無砂透水混凝土在城市河道中的應用研究

無砂透水混凝土是一種環(huán)保、環(huán)保的混凝土。它具有一定的強度和透水性。適用于道路和道路的人行道結(jié)構(gòu)。它不僅可以保證人行道的強度和平整度，還可以在雨季將地表水滲透到地下，補充地下水和環(huán)境保護。本文將無砂透水混凝土引入到人行道結(jié)構(gòu)設計中，通過實驗研究及具體工程實例，確定引入無砂透水混凝土后的人行道結(jié)構(gòu)組合。一、無砂透水混凝土與級配礫石層組成行道樹結(jié)構(gòu)基層的必要性隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，各類城市設施的建設，現(xiàn)代城市地表逐步被鋼筋混凝土等硬質(zhì)材料所覆蓋，地表水下滲能力降低，地表徑流速度增快。在雨季能夠滲入地下的雨水明顯減少，城市地下水位急劇下降；同時，易形成積水、反光等現(xiàn)象，很難與空氣進行熱量和濕度的交換，易形成“熱島效應”，對環(huán)境造成影響。為改變這一現(xiàn)象，環(huán)保型透水材料被大量用作城市道路人行道、非機動車道的面層材料。同時，要求人行道結(jié)構(gòu)基層也應具備相應的透水性，保證整個人行道結(jié)構(gòu)層的透水能力。現(xiàn)階段人行道結(jié)構(gòu)的基層材料通常采用碾壓級配碎石，并輔以中、粗砂（或干硬水泥砂漿、或不設置）找平及固定透水磚面層。這種結(jié)構(gòu)形式對建筑材料、施工質(zhì)量的要求很高。在現(xiàn)有的施工機械化水平不高、施工人員能力參差不齊的情況下，易造成人行道的強度及平整度不高。在使用一段時間后，受雨水沖刷等原因影響，常出現(xiàn)局部沉降，造成人行道高低不平、起伏、波浪等問題，下雨天易形成積水，不利于行人通行。因此，迫切地需要一種新型材料來代替級配碎石作為人行道結(jié)構(gòu)基層，既能保證人行道結(jié)構(gòu)基層強度、平整性，又能保證有較強的滲透率，滿足保護環(huán)境、補充地下水的要求。無砂透水混凝土是由骨料、水泥拌制而成的一種多孔混凝土，不含細骨料，是一種生態(tài)、環(huán)保型混凝土，具有一定的強度和透水性。其強度和透水性基本能滿足現(xiàn)階段人行道結(jié)構(gòu)強度及透水性要求。因此，在深圳市大運中心周邊市政道路設計過程中，將無砂透水混凝土引入到人行道結(jié)構(gòu)中，與級配碎石層共同組成人行道基層。通過實驗研究，確定在強度、平整度、透水性等各方面滿足相關(guān)規(guī)范要求的人行道結(jié)構(gòu)組成，改善人行道因長時間使用而出現(xiàn)的高低不平、起伏、波浪等影響行人通行的問題，為行人提供安全、舒適的步行環(huán)境。二、無砂透水混凝土試件檢測為更好地設計人行道結(jié)構(gòu)組合，通過對28天齡期的無砂透水混凝土試件檢測其抗壓強度、透水系數(shù)等指標，確定滿足人行道結(jié)構(gòu)要求的無砂透水混凝土配合比、最小厚度等。（一）合作比無砂透水混凝土推薦配合比為水∶水泥∶碎石=0.4∶1∶4.5。（二）結(jié)構(gòu)總厚度的確定通過對路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性（承載能力、變形剛度等）、透水以及儲水能力綜合研究。從滿足透水、儲水功能的要求考慮，人行道結(jié)構(gòu)總厚度應根據(jù)該地區(qū)的降雨強度、降雨持續(xù)時間、工程所在地的土基平均滲透系數(shù)、透水結(jié)構(gòu)平均有效孔隙率進行計算?；鶎涌梢圆捎脽o砂透水混凝土+級配碎石組合方案，且考慮到長時間下雨（大于1小時情況）的滲透能力等因素，基層結(jié)構(gòu)厚度應不小于20厘米，即無砂透水混凝土或無砂透水混凝土+級配碎石≥20厘米。無砂透水混凝土層最小厚度建議為5厘米。（三）抗壓強度無砂透水混凝土的28天抗壓強度≥20MPa。（四）無砂透水混凝土透水效果分析由滲水試驗結(jié)果可知，無砂透水混凝土的透水系數(shù)>0.5mm/s，大于規(guī)范要求的最小透水系數(shù)。三、結(jié)構(gòu)設計（一）地下水、水泥水：普通自來水即可，未經(jīng)過濾混濁的地下水或使用過的不潔水不能利用。水泥：普通硅酸鹽水泥，強度等級42.5。粗骨料：5mm～13mm粒徑的碎石。（二）行人結(jié)構(gòu)組合通過對不同基層組合的人行道結(jié)構(gòu)進行試算，考慮工程造價等方面因素，確定人行道結(jié)構(gòu)組合為6cm環(huán)保透水磚+5cm無砂混凝土+15cm級配碎石。（三）指標28天抗壓強度：≥20.0MPa。透水系數(shù)：≥0.5mm/s。（四）加強土基管理，確保混凝土凝結(jié)攪拌：不得人工攪拌，需采用強制式攪拌機攪拌。澆筑：澆筑前，用水濕潤土基，防止混凝土水分流失加速水泥凝結(jié)。不得采用強烈振搗或夯實，應用輕型壓路機快速壓實。養(yǎng)護：澆筑后應立即采用塑料薄膜等覆蓋表面，并開始灑水養(yǎng)護；養(yǎng)護時間不得小于14天。四、無砂透水混凝土+級配充填基本粒子考慮大運中心周邊市政道路建成后，大運場館仍在建設過程中，大量的施工車輛將會使用這些道路。即使加強管理，仍難避免會有部分小汽車或者施工車輛占用人行道行駛、停車。如人行道結(jié)構(gòu)采用常規(guī)的透水磚+砂墊層+級配碎石的結(jié)構(gòu)，經(jīng)兩年多時間的雨水沖刷和機動車輛占用，建設好的人行道易出現(xiàn)不平坦、起伏、波浪等影響使用的問題。因此，大運中心周邊城市道路等均采用無砂透水混凝土+級配碎石基層，避免建設后的道路人行道出現(xiàn)不平坦等現(xiàn)象，影響行人通行，造成不良社會影響。以上道路人行道無砂透水混凝土基層及透水磚實施后，經(jīng)28天養(yǎng)護，平整度良好，透水性佳。小車試驗行走后，透水磚面層平整度無明顯變化，沒出現(xiàn)車轍等破壞人行道結(jié)構(gòu)層的現(xiàn)象；雨季時，透水性極好。通過對其他道路人行道的調(diào)查，使用該結(jié)構(gòu)的人行道，在抗壓強度，平整度，外觀感等均優(yōu)于常規(guī)結(jié)構(gòu)的人行道。五、行人、護坡及護坡采用環(huán)保透水磚+無砂透水混凝土+級配碎石基層的結(jié)構(gòu)，除了應用