透水混凝土由歐美、日本等國家針對原城市道路的路面的缺陷，開發使用的一種鋪裝材料。這種鋪裝材料能緩解城市的地下水位急劇下降，有效地消除地面上的油類化合物等對環境污染的危害，同時能保護地下水、維護生態平衡、能緩解城市熱島效應。透水混凝土對于人類生存環境的良性發展及城市雨水管理與水污染防治等工作上，具有特殊的重要意義。

1. 介紹

透水混凝土是一種獨特的混凝土路面類型，主要由級配合理的粗骨料和膠凝材料組成，這些材料為混合物提供了一個相互連接的宏觀孔隙內部結構。由于透水混凝土中的細骨料數量有限或不存在，會產生較大的孔隙，這有助于儲存雨水，并以科學的方式減少徑流量。此外，研究發現多孔的性質可以減少超熱島效應，并有助于維持良好的環境。

2. 透水混凝土路面

透水混凝土路面系統的典型橫截面如圖1所示。橫斷面由透水混凝土層、上部土工布（可選）、骨料床/基層、土工膜和路基組成。然而，需要注意的是，可能存在骨料中間層，用作阻流層、排水層等。從橫截面可以看出，在透水混凝土路面系統中提供土工布的位置有兩個：

?透水混凝土層和骨料層之間的土工布。

?集料層和路基層之間的土工布。

圖1 透水混凝土路面系統的典型橫截面[1]

如果需要雨水滲入路基，土工布可以是透水的，如果不需要滲透，則可以是不透水的。這些土工合成材料可用于路基材料中，以便在路基薄弱時通過限制穩定。土工布在透水混凝土路面上的應用如圖2所示。

圖2 土工布在透水混凝土路面系統中的應用[2]

在MnRoad試驗設施中建造了透水混凝土路面試驗室，并對其進行了監測，以觀察和研究不同類型的損壞[2]。在進行的調查中發現最常見的問題是：

?接縫劣化；

?表面密封；

?磨損；

?脫粘；

透水混凝土路面試驗間不同缺陷的照片如圖3所示。

圖3 透水混凝土路面的不同病害：（a）接縫劣化；（b）脫粘；（c）表面密封[2]

3. 透水混凝土的凈水效果

眾所周知，雨水會造成面源污染，徑流將自然和人為污染物帶入湖泊、溪流、河流等自然水體，影響依賴這些水體的整體生態。城市徑流中污染物的典型濃度如表1所示。然而由于透水混凝土的多孔性，不僅減少了雨水徑流量，并且提高了滲透雨水的質量，雨水基本上受到重金屬、油類、糞便、灰塵等多種來源的污染。其凈化滲透雨水的機制可分為三類：

?物理凈化：透水混凝土內部結構中的彎曲路徑吸附懸浮物。這樣可以去除雨水中大部分的固體懸浮顆粒，從而在一定程度上減少污染物。最終，懸浮顆粒可以通過定期維護去除。

?化學凈化：透水混凝土本質上是堿性的，在與污染的水接觸時，會釋放出氫氧化物離子（OH-）和碳酸鹽離子（CO32-），它們與聚合物發生反應并沉淀。此外，受污染的水的pH值也會增加，使其變得更中性，而不是酸性。

?生物凈化：透水混凝土中的孔隙為許多微生物活動提供了場所，這些微生物活動消耗并溶解懸浮物。

表1 不同土地用途的城市徑流中不同污染物的濃度[3]

參考文獻

[1]Anush K. Chandrappa,Krishna PrapoornaBiligiri. Pervious concrete as a sustainable pavement material – Research findings and future prospects: Astate-of-the-art review[J]. Construction and Building Materials,2016,111.

[2]V.R. Schaefer, J.T. Kevern, K. Wang, Pervious concreteoverlay design, construction and performance, in: TERRA Innovation Series:MnROAD Research Conference October 4, 2011.

[3] Dongya Li,Jinquan Wan,Yongwen Ma,YanWang,Mingzhi Huang,Yangmei Chen. Stormwater runoff pollutant loadingdistributions and their correlation with rainfall and catchment characteristicsin a rapidly industrialized city.[J]. PLoS ONE,2017,10(3).

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來源：同濟可持續混凝土 胡智博