面向海绵城市透水铺装试验研究文献综述

 2022-11-01 01:11
  1. 文献综述(或调研报告):

法国为了改善公园林荫道上树木的灌溉难题最早提出透水路面的设想。目前在法国已广泛开展用多孔混凝土作路边排水和硬路肩得试验,Des poutset Chausses 中心试验室在此方面做了很多的工作。Missoux和Merrien两人用孔隙率为15%~30%的透水性混凝土做试验得出,其28天抗压强度一般在14Mpa以下,渗透率分别为每平方米每秒2.1和2.9立方米。另外,法国还将透水性混凝土大量用于网球场,其国内60%的网球场是用透水性混凝土修建的。除此之外,透水性混凝土还用在护坡绿化地带,对河道两岸的生态环境创造良好的生态环境[1]。

20世纪70年代后期,日本因长期抽取地下水而导致地基下沉[2],为了解决这一问题,日本提出了“雨水的地下还原”政策,着手开发透水性混凝土铺装,并研究了透水性混凝土铺装材料的透水系数与孔隙率和强度的关系,透水性混凝土以其优良的透水性能在建设工程中得到广泛应用。透水性混凝土主要应用在停车场、公园、人行道、住宅小区、高速公路的中央分隔带及路肩等处。1987年日本研究者申请了透水性混凝土路面材料专利。他们在胶结材中掺用了高分子树脂和微细骨料来制备透水性混凝土[3]。

在美国,透水性混凝土一般不含细骨料,称为无细集料混凝土。20世纪60年代,美国开始了对透水性混凝土的性能研究。1995年,南伊利诺伊大学的Nader Ghafoori[4]讨论了透水混凝土作为道路材料的使用技巧,并对其物理力学性能进行了试验研究与分析。美国的佛罗里达、新墨西哥和犹它州已将无细集料混凝土作路面面层材料用于停车区路段。80年代,新泽西州和宾西法尼亚州公路部门已计划推广应用无细集料混凝土路面[5]。目前美国不少州已规定并且试验在路面面层下设水泥混凝土透水基层以便迅速排水。除新墨西哥州外,加利福尼亚、伊利诺斯、俄克拉何马和威斯康星州都提出了有关普通水泥混凝土透水基层的标准技术规范。其材料组成为普通水泥、水、粗集料和少量作为细集料的砂。

中国建筑材料科学研究院在原国家建筑材料工业局的资助下,与1993年开始进行《透水混凝土与透水性混凝土路面砖的研究》,1995年开始在试点工程中应用。1998年通过部级鉴定(建材鉴字[1998]第27号),专家委员会一致认为“透水性混凝土路面砖的技术性能达到国际先进水平”[6]。目前已在北京、上海、山东、山西等地推广应用。

东南大学材料系与日本爱知工业大学合作进行的“减少环境负荷的多孔混凝土研究”,内容涉及多孔质材料的透水性、强度、水质净化机理及植物生长型混凝土等内容 [7]。

为了改善透水混凝土过渡区,提高骨料与浆体之间的粘结强度,万讳[8]在实验中选用不饱和环氧树脂、水溶性PAE树脂替代水泥作为胶凝材料以提高其粘结强度。潘杰等人[9]试验后推荐采用强度较高、混合材料掺量较少的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,强度等级在42.5级以上。程娟等人[10]的研究结果表明:采用硅灰、磨细粉煤灰、磨细矿渣粉作为活性矿物掺合料填充于水泥凝胶体的毛细孔和微裂缝中,在保证渗透性的同时,可以提高透水性混凝土密实度和强度,其中以硅灰为佳。

T. Y. Lo等人[11]利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线分析系统,研究了轻骨料在透水混凝土中的应用。陈瑜等人[12]在综合考虑透水混凝土的和易性、抗滑性和强度等性能要求的基础上,釆用正交试验设计方法,优选压碎指标低、坚固性好、冲击值低、磨耗损失小、磨光值高、粒径范围5-10mm的骨料品种,以改善透水混凝土性能优化配合比设计。

薛丽皎等人[13]在试验中研究了骨料品种、骨料粒径对透水混凝土主要性能的影响,试验结果表明:在相同骨料粒径的情况下,由碎石骨料配制的透水混凝土透水性能和强度变化幅度均明显大于卵石骨料配制的透水混凝土,随着骨料粒径的增大透水混凝土的强度呈非线性变化,且存在最佳粒径尺寸。

卓义金[14]等人选用JM-A高效减水剂改善透水混凝土的性能,其研究结果表明:改性后的透水混凝土疲劳寿命服从双参数的威布尔分布,改性剂在浆体内部形成聚合物网络结构,可增加胶凝材料强度、改善混凝土抗变形性能。

陶卓辉[15]用浆体包裹骨料理论进行配合比设计,考察水灰比、孔隙率、级配等不同控制参数与透水混凝土力学性能的相关性,并且通过建立实际降噪值与有效孔隙率和孔径大小的关系,计算最佳的有效孔隙率和级配,以确定最佳水灰比。

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