透水混凝土由歐美、日本等國家針對原城市道路的路面的缺陷，開發(fā)使用的一種鋪裝材料。這種鋪裝材料能緩解城市的地下水位急劇下降，有效地消除地面上的油類化合物等對環(huán)境污染的危害，同時能保護(hù)地下水、維護(hù)生態(tài)平衡、能緩解城市熱島效應(yīng)。透水混凝土對于人類生存環(huán)境的良性發(fā)展及城市雨水管理與水污染防治等工作上，具有特殊的重要意義。

1. 介紹

透水混凝土是一種獨特的混凝土路面類型，主要由級配合理的粗骨料和膠凝材料組成，這些材料為混合物提供了一個相互連接的宏觀孔隙內(nèi)部結(jié)構(gòu)。由于透水混凝土中的細(xì)骨料數(shù)量有限或不存在，會產(chǎn)生較大的孔隙，這有助于儲存雨水，并以科學(xué)的方式減少徑流量。此外，研究發(fā)現(xiàn)多孔的性質(zhì)可以減少超熱島效應(yīng)，并有助于維持良好的環(huán)境。

2. 透水混凝土路面

透水混凝土路面系統(tǒng)的典型橫截面如圖1所示。橫斷面由透水混凝土層、上部土工布（可選）、骨料床/基層、土工膜和路基組成。然而，需要注意的是，可能存在骨料中間層，用作阻流層、排水層等。從橫截面可以看出，在透水混凝土路面系統(tǒng)中提供土工布的位置有兩個：

?透水混凝土層和骨料層之間的土工布。

?集料層和路基層之間的土工布。

圖1 透水混凝土路面系統(tǒng)的典型橫截面[1]

如果需要雨水滲入路基，土工布可以是透水的，如果不需要滲透，則可以是不透水的。這些土工合成材料可用于路基材料中，以便在路基薄弱時通過限制穩(wěn)定。土工布在透水混凝土路面上的應(yīng)用如圖2所示。

圖2 土工布在透水混凝土路面系統(tǒng)中的應(yīng)用[2]

在MnRoad試驗設(shè)施中建造了透水混凝土路面試驗室，并對其進(jìn)行了監(jiān)測，以觀察和研究不同類型的損壞[2]。在進(jìn)行的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)最常見的問題是：

?接縫劣化；

?表面密封；

?磨損；

?脫粘；

透水混凝土路面試驗間不同缺陷的照片如圖3所示。

圖3 透水混凝土路面的不同病害：（a）接縫劣化；（b）脫粘；（c）表面密封[2]

3. 透水混凝土的凈水效果

眾所周知，雨水會造成面源污染，徑流將自然和人為污染物帶入湖泊、溪流、河流等自然水體，影響依賴這些水體的整體生態(tài)。城市徑流中污染物的典型濃度如表1所示。然而由于透水混凝土的多孔性，不僅減少了雨水徑流量，并且提高了滲透雨水的質(zhì)量，雨水基本上受到重金屬、油類、糞便、灰塵等多種來源的污染。其凈化滲透雨水的機制可分為三類：

?物理凈化：透水混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的彎曲路徑吸附懸浮物。這樣可以去除雨水中大部分的固體懸浮顆粒，從而在一定程度上減少污染物。最終，懸浮顆?？梢酝ㄟ^定期維護(hù)去除。

?化學(xué)凈化：透水混凝土本質(zhì)上是堿性的，在與污染的水接觸時，會釋放出氫氧化物離子（OH-）和碳酸鹽離子（CO32-），它們與聚合物發(fā)生反應(yīng)并沉淀。此外，受污染的水的pH值也會增加，使其變得更中性，而不是酸性。

?生物凈化：透水混凝土中的孔隙為許多微生物活動提供了場所，這些微生物活動消耗并溶解懸浮物。

表1 不同土地用途的城市徑流中不同污染物的濃度[3]

參考文獻(xiàn)

[1]Anush K. Chandrappa,Krishna PrapoornaBiligiri. Pervious concrete as a sustainable pavement material – Research findings and future prospects: Astate-of-the-art review[J]. Construction and Building Materials,2016,111.

[2]V.R. Schaefer, J.T. Kevern, K. Wang, Pervious concreteoverlay design, construction and performance, in: TERRA Innovation Series:MnROAD Research Conference October 4, 2011.

[3] Dongya Li,Jinquan Wan,Yongwen Ma,YanWang,Mingzhi Huang,Yangmei Chen. Stormwater runoff pollutant loadingdistributions and their correlation with rainfall and catchment characteristicsin a rapidly industrialized city.[J]. PLoS ONE,2017,10(3).

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來源：同濟可持續(xù)混凝土 胡智博