，那么很容易会引起慢车道及人行道积水问题，进而造成道路破损。特别是在南方的部分强降雨地区，在大雨过后，路面上经常会出现大量积水。传统的不透水铺装方式，虽然在表面上看起来非常光鲜亮丽，但是其内里却存在着巨大的隐患。一旦出现突发的降雨，不透水铺装将无法及时消纳雨水，从而导致径流增加，行洪历时变短，最终引发暴雨积涝灾害，给人们带来极大的安全隐患。面对这一问题，未来我国应当要进一步开发和使用透水混凝土来营造绿色低碳生态路面，从而增强城市的“呼吸功能”，尽快实现海绵城市的建设目标。
参考文献
1. 杨国庆. 海绵城市建设理念下市政道路的设计[J]. 装饰装修天地，2017(18):82-83.
2. 陈代果，付东山. 水灰比、孔隙率对透水混凝土性能的影响[J]. 西南科技大学学报，2017(4):38-42..
论文作者:张远清
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/19
标签：透水论文; 混凝土论文; 骨料论文; 路面论文; 水泥论文; 城市论文; 雨水论文; 《基层建设》2019年第8期论文;