混凝土透水路面的透渗性修复功效试验分析.pdf

收稿日期：文章编号：（）文献标识码：混凝土透水路面的透渗性修复功效试验分析周燕（新疆公路桥梁试验检测中心有限责任公司，新疆乌鲁木齐 ）摘要：通过试验检测，对比分析了 种修复措施对混凝土透水路面的透渗性修复效果。试验结果表明，修复措施的透渗性修复功效有别，总体而言压力清洗的效果较佳，压力清洗与真空抽吸结合应用的效果更好，真空抽吸 压力清洗的效率最优。关键词：混凝土透水路面；阻塞；修复维护；试验检测；功效分析混凝土透水路面结构内部存在相当数量开放并且互相连通的大径值孔隙，因此能够保持很高的透水性能，利于排放雨水径流，调节降低洪峰流量，以地下水形式涵养存储更多的水资源，可以大大增强公路所在区域的抗洪抗旱能力。混凝土透水路面在治理公路水害和海绵城市建设中的作用不可低估。然而在使用过程中透水路面孔隙中阻塞物的积累会造成其透水性能降低。为维持透水路面良好的透水性能，则有必要采取措施及时清淤维护。本文采用 种不同的修复措施，即 高 压 水 冲 洗 （）、（）、（）、（）、（）、高压水冲洗 （）真空抽吸、高压水冲洗 （）真空抽吸以及清扫 真空抽吸对 组阻塞路面的 个试验区域进行渗透系数恢复。不断重复“阻塞 维护”过程，通过对比以寻求最好的透水性能恢复措施，使其能够最大限度的延长透水路面的使用寿命。工程概况试验段为混凝土透水路面，面层 厚度，采用 强度普通 硅酸盐水泥，单一级配 碎石，目标间隙率 。基础层厚度 ，应用级配 碎石。为了探讨修复措施对透水性能的恢复效果，在试验段通过阻塞料形成阻塞病害路面，再采用压力冲洗、真空 清洗、真空抽吸、压力冲洗等不同养护方式给予修复养护，然后通过渗透性恢复功效的比较，探讨最佳修复养护措施。阻塞与修复措施阻塞材料采取 种不同粒度，如表 所示。表 阻塞料的级配与质量比参数粒径 塞料 塞料 塞料 塞料 为分析透水路面的透水性修复功效，采用了 种修复养护措施见表 所示。其中的压力冲洗其压力分成 个级别，分别是 、。为获得更好的吸抽功效，始终保持 的真空度。针对 种阻塞材料设计 个试验分组，每个阻塞测试点应用 种不同的修复修复措施，每组 个测试点，总计为 个测试点。第 期（总第 期）华东公路 （）年 月 日 表 阻塞与修复维护方案分组材料测点维修措施压力大小（）组 高压冲洗真空抽吸 高压冲洗真空抽吸 清扫 组 高压冲洗真空抽吸 高压冲洗真空抽吸 清扫 组 高压冲洗真空抽吸 高压冲洗真空抽吸 清扫 组 高压冲洗真空抽吸 高压冲洗真空抽吸 清扫 试验检测结果与分析 初始透渗系数为了评估透水路面的透水性能，对路面 个测试点的初始透渗系数开展了测试。其中最小透渗系数 ，最大为 ，平均值 ，设计要求透渗系数 ，个测点均大于本要求标准。透渗系数的衰变过程 个点测量点的路面原始渗透率测量后，用 种不同的阻塞材料对路面进行反复封堵，每次封堵后用 种养护措施对路面开展修复维护，并分别测量每次封堵和修复后的透渗系数。各测试点应用的阻塞材料均为 克质量。各个测试点阻塞 次，维修 次。路面透渗系数呈出拥堵降低、维修增加的周期性变化，整体透渗系数则呈现为一个降低的过程。每次阻塞试验中，组 和组 路面损失透水性。组 前 次封堵时，只存在部分测试点失去透水性。组 封堵后，所有测试点的路面透渗系数均 ，组 前 次封堵时，各测量点的渗透率有所降低，但是透渗系数均 。虽然之前的 次阻塞降低了路面的渗透性，但还是保持了一定的渗透性。但在随后的封堵试验中，透渗系数均 尽管 种材料都能降低路面的透渗性或使路面失去透渗性，但是在采取不同的修复措施后，路面透渗系数都会有程度不同的恢复，不同的养护措施，透渗系数的恢复速度不同。试验区 测试 次，这是因为应用 冲洗至第 次时，渗透率仍然无法恢复到 之上，且连续采取 次恢复措施后，路面渗透率仍无法恢复到要求标准以上。所以该点的渗透功能丧失，就不再开展测试。同样的 冲洗下，测试区域 持续至第 次测试，而测试区域 和 则可以持续到第 次测试。当应用真空抽吸 清洗养护时，试验路面的透渗系数在第次试验后，无法恢复至 以上，所以真空抽吸 清洗的恢复功效远低于压力冲洗或真空抽吸 压力冲洗。修复措施的路面透水性影响为研究在反复封堵养护过程中不同修复措施后的路面透渗性变化过程，在 个试验点开展了 种不同修复措施的试验。获得了不同材料封堵后各修复措施的恢复透渗率均值。检测显示，在养护初期，所有的养护措施都能使路面透渗系数 ，伴随试验次数进展，路面的透渗系数呈降低趋势。仅真空抽吸 清洗无法在第 遍后恢复透渗系数到 之上，而压力 冲洗则是无法在第 遍后恢复透渗系数到 之上。其它 项修复措施在整个测试过程中均可使路面渗透系数恢复至 以上。冲洗，能保持路面一定的 年第 期周燕：混凝土透水路面的透渗性修复功效试验分析 透水性，压力的变化不造成养护效果的显著差异。种保养措施中，效果更好的是真空抽吸 高压冲洗，然后是真空抽吸 高压冲洗。原因是高速水流对阻塞颗粒的冲击有力，使颗粒离开原阻塞的位置。但是当只应用压力冲洗时，一些阻塞在路面孔隙中的颗粒在离开路面后，再次落回路面孔隙中，导致二次阻塞。而当同时开展真空抽吸和压力冲洗时，这些离开原位的颗粒可能被真空吸走，降低了返回路面孔隙导致二次阻塞的可能性。因为材料中包含着相当数量的微小颗粒，这些颗粒的宏观表面积令其产生很强的吸附性。孔隙中微粒会在雨水径流影响下，分散于水溶液中，因为静电的作用构成双电层结构。但在雨水蒸发中，水膜厚度会趋于减小，导致降低扩散层厚度，粒间引力增大，松散胶体逐渐聚集，会进一步团聚，终致颗粒板结变硬。压力冲洗因为的冲击力强，易于破坏颗粒的板结结构。但对于采用真空抽吸 清洗的措施，因为本研究所应用的真空抽吸的真空程度有限，只对浅表层有效，清洗的力度和深度自然有所不达，所以很难破坏业已板结的阻塞结构。为分析各方法对不同阻塞的修复有效性，这里比较一下维修后的透渗率归一化状态。对于封堵材料、，修复最有效的是真空抽吸和 压力冲洗，修复后透渗率可大于 初值。对于阻塞 ，经个阶段定期维修养护后，有效性逐步消失，所有方法最终的恢复透渗率都低于 初值。由于人工设计的塞料 结合了 的 微细沉积物，伴随封堵频次的增加，微细沉积物逐步在孔隙中堆积，再有效的方法也基本无能为力。为比较各种养护措施的清洗功效，消除路面初始透渗系数差异，采用以下公式计算各种养护措施的清洗效率：（）式中 代表恢复效率，代表路面初始渗透系数，代表路面阻塞后测得的透渗系数均值。如果 ，则修复效率为 ，即为 。修复措施的效率比较显示，真空抽吸 高压冲洗最具修复效率。透渗系数可恢复到初始透渗系数的 ，次循环操 作 后，仍 可 以 保 持 在 左 右，之 后 是 高压冲洗和真空抽吸 高压冲洗，再次是 、的高压冲洗，最后是真空抽吸和 高压冲洗。真空抽吸只能恢复到初始阶段的透渗系数的 左右，且 次循环操作后路面透水性失效。还可以发现，伴随试验操作次数的增加，修复效率逐渐稳定。结语综上所述，在试验段通过阻塞料形成阻塞病害路面，再采用压力冲洗、真空 清洗、真空抽吸、压力冲洗等不同养护方式给予修复养护，通过 组 个测点所收集的数据分析，得到压力清洗的效率优于真空抽吸和清洗，压力清洗时，压力对养护功效影响不大。真空抽吸结合压力清洗的功效最优，其中真空抽吸加 压力清洗的效率最优。即使路面孔隙严重阻塞，经 次循环修复后，路面渗透率仍能恢复到初始透渗系数的 等功效认识，对工程应用有技术参考意义。参考文献 马国栋透水混凝土路面渗流与堵塞数值模拟 山东大学硕士学位论文，王从锋，刘德富 高透水混凝土路面消减城市热岛效应计算分析 混凝土，王俊岭，宋健，魏胜，张玉玉，许萍 透水混凝土路面对径流水量削减试验 环境工程 ，华东公路 年第 期