透水混凝土路面结构层孔隙堵塞机理试验研究

利用透明聚丙烯酸钠小球代替透水混凝土粗集料,对堵塞颗粒在地表径流作用下进入透水混凝土内部孔隙造成的堵塞过程进行了图像分析研究,并采用控制变量法分别研究了透水混凝土孔隙率、水平径流速度、渗流速度、堵塞颗粒级配对堵塞过程的影响。结果显示:堵塞过程经历了快速堵塞、堵塞恢复、缓慢堵塞和稳定堵塞4个阶段;孔隙率和堵塞颗粒级配对堵塞发展速度的影响较为明显;孔隙率、水平径流速度、渗流速度和堵塞颗粒级配都对各粒径堵塞颗粒的最终分布有一定影响。该研究结果对透水混凝土路面的养护有一定的参考价值。     

实验室进行混凝土路面砖透水路面的堵塞试验研究

在全球化城市发展过程中,为促进雨水渗透、减少地表雨水径流量,改善下游承受水体的水质,正越来越多地利用连锁混凝土路面砖透水性路面系统(英文简称:PICPs)。但是,随着时间推移,地表雨水径流中的沉积物会在PICPs中造成堵塞,大大降低PICPs的渗透能力。过去曾对PICPs的堵塞问题进行过大量研究,其中很多研究都采用在实验室的PICP模型,并使用人工合成的雨水,试图重现和预测出现场铺装PICP的实际堵塞过程。试验使用了各种各样的沉积物类型和颗粒尺寸,以及不同的降雨强度,故研究所获得的结果并不相同。本项目是在实验室内,研究不同类型沉积物、不同颗粒尺寸分布、不同试验期限对PICP模型堵塞情况的影响。利用加速半合成雨水的模拟技术,在实验室分别对18个专门建造的PICP模型进行了试验。对以下三种不同类型的沉积物进行了试验:(1)专门配制的硅砂;(2)颗粒尺寸300μm的实际雨水沉积物;(3)颗粒尺寸1.18mm的实际雨水沉积物。本研究采用6个不同降雨速率(降雨强度)进行了试验。研究结果普遍显示,硅砂沉积物的堵塞过程与降雨强度成反比。也就是说,较低降雨强度(较长的试验期限)下的PICP的堵塞程度较弱。相反,颗粒尺寸300μm的实际雨水沉积物,堵塞过程与降雨强度成正比,即:较低降雨强度(较长的试验期限)下的PICP的堵塞程度更严重。对于颗粒尺寸1.18mm的沉积物,降雨强度对堵塞程度似乎没有影响。对于判断实验室PICP模型堵塞试验结果的可靠性和有效性,以及如何看待这些结果,提出了一种新的见解。     

透水混凝土路面抗堵塞性能研究

透水混凝土路面上层厚度的大小影响透水混凝土路面的恢复情况和使用寿命。透水混凝土路面上部设置的粗骨料粒径较小,在服役过程中,堵塞材料大部分滞留在透水混凝土路面上层,透水混凝土在高压水枪作用下恢复其透水系数时,滞留在上层的堵塞物经高压水枪作用进入到粒级较大的下层,较小且合理的上层厚度对透水混凝土路面的恢复率具有积极影响。     

透水混凝土改造既有水泥混凝土路面透水性能试验研究

对8组24个立方体试件进行透水试验,研究透水混凝土改造既有水泥混凝土路面后的透水性能,并分析水泥混凝土层开孔率及透水混凝土骨料粒径对改造后路面透水性能的影响。试验结果表明,既有水泥混凝土路面透水性能改造方法能使改造后路面透水性能满足相关规范要求;透水试件孔隙率及透水系数均随着水泥混凝土层开孔率及透水混凝土骨料粒径的增大而增大。根据研究结果,建议在实际工程中将水泥混凝土层开孔率控制为22. 43%以内,可通过增大透水混凝土骨料粒径提高改造后路面的透水性能。     

纳米二氧化钛控制透水砖堵塞试验研究

为了研究纳米二氧化钛对陶瓷透水砖堵塞的控制效果,采用不同方式在透水砖表面负载纳米二氧化钛,并开展了一系列透水砖堵塞控制试验,测定了透水砖的透水系数随过水时间的变化。结果表明,引入适量纳米二氧化钛可以提高陶瓷透水砖的透水性能。在1 g和4 g纳米二氧化钛负载量下,采用喷涂法和浸提法负载1 g纳米二氧化钛的透水砖均表现出良好的透水性能。喷涂法负载纳米二氧化钛透水砖的透水性能优于浸提法,初期和末期透水系数比未负载纳米二氧化钛的透水砖分别高146.15%和100%。用喷涂法负载粒径为5～10、25、40、100 nm的纳米二氧化钛时,5～10 nm的透水砖表现出最佳的透水性能,且成本最低。因此,推荐采用喷涂法负载纳米二氧化钛,且最适粒径范围为5～10 nm。     

透水混凝土路面透水性能的影响因素研究

研究了骨料粒径及级配、孔隙率、堵塞物质类别及粒径对透水混凝土(Permeable concrete,PC)透水性能的影响。结果表明:PC的透水性能随骨料粒径与级配的改变而改变,4.75~9.50 mm单级配骨料的PC综合性能最好,连续级配的PC力学性能和透水性能变化相反。透水系数随着孔隙率的增大而增大,两者呈幂函数关系。0.3~0.6 mm刚性砂砾对PC透水性能影响最大,0~2.36 mm范围全粒径级配的砂砾会在PC表面形成密实的堵塞层,使透水性能急剧下降;处于多粉尘和油污环境中的透水混凝土路面(Permeable concrete pavement,PCP)透水性能衰减较快,需及时清理才能保持合适的透水性能。     

透水混凝土与水泥混凝土路面温湿度试验研究

透水混凝土作为一种新型环保路面铺装材料,在工程实践中应用广泛,各种研究表明,大面积的透水混凝土铺装对环境生态能够产生积极的影响。本文以在自然环境条件下测量透水混凝土路面、水泥混凝土路面地表温度和湿度试验为基础,旨在研究分析透水混凝土路面与水泥混凝土路面的温湿度变化情况,以及两种路面对热岛效应的影响情况。结果表明:在试验所得数据组中,水泥混凝土道路路面温度高于透水混凝土道路路面温度的组数达到80%以上;水泥混凝土道路路面湿度高于透水混凝土道路路面湿度的组数不足20%。当试验中的时间间隔设定相同时,试验数据显示,超过85%的水泥混凝土道路路面温度值较透水混凝土道路路面温度值变化快,超过80%的水泥混凝土道路路面湿度值较透水混凝土道路路面湿度值变化快。     

透水混凝土路面施工质量控制

海绵城市理念为新一代的城市雨洪治理理念,简单来说是指整个城市像海绵一样,在雨水天气城市可以吸水储水,在需要时再将贮存的雨水开释,提高整个城市的弹性,因此也称“水弹性城市”理念。在以前主要以铺设透水砖为主要形式,但透水砖也需要砖体下地面配合才能完成储水,效率较低,且透水效果不佳,随着科技的发展,逐步改进为修建透水混凝土路面。本文基于笔者参与的工程彩色透水混凝土路面实例,首先进行综合阐述,再剖析透水混凝土路面的关键施工技术,最后从“工艺”“材料”“人”“机械”“方法”和“环境”等角度分析如何做好质量控制,以供同行业人员参考。     

透水混凝土路面对城市热岛效应影响评价

文章通过运用定性与定量分析相结合的层次分析法,依据路面结构层对热岛效应影响较大的因素子,量化了透水混凝土整体路面、沥青路与水泥路面对热岛效应的影响,验证了透水混凝土对城市热岛效应影响最大,进一步证实透水混泥土路面在城市道路铺装运用中的生态效益。     

透水混凝土抗堵塞性能影响因素研究

该文研究了影响透水混凝土抗堵塞性能的因素,采用简易的变水头的透水仪,往透水混凝土试块表面加堵塞剂,来模拟透水混凝土被快速堵塞的过程。实验采用控制变量法,分别研究了透水混凝土的堵塞物粒径、设计孔隙率、水灰比和浆体扩展度等因素对透水混凝土堵塞情况的影响。通过加入堵塞剂的次数(质量)与透水系数衰减曲线的关系,堵塞剂滞留在试件表面的质量,清洗后透水混凝土透水系数的恢复情况来系统评价透水混凝土的抗堵塞性能。实验结果对透水混凝土的抗堵塞研究具有较强意义。     

C30透水路面混凝土性能试验研究

简述了透水混凝土的研究进展及特征,分析了透水混凝土的配合比设计方法,测试了制备的透水混凝土力学性能与透水性能。结果表明:体积法结合水胶比计算的配合比设计方法更合理,不同目标孔隙率的最佳配合比均可以通过强度和透水系数之间的关系来确定。在制备工艺中,相较于一次性加料法和振动成型方式,水泥裹石法和静压成型方式更有利于混凝土透水系数的提高。     

透水混凝土路面渗透试验尺寸效应研究

透水混凝土路面是海绵城市的重要组成部分。渗透系数是表征透水混凝土路面渗透性能的重要参数,其测试结果受测试仪器尺寸影响较大。设置3种粗骨料粒径的透水混凝土路面,每种透水混凝土路面设置5种内径的渗透仪器,进行透水混凝土路面渗透试验尺寸效应研究,旨在探讨如何选取透水混凝土路面渗透试验仪器内径,为室内准确测定透水混凝土路面渗透系数提供依据。     

透水混凝土整体路面减缓热岛效应试验研究

通过对透水混凝土整体路面、沥青路面、水泥混凝土路面在夏季高温天气时的温度进行测试,实测得到其表面温度和上部空气温度,并对其变化规律进行分析:沥青路面表面白天极端高温为53.3℃,水泥混凝土表面在14时,出现最高温度,并持续保持较高温度,20时高出其余二者3.5 K;透水混凝土降温升温均较快,12时之后上部空气温度开始降低,20时混凝土低1.7 K。透水混凝土路面的多孔结构和较低比热容起到快速升温和降温,缓解城市热岛效应的作用。     

透水混凝土抗堵塞性能研究

采用自制变水头试验装置测试混凝土的透水系数,分析了空隙率与透水系数的关系。通过设计堵塞试验,研究了不同粒径堵塞物对混凝土堵塞的影响规律及具有黏性的黄泥对混凝土的堵塞进程。结果表明:空隙率与透水系数间存在高度的线性关系;当面临同样尺寸的堵塞物时,不同空隙率混凝土的抗堵塞能力存在差异,15%空隙率混凝土的堵塞物敏感粒径为0.15～0.3 mm、0.3～0.6 mm,20%、25%空隙率混凝土的堵塞物敏感粒径为0.3～0.6 mm、0.6～1.18 mm;全级配砂砾对不同空隙率的混凝土堵塞都较严重,黄泥等具有黏性的堵塞物会导致透水混凝土的快速堵塞。     

运用响应面法对透水混凝土堵塞试验分析

透水混凝土作为海绵城市建设排水工程中的透水铺装、排水明沟及生物滞留设施建设重要材料,得到了广泛推广和应用,但透水混凝土在长期使用后,其具有的多孔性特质导致堵塞物质随地表径流进入孔隙,堵塞现象不断加剧导致透水混凝土透水性功能丧失。针对堵塞涉及的雨水径流水头高度、水平径流速度和试件孔隙率三个关键影响因素开展试验和模拟分析,探讨应用响应面软件研究透水混凝土的堵塞规律。试验结果表明:雨水径流水头的高度对孔隙堵塞影响性最高,而孔隙率和水平径流速度的交互作用对孔隙堵塞的影响程度显著。     

雨水径流条件对陶瓷透水砖快速堵塞的影响

利用自行研制的透水砖雨水径流快速堵塞模拟装置,分别研究了雨水径流中颗粒浓度、颗粒粒径和径流速度对陶瓷透水砖渗透系数的影响。试验结果表明:在雨水径流颗粒粒径为10~150μm的条件下,堵塞过程主要经历快速堵塞、局部波动和渐进堵塞三个阶段。雨水径流中的颗粒浓度和粒径分布是影响陶瓷透水砖快速堵塞的主要因素。在颗粒浓度为200~1000 mg/L的条件下,随着颗粒浓度的增大,透水砖堵塞过程延缓、程度变轻;随着颗粒粒径的增大,堵塞特性相反。雨水径流流速是影响陶瓷透水砖快速堵塞的次要因素。当径流流速从1.5 cm/s增加到6.5cm/s时,堵塞过程变慢,但不显著影响最终堵塞的程度。应结合当地雨水径流颗粒粒径范围,选用合适规格的陶瓷透水砖。     

透水混凝土孔隙堵塞影响因素分析

城市不透水面积越来越大,降雨往往汇入雨水管网流出城市,由此给城市带来了一系列生态问题。透水混凝土路面孔隙率大,能够收集、储存部分雨水,在一定程度上缓解城市排水压力。但透水混凝土面临堵塞问题,使用几年后渗透性严重降低,本文对透水混凝土堵塞影响因素进行分析。     

路面透水混凝土性能研究

结合透水混凝土的特点,通过试验系统地研究了水灰比与砂率对透水混凝土抗压强度和透水性的影响,并对其进行了深入分析,为制备性能优良的透水混凝土提供了指导。     

憎水剂对透水混凝土抗堵塞性能及透水性能的影响研究

为探究憎水剂SHP60对透水混凝土抗堵塞性能的影响及作用机理,采用水滴润湿边角试验观测SHP60对材料憎水性影响;通过SEM观察冲水前后试件的孔隙及颗粒形状变化;研究了SHP60掺量对透水混凝土初始孔隙率及使用过程中抗堵塞性能的影响,优选最佳SHP60掺量。结果表明：SHP60使材料水滴润湿边角增大2倍左右,使材料具有憎水性;SHP60对透水混凝土抗堵塞性能由对初始透水能力的削弱和对使用过程中透水能力的增强耦合。优先考虑透水性能的提高,其次考虑抗压强度条件下,SHP60最佳掺量为透水混凝土配合比干料质量的0.35%。     

透水混凝土路面施工的质量控制

结合工程实例,叙述了透水混凝土施工质量控制的监理工作,包括材料控制、施工过程各工序质量控制要点,以及质量验收,可为类似工程的监理和施工提供借鉴。