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透水混凝土是一種多孔、輕質(zhì)、無細骨料混凝土,將水泥、特殊添加劑、骨料、水用特殊配比混合而成,由粗骨料表面包覆一層膠結(jié)料相互粘結(jié)而形成孔穴均勻分布的蜂窩狀結(jié)構(gòu),它比其他地面鋪裝材料更為優(yōu)良、生態(tài)、環(huán)保,屬于全透水類型,有很好的透水性、保水性、通氣性,水能夠很快地滲透混凝土;透水混凝土作為環(huán)境負荷減少型混凝土,具有與普通混凝土不同的特點即容重小、水毛細現(xiàn)象不顯著、透水性大,膠結(jié)材料用量少、施工簡單、綠色環(huán)保型和生態(tài)型的道路材料;透水混凝土地坪整體美觀,透水效果良好,雨水收集充分,具有良好的經(jīng)濟效益和生態(tài)環(huán)境效益,同時透水混凝土具有吸聲降噪、抗洪澇災(zāi)害、緩解城市的“熱島效應(yīng)”等作用。透水混凝土路面的結(jié)構(gòu)形式自下到上依次為素土夯實、級配碎石、60~200 mm 透水混凝土
透水混凝土的施工主要包括攤鋪、成型、表面處理、接縫處理等工序。可采用機械或人工方法進行攤鋪;成型可采用平板振動器、振動整平輥、手動推拉輥、振動整平梁等進行施工;表面處理主要是為了保證提高表面觀感,對已成型的透水混凝土表面進行修整或清洗;透水混凝土路面接縫的設(shè)置與普通混凝土基本相同,縮縫等距布設(shè),間距不宜超過 6m 。
透水混凝土施工后采用覆蓋養(yǎng)護,灑水保濕養(yǎng)護至少 7 天,養(yǎng)護期間要防止混凝土表面孔隙被泥沙污染。混凝土的日常維護包括日常的清掃、封堵孔隙的清理。清理封堵孔隙可采用風機吹掃、高壓沖洗或真空清掃等方法。
透水型路面可以將路面的雨水滲透到路基或是周圍的土壤中加以儲存,目前多數(shù)應(yīng)用于園林綠地、公園、球場等。為加大滲透能力,保證路基強度,也可以增加附屬排水系統(tǒng),排水流入城市管網(wǎng)或蓄水系統(tǒng),主要應(yīng)用在人行道及自行車道、社區(qū)內(nèi)地面裝飾、園林景觀道路及城市廣場、游泳池旁邊及體育場、社區(qū)消防通道及輕量級道路、高爾夫球場電車道、戶外停車場等道路承載大的地段。
透水瀝青路面又叫“排水降噪路面”,是一種新型路面結(jié)構(gòu),在原料中混入了特別研制的改性瀝青、消石灰、纖維,能有效降低高速行駛的車輛與路面磨擦引起的爆破聲,透水型瀝青路面只是在路表面層采用透水瀝青,底面層仍是普通瀝青,在底面層兩側(cè)增加碎石排水暗溝,滲水通過路面底面層橫向流入兩側(cè)的排水暗溝中,每隔一定距離在路邊設(shè)置滲水井,雨水可以通過滲水井滲透到路基以下或統(tǒng)一排到蓄水池中儲存起來循環(huán)利用,使雨水下滲。路面積水的反光現(xiàn)象由此成為歷史,雨天機動車打滑的現(xiàn)象也將大幅度減少。雨天路面不積水、無水膜、無水霧、抗滑性好,視覺效果好,大幅度提高了雨天行車的安全性,也大大降低了車輛的漂滑現(xiàn)象,保證了行車的安全性。此外,其特殊的大空隙表面結(jié)構(gòu)使得路面表面溫度比一般路面溫度要低,還能夠改善城市熱島效應(yīng)。這樣就要求底面層施工時一定要控制好道路的橫坡,否則瀝青路面會有層間水長期存在,加快道路的破損。
透水磚,又叫荷蘭磚,其優(yōu)點是不積水、排水快,抗壓性強。透水磚分為普通透水磚、聚合物纖維混凝土透水磚、彩石復(fù)合混凝土透水磚、彩石環(huán)氧通體透水磚、混凝土透水磚等。透水磚路面適用于對路基承載能力要求不高的人行道、步行街、休閑廣場、非機動車道、小區(qū)道路以及停車廣場等場合,按照柔性路面設(shè)計方法進行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計。目前, 在市面上見到的透水磚從材質(zhì)和生產(chǎn)工藝上可分為兩大類, 一類是以固體工業(yè)廢料、生活垃圾和建筑垃圾為主要原料, 通過粉碎、成形、高溫燒制而成的具有透水磚的性能、符合透水磚標準的建筑裝飾材料, 稱之為陶瓷透水磚; 另一類是以無機非金屬材料為主要原料, 利用有機或無機粘結(jié)劑通過成形、固化而制成的具有透水磚性能、符合透水磚標準的建筑裝飾材料, 由于它無須燒成,所以稱其為非陶瓷透水磚。從產(chǎn)品本身的性能和使用功能上又可將透水磚分為磚體本身透水的透水磚和磚體本身不透水或本身只能滲水或微弱透水的透水磚。本身不透水的透水磚有陶瓷的,也有非陶瓷的,其透水功能靠鋪貼或拼湊組合時磚與磚之間的接縫實現(xiàn)。單體不透水的陶瓷透水磚是將不同顏色的陶瓷磚塊(20mm×30mm、30mm×50mm)按一定規(guī)格組合粘貼在一片特制的樹脂板上, 像馬賽克一樣。該樹脂板下面有支撐腳,以便于從磚接縫處漏下去的水滲入地下,達到透水的目的。這種透水磚重量輕、鋪砌方便, 更換也方便, 圖案組合更容易實現(xiàn), 但成本較高。陶瓷透水磚具有很多其他陶瓷磚所不具有的特性:(1)高透水性; (2)陶瓷透水磚的主要原料是工業(yè)廢料,所以其生產(chǎn)減輕了工業(yè)廢料對環(huán)境造成的污染; (3)高透水性生態(tài)陶瓷磚主要以工業(yè)固體廢物為原料, 且該磚的裝飾效果特別好, 所以它必然會代替其他類似的建筑材料, 從而節(jié)約了其他工業(yè)原材料的使用, 為節(jié)約資源做出貢獻; (4)
由于陶瓷透水磚使用的工業(yè)廢料都經(jīng)高溫煅燒過, 所以其燒制過程除燃料本身放出的氣體外,很少產(chǎn)生有害氣體, 減輕了廢氣對環(huán)境的污染; (5)陶瓷透水磚孔隙率高, 吸音效果好, 有防止噪音污染的功能。另外, 其表面摩擦系數(shù)大, 行人行走輕松自如, 從而消除行走時的疲勞感。
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透水性硬化路面及鋪地(簡稱透水性鋪裝) 的內(nèi)部構(gòu)造是由一系列與外部空氣相連通的多孔結(jié)構(gòu)形成骨架,同時又能滿足路用及鋪地強度和耐久性要求的地面鋪裝。透水性鋪裝包括透水性瀝青鋪裝、透水性混凝土鋪裝及透水性地磚等;我國傳統(tǒng)的用于園林鋪地的鵝卵石地面鋪裝也是透水性鋪裝的一種。有些透水性地磚與綠化相結(jié)合,形成半綠化地面。透水性鋪裝由于其本身良好環(huán)境效益越來越受到人們的重視。
透水性鋪裝兼有良好的滲水性及保濕性,它既兼顧了人類活動對于硬化地面的使用要求,又能通過自身性能接近天然草坪和土壤地面的生態(tài)優(yōu)勢以便減輕城市非透水性硬化地面對大自然的破壞程度,透水性鋪裝地面以下的動植物及微生物的生存空間得到有效的保護,因而很好地體現(xiàn)了“與環(huán)境共生”的可持續(xù)發(fā)展理念。
由于自身良好的透水性能的滲水能力,能有效地緩解城市排水系統(tǒng)的泄洪壓力,徑流曲線平緩,其峰值較低,并且流量也是緩升緩降,這對于城市防洪無疑是有利的。因此,鋪裝透水性地面不失為城市廣場防澇的積極措施。
透水性鋪裝表面由于孔隙的存在使得投射到表面上的光線產(chǎn)生擴散反射,因而避免了光滑地磚或石材常出現(xiàn)的由定向反射而造成的眩光,雨天不透水地面聚集的水面同樣會產(chǎn)生眩光,這種眩光在夜間的車燈照耀下特別嚴重,這是造成夜晚雨天行車交通事故多的重要原因之一。透水性鋪裝由于及時消除表面積水,因而克服了行車“漂滑”、“飛濺”、“夜間眩光”等不透水地面所帶來的缺陷,對城市交通安全也是有利的。
當聲波打在透水性鋪裝表面上時,聲波引起透水性鋪裝內(nèi)部小孔或間隙的空氣運動,緊靠孔壁表面的空氣運動速度較慢,由于摩擦和空氣運動的粘滯阻力,一部分聲能就轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?從而使聲波衰減;同時,小孔中空氣和孔壁的熱交換引起的熱損失,也能使聲能衰減。由于城市高層建筑以及高架道路的不斷增多,再加上穿過市區(qū)的飛機噪聲,這些聲源較高的噪聲,從城市上空投射到透水性鋪裝表面上,根據(jù)上述原理,透水性鋪裝依靠其特有的吸聲降噪機理對城市聲環(huán)境起到明顯的改善作用。普通的非透水性硬化廣場地面只能將聲波重新反射,起不到吸聲降噪的作用。另一方面,透水性鋪裝的多孔結(jié)構(gòu)能使在其上行駛車輛的輪胎噪聲降低,進而對降低交通噪聲也是有利的。透水混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)能有效降低路面噪聲6-10 分貝。
大孔隙率的透水工程材料能吸附城市污染物(如粉塵),減少揚塵污染,對地表污水起過濾作用。而且在雨天可以有效的防止地表徑流的情況出現(xiàn),這樣就可以防止垃圾隨著地表徑流隨處漂,到處是臟水的情況。使城市無論是晴天還是雨天都是干干凈凈的,更加環(huán)保。
可以在粘結(jié)劑中摻入各種色料,使得混凝土路面顏色變得多種多樣,也很容易形成各種圖案,可以結(jié)合周圍景觀自由設(shè)計,擺脫了以前黑色鋪裝的單一、凝重、壓抑,豐富了城市路面的色彩,美化了城市的景觀效果。這種例子在我國已經(jīng)很多了,我國正在積極研究,現(xiàn)在已有透水性生態(tài)彩色藝術(shù)地坪,它不但生態(tài)環(huán)保,且色彩、質(zhì)感、花式多變,適宜不同的景觀風格需求。位于杭州市環(huán)城東路的金衙莊地道,就應(yīng)用了透水混凝土鋪裝,一瓶礦泉水倒下去,不過兩秒鐘就完全滲下,解決了以往花崗巖鋪裝一遇雨雪天氣路面打滑的問題。金衙莊地道頂為淺黃色,壁為鵝黃色,透水混凝土則為深黃色,和諧而富于變化,與杭州其他冷色調(diào)的地道相比,豐富了杭州的色彩。
據(jù)專家測算,南京市可改造為透水鋪裝面積約370 萬平方米,如全部改造完畢,可蓄水69 萬立方米,相當于70 臺水泵的排水量;如果這部分降水混入污水系統(tǒng),浪費嚴重;2007 年,北京改造玉泉西街、體育場北路東段等9 條奧運市政道路兩側(cè)步道,鋪設(shè)步道總長5500 米,覆蓋步道面積2.5 萬平方米,年可節(jié)水1.2 萬立方米;透水材料鋪裝的地面與不透水材料鋪裝的地面工程造價基本持平或更低。
城市河道治污在城市建設(shè)中具有重要的意義。透水混凝土可用于河道護坡,防止因水流對河堤的沖刷而水土流失,有利于綠化植物扎根生長。應(yīng)用效果超出有關(guān)部門對河岸實施生態(tài)修復(fù)工程的設(shè)想。杭州市為實施“運河申遺”計劃,大規(guī)模把透水混凝土運用到城市河道的堤岸、護坡工程,很好的實現(xiàn)“水清、岸綠、景美”,成為市民休閑游玩的好去處。
透水混凝土能使雨水迅速滲入地下,補充地下水,保持土壤濕度,維護地下水和土壤的生態(tài)平衡,改善城市生態(tài)條件;又能避免因過度開采地下水而引起的地陷和房屋地基下沉等工程地質(zhì)災(zāi)害。經(jīng)測算,5000 萬平方米透水地坪,按年降雨量600 毫米計,可蓄水3000 萬立方米,相當一個中型水庫容量。可見透水混凝土鋪裝路面的蓄水潛力非常巨大!