透水混凝土在海綿城市建設中的應用

根據(jù)新一代城市雨洪管理概念，海綿城市旨在通過自身建筑性質(zhì)及特點，在一定程度上人工干預自然生態(tài)，消納并回用大部分雨水，在大規(guī)模開發(fā)建設的同時保護原有生態(tài)環(huán)境，使城市具有彈性應對環(huán)境變化及降雨帶來的自然災害的能力。作為一種新型路面鋪裝材料，透水混凝土具有高滲透性，為滿足荷載要求多用于廣場、園路、停車場等場所，以分擔市政排水管網(wǎng)壓力，有效解決路面積水、城市內(nèi)澇等現(xiàn)實問題。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的地下水位下降、熱島效應等問題，對修復城市水生態(tài)、維護原有生態(tài)系統(tǒng)平衡效果顯著。1、應用透水混凝土的優(yōu)勢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、同粒徑或間斷級配骨料和水按一定配合比構成。與普通混凝土相比，其透氣性、透水性更強并且質(zhì)量較輕，但強度偏弱。透水混凝土用于海綿城市建設的優(yōu)勢如下。（1）透水性能優(yōu)良。地表徑流能快速滲入透水混凝土進入地下，可在減少路面積水的同時補給地下水，降低市政管網(wǎng)的排水壓力，防止城市內(nèi)澇，并預防因地下水位下降導致的地面沉降。（2）景觀效果良好。透水混凝土可通過摻入無機顏料實現(xiàn)彩色面層，在城市景觀建設中取得良好效果。（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構，內(nèi)部開放式孔隙較多，不易發(fā)生漫反射，可減少行人及司機的反光、眩暈等現(xiàn)象。2、工程案例青島市海綿城市建設試點區(qū)李滄區(qū)樓山河匯水分區(qū)街頭綠地改造工程華齡樂園位于樓山后社區(qū)2個地塊之間，屬社區(qū)公園，主要為社區(qū)居民服務，為兒童游樂、老人休憩提供活動場所。華齡樂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，本次海綿改造設計透水混凝土面積為1200?m2。華齡樂園現(xiàn)狀年徑流總量控制率約為50%，屬中等強度開發(fā)區(qū)，本次海綿改造采用以滯、蓄、凈為主的低影響開發(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。設計透水混凝土孔隙度為15%~25%，透水速度達到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、同粒徑或間斷級配骨料和水，實際應用時可根據(jù)功能側重不同適當調(diào)整比例。一般情況下水泥選用強度等級高于42.5級的硅酸鹽或普通碳酸鹽水泥，并應符合國家標準；骨料碎石要求堅硬、耐久、緊密、潔凈；若使用膠結材料等外加劑，要求具有減水和緩凝功能，并應按國家標準進行質(zhì)量檢測。3.2.2配合比確定在透水混凝土施工過程中，確定配合比至關重要。為保證透水混凝土的良好透水性，采用體積法進行設計，即通過嚴格控制各組成材料的體積達到目標孔隙率。通過適當調(diào)整水灰比使其滿足強度設計要求。目前實際應用中多采用經(jīng)驗圖表法來確定透水混凝土的配合比，以簡化計算，方便施工。一般情況下，水灰比在0.27~0.32時（表1）透水混凝土的透水性和強度均較理想。

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)及強度滿足設計要求，采用3次攪拌方式，即第1次投料時將全部骨料及50%的水投入攪拌機攪拌均勻，第2次投料時將50%的水泥及外加劑投入攪拌機攪拌均勻，第3次投料時將50%的水泥及50%的水投入攪拌機并攪拌均勻。透水混凝土的運輸時間應控制在30?min以內(nèi)，以免拌合物發(fā)生離析，還應結合現(xiàn)場氣溫及混凝土初凝時間，嚴格控制透水混凝土從拌合完成至澆筑結束的時間。3.2.4路面成型透水混凝土澆筑過程中，采用振動及壓力相結合的方式來保證路面成型。在振搗緊密的基礎上，對面層施壓，以進一步縮小上下部骨料顆粒的接觸點間距，形成蜂窩狀結構，保證密度均勻，透水性能及強度符合設計要求（圖4）。

圖4路面整平壓實3.2.5保養(yǎng)維護透水混凝土采用覆蓋薄膜保濕養(yǎng)護，澆筑結束后立即覆蓋薄膜并于24h后均勻灑水。灑水時應避免高壓噴淋沖刷水泥漿，為其持續(xù)水化保證水分供給，達到設計要求的強度（圖5）。

圖5透水混凝土養(yǎng)護23.2.6路面驗收透水混凝土路面鋪設完成后，應根據(jù)規(guī)范要求對其彎拉強度、抗壓強度及透水率等進行詳細驗收，保證其在海綿城市建設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，為滿足透水混凝土的強度要求，應確定水泥的最佳用量。若水泥用量過大會導致孔隙率降低，透水性能降低；水泥用量過小則會導致骨料粘接不緊密，強度降低。4.2粗骨料透水混凝土結構要求粗骨料間接觸充分，形成雙凹粘結面，以達到最優(yōu)粘接效果。原材料制備時應考慮骨料粒徑及性能，粗骨料選用粒徑3~6?mm，質(zhì)地堅硬、耐久、緊密、潔凈的反擊破整形碎石，使透水混凝土滿足透水性及強度要求。4.3外加劑透水混凝土孔隙率確定后，可添加膠結料以確保水泥和骨料粘結緊密，從而提高結構強度，保證透水混凝土的耐久性。5、結束語透水混凝土具有