透水混凝土在海綿城市建設(shè)中的應(yīng)用

根據(jù)新一代城市雨洪管理概念，海綿城市旨在通過(guò)自身建筑性質(zhì)及特點(diǎn)，在一定程度上人工干預(yù)自然生態(tài)，消納并回用大部分雨水，在大規(guī)模開(kāi)發(fā)建設(shè)的同時(shí)保護(hù)原有生態(tài)環(huán)境，使城市具有彈性應(yīng)對(duì)環(huán)境變化及降雨帶來(lái)的自然災(zāi)害的能力。作為一種新型路面鋪裝材料，透水混凝土具有高滲透性，為滿(mǎn)足荷載要求多用于廣場(chǎng)、園路、停車(chē)場(chǎng)等場(chǎng)所，以分擔(dān)市政排水管網(wǎng)壓力，有效解決路面積水、城市內(nèi)澇等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。此外，透水混凝土路面還可緩解城市大面積不透水下墊面帶來(lái)的地下水位下降、熱島效應(yīng)等問(wèn)題，對(duì)修復(fù)城市水生態(tài)、維護(hù)原有生態(tài)系統(tǒng)平衡效果顯著。1、應(yīng)用透水混凝土的優(yōu)勢(shì)透水混凝土是一種具有一定孔隙比的混合型混凝土材料，主要由水泥、同粒徑或間斷級(jí)配骨料和水按一定配合比構(gòu)成。與普通混凝土相比，其透氣性、透水性更強(qiáng)并且質(zhì)量較輕，但強(qiáng)度偏弱。透水混凝土用于海綿城市建設(shè)的優(yōu)勢(shì)如下。（1）透水性能優(yōu)良。地表徑流能快速滲入透水混凝土進(jìn)入地下，可在減少路面積水的同時(shí)補(bǔ)給地下水，降低市政管網(wǎng)的排水壓力，防止城市內(nèi)澇，并預(yù)防因地下水位下降導(dǎo)致的地面沉降。（2）景觀效果良好。透水混凝土可通過(guò)摻入無(wú)機(jī)顏料實(shí)現(xiàn)彩色面層，在城市景觀建設(shè)中取得良好效果。（3）有利于提高環(huán)境舒適性。與傳統(tǒng)混凝土路面相比，透水混凝土為蜂窩狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部開(kāi)放式孔隙較多，不易發(fā)生漫反射，可減少行人及司機(jī)的反光、眩暈等現(xiàn)象。2、工程案例青島市海綿城市建設(shè)試點(diǎn)區(qū)李滄區(qū)樓山河匯水分區(qū)街頭綠地改造工程華齡樂(lè)園位于樓山后社區(qū)2個(gè)地塊之間，屬社區(qū)公園，主要為社區(qū)居民服務(wù)，為兒童游樂(lè)、老人休憩提供活動(dòng)場(chǎng)所。華齡樂(lè)園下墊面包括綠地和鋪裝兩部分，總面積18271m2，其中綠地面積12356m2、鋪裝面積5132?m2，本次海綿改造設(shè)計(jì)透水混凝土面積為1200?m2。華齡樂(lè)園現(xiàn)狀年徑流總量控制率約為50%，屬中等強(qiáng)度開(kāi)發(fā)區(qū)，本次海綿改造采用以滯、蓄、凈為主的低影響開(kāi)發(fā)措施，規(guī)劃可控降雨量27.8?mm，規(guī)劃年徑流總量控制率位于79%~94%之間。設(shè)計(jì)透水混凝土孔隙度為15%~25%，透水速度達(dá)到31~52?L/m/h（圖1，圖2）。

圖1透水混凝土做法示意

圖2華齡樂(lè)園透水混凝土路面外觀3、施工工藝3.1工藝流程透水混凝土施工工藝流程如圖3所示。

圖3透水混凝土施工工藝流程3.2施工要點(diǎn)3.2.1原材料選擇透水混凝土原材料與普通混凝土基本相同，包括水泥、同粒徑或間斷級(jí)配骨料和水，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可根據(jù)功能側(cè)重不同適當(dāng)調(diào)整比例。一般情況下水泥選用強(qiáng)度等級(jí)高于42.5級(jí)的硅酸鹽或普通碳酸鹽水泥，并應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；骨料碎石要求堅(jiān)硬、耐久、緊密、潔凈；若使用膠結(jié)材料等外加劑，要求具有減水和緩凝功能，并應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。3.2.2配合比確定在透水混凝土施工過(guò)程中，確定配合比至關(guān)重要。為保證透水混凝土的良好透水性，采用體積法進(jìn)行設(shè)計(jì)，即通過(guò)嚴(yán)格控制各組成材料的體積達(dá)到目標(biāo)孔隙率。通過(guò)適當(dāng)調(diào)整水灰比使其滿(mǎn)足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。目前實(shí)際應(yīng)用中多采用經(jīng)驗(yàn)圖表法來(lái)確定透水混凝土的配合比，以簡(jiǎn)化計(jì)算，方便施工。一般情況下，水灰比在0.27~0.32時(shí)（表1）透水混凝土的透水性和強(qiáng)度均較理想。

表1透水混凝土配合比3.2.3投料及攪拌為保證透水混凝土原材料攪拌均勻，保證水泥漿均勻包覆在骨料表層，使透水混凝土的透水系數(shù)及強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，采用3次攪拌方式，即第1次投料時(shí)將全部骨料及50%的水投入攪拌機(jī)攪拌均勻，第2次投料時(shí)將50%的水泥及外加劑投入攪拌機(jī)攪拌均勻，第3次投料時(shí)將50%的水泥及50%的水投入攪拌機(jī)并攪拌均勻。透水混凝土的運(yùn)輸時(shí)間應(yīng)控制在30?min以?xún)?nèi)，以免拌合物發(fā)生離析，還應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)氣溫及混凝土初凝時(shí)間，嚴(yán)格控制透水混凝土從拌合完成至澆筑結(jié)束的時(shí)間。3.2.4路面成型透水混凝土澆筑過(guò)程中，采用振動(dòng)及壓力相結(jié)合的方式來(lái)保證路面成型。在振搗緊密的基礎(chǔ)上，對(duì)面層施壓，以進(jìn)一步縮小上下部骨料顆粒的接觸點(diǎn)間距，形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，保證密度均勻，透水性能及強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求（圖4）。

圖4路面整平壓實(shí)3.2.5保養(yǎng)維護(hù)透水混凝土采用覆蓋薄膜保濕養(yǎng)護(hù)，澆筑結(jié)束后立即覆蓋薄膜并于24h后均勻?yàn)⑺⑺畷r(shí)應(yīng)避免高壓噴淋沖刷水泥漿，為其持續(xù)水化保證水分供給，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度（圖5）。

圖5透水混凝土養(yǎng)護(hù)23.2.6路面驗(yàn)收透水混凝土路面鋪設(shè)完成后，應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求對(duì)其彎拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度及透水率等進(jìn)行詳細(xì)驗(yàn)收，保證其在海綿城市建設(shè)中的滲水及滯水功能。4、質(zhì)量控制4.1水泥用量使用低堿性水泥有利于保證透水混凝土的耐久性，為滿(mǎn)足透水混凝土的強(qiáng)度要求，應(yīng)確定水泥的最佳用量。若水泥用量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致孔隙率降低，透水性能降低；水泥用量過(guò)小則會(huì)導(dǎo)致骨料粘接不緊密，強(qiáng)度降低。4.2粗骨料透水混凝土結(jié)構(gòu)要求粗骨料間接觸充分，形成雙凹粘結(jié)面，以達(dá)到最優(yōu)粘接效果。原材料制備時(shí)應(yīng)考慮骨料粒徑及性能，粗骨料選用粒徑3~6?mm，質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久、緊密、潔凈的反擊破整形碎石，使透水混凝土滿(mǎn)足透水性及強(qiáng)度要求。4.3外加劑透水混凝土孔隙率確定后，可添加膠結(jié)料以確保水泥和骨料粘結(jié)緊密，從而提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，保證透水混凝土的耐久性。5、結(jié)束語(yǔ)透水混凝土具有