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透水性铺装材料的发展与应用

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发表于 2017-4-7 17:45:23 | 显示全部楼层 |阅读模式

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透水性铺装材料的发展与应用

一、透水性铺装材料的定义
透水性铺装是指能使雨水通过, 直接渗入路基的人工铺筑的铺装材料。因此具有使水还原于地下的性能。透水性铺装的共同特点是降水可通过本身与铺装下基层相通的渗水路径渗入下部土壤。一方面要求铺装面层结构具有良好的透水性, 另一方面基层也应有相应的透水性能。

二、透水性铺装材料的历史发展
发达国家于20 世纪70 年代开始研究透水性铺装材料。1970 年, 英国曾尝试用无砂透水混凝土铺筑常规刚性路面, 使用效果很好, 但终因28d 强度只有13.8MPa, 10a 后由于冻融而遭破坏。1979 年, 美国在佛罗里达州一座教堂附近首次使用无砂多孔混凝土建成具有透水性的停车场, 并取得专利。20 世纪80 年代初,美国出现了专门的“透水性混凝土搅拌站”, 1991 年,在佛罗里达州还成立了“ 透水性混凝土路面材料协会”。1987 年, 日本研究者申请了透水性混凝土路面材料专利。他们采用高分子树脂和微细骨料包裹单粒级粗骨料制备透水性混凝土。

透水砖起源于荷兰, 在荷兰人围海造城的过程中,发现排开海水后的地面会因为长期接触不到水分而造成持续不断的地面沉降。为了使地面不再下沉, 荷兰人制造了一种长100 毫米宽200 毫米50 或60 毫米高的小型路面砖铺设在街道路面上, 并使砖与砖之间预留了2 毫米的缝隙。这样下雨时雨水会从砖之间的缝隙中渗入地下。这就是后来很有名的荷兰砖。

在我国古代就有利用渗透砖下渗雨水的成功先例。在北京团城古园林, 古人在保护生态环境的意识下, 充分利用天然降水, 采用倒梯形青砖和深埋渗排涵洞等做法干铺地面, 使团城地面高出四周4~5cm 的古树茁壮成长, 有的树龄已高达800 年之久。

20 世纪90 年代中国出现了舒布洛科砖。北京市政部门的技术人员根据舒布洛科砖的原理发明了一种砖体本身布满透水孔洞, 渗水性很好的路面砖。雨水会从砖体中的微小孔洞中流向地下。又过了一段时间, 为了加强砖体的抗压和抗折强度, 技术人员用碎石作为原料加入水泥和胶性外加剂使其透水速度和强度都能满足城市路面的需要。


三、透水性铺装材料的优势
与不透水的铺装材料相比, 透水性铺装材料具有诸多生态方面的优点, 具体表现在以下几方面:

1.雨水能够迅速地渗入地表, 还原成地下水, 使地下水资源得到及时补充。对于我国目前水资源极其缺乏的现状将做出非常有力的改善, 不但在地下水的补充上, 而且对道路铺装两旁的植物的成长提供了丰富的水资源。

2.雨水迅速渗入地表, 减少路面积水, 大大减轻排水系统的压力, 并且减少了对自然水体的污染。

3.透水性铺装具有良好的渗水性及保湿性, 它既兼顾了人类活动对于硬化地面的使用要求, 又能通过自身性能接近天然草坪和土壤地面的生态优势以便减轻城市非透水性硬化地面对大自然的破坏程度, 透水性铺装地面以下的动植物及微生物的生存空间得到有效的保护,因而很好地体现了“与环境共生”的可持续发展理念。

4.透水性铺装可以吸收车辆行驶时产生的噪声, 创造安静舒适的交通环境。当声波打在透水性铺装表面上时, 声波引起透水性铺装内部小孔或间隙的空气运动,紧靠孔壁表面的空气运动速度较慢, 由于摩擦和空气运动的粘滞阻力, 一部分声能就转变为热能, 使声能衰减;同时, 小孔中空气和孔壁的热交换引起的热损失, 也能使声能衰减。据研究, 透水性沥青路面的降噪效果在3~5dB 左右。另外透水性铺装能防止雨天路面积水和夜间反光, 改善车辆行驶以及行人行走的舒适性与安全性。

5.透水性铺装由于自身一系列与外部空气及下部透水基层和垫层相连通的多孔构造, 雨过天晴后, 透水性铺装下垫层土壤中丰富的毛细水可以通过自然蒸发作用, 降低铺装表面的温度, 进而缓解了城市热岛现象, 透水性水泥混凝土路面可降低路面温度约5℃; 同时, 水蒸气增加了空气的湿度, 也有利于缓解城市热岛效应。

6. 透水性铺装表面由于孔隙的存在使得投射到表面上的光线产生扩散反射, 因而避免了光滑地砖或石材常出现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样会产生眩光, 这种眩光在夜间的车灯照耀下特别严重, 这是造成夜晚雨天行车交通事故多的重要原因之一。透水性铺装由于及时消除表面积水, 因而克服了行车“漂滑”、“飞溅”、“夜间眩光”等不透水地面所带来的缺陷, 对城市交通安全也是有利的。


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