透水混凝土耐久性 

pervious_epa_demo透水混凝土路面是一种既满足路面表面需要又满足雨水管理需要的透水路面. 透水混凝土是用细级配的粗集料涂上一层薄薄的水泥膏或砂浆制成的. 这就形成了一个相互连通的孔隙结构,水可以通过它渗透. 除了设计水文(见 透水混凝土的水文设计),透水混凝土采用一般路面设计方法进行结构设计. 设计透水混凝土路面的最后一个关键是考虑耐久性.

混凝土的耐久性是抵抗风化作用的能力, 化学攻击, 和磨损,同时保持所需的工程性能,以预期的使用寿命的结构. 透水混凝土会被堵塞, 哪些直接影响水文性能,并可能间接影响耐久性的其他方面, 如抗冻融性, 抗除冰盐结垢性, 硫酸和阻力. 透水混凝土的耐磨性也值得关注, 特别是在使用扫雪机或有转弯交通的地方. 渗透性混凝土不需要考虑碳化和耐腐蚀,因为既不建议也没有必要使用钢筋或焊接钢丝加固. 

堵塞

pervious_closeup如前所述,透水混凝土用于雨水管理. 流入路面的水在开级配骨料基层中流过路面. 从那里, 水渗入路基或进入常规的雨水系统. 任何被流水带走的材料也会被带到混凝土中. 系统中颗粒的行为取决于孔隙系统, 颗粒大小, 粒子的性质, 和流量. Mata(2008)发现沙粒被困在靠近路面表面的地方, 但较小的颗粒(淤泥和粘土)会被冲到系统的底部. Haselbach(2010)研究了不同类型粘土的影响,发现膨胀率更高的粘土, 如膨润土, 也会在地表附近收集. 研究还发现,当混凝土的孔隙率从接近30%(典型的最大值)提高到接近40%时,粘土的堵塞潜力大大降低.

聚集在混凝土内部的沉积物可以显著降低入渗率,并通过将水困在混凝土孔隙系统中增加水泥基质饱和的机会. 这可能会增加冻融损坏、除冰器结垢或硫酸盐侵蚀的风险. 靠近地表的沉积物大部分可以用真空的方法提取出来.

完全通过系统的沉积物不能被提取出来. 随着时间的推移, 这些沉积物会聚集在骨料基中,降低储存量和渗滤率. 对于设计透水混凝土路面系统,对周围土壤的了解是必要的,这些知识可以用来避免或减轻淤泥和粘土的渗透. 屏障带可用来阻止土壤进入路面两侧. 可用于处理低渗或膨胀土壤的选项(网球, 登月舱, 和Akers 2004年)也可能有助于减轻淤泥质或粘土暴雨水的影响.


冻融性

使用透水混凝土作为路面开始在温暖的气候条件下,冻融破坏不是一个问题. 随着时间的推移, 透水混凝土路面的使用已经进入了冻融气候日益严重的气候中. 由于混凝土的高孔隙率,这引起了许多团体的关注. 看到 透水混凝土与冻融 对透水混凝土路面冻融、除冰结垢耐久性进行全面研究.

耐硫酸



透水混凝土路面下的开敞级配骨料基层是减轻高硫酸盐土壤和地下水硫酸盐侵蚀的最佳方法. 可能需要沿人行道边缘以屏障带的形式进行额外的隔离. 透水混凝土中典型的水胶材料比在0.27岁,0.34,这远低于建议的最大值0.非常严重的硫酸盐暴露为40. 如果由于高堵塞电位需要额外的保护, 耐硫酸盐水泥(ASTM C150类型I和V, C595指定为MS和HS, 或C1157型MS和HS)应使用.

耐磨性

通过观察透水混凝土表面骨料颗粒的散失量和散失速度,可以看出透水混凝土的耐磨性. 这在交通转弯处或使用扫雪机的地方尤其值得关注. 低w/cm和高孔隙率增加了透水混凝土在固化前表面干燥的风险. 如果表面在增强之前就干了,就会发生严重的松脱. 这对于简化生产过程和确保混凝土最低限度地暴露在环境条件下具有非常重要的意义. Dong等人(2010)的研究表明,通过ASTM C944测试,较小的骨料粒径以及聚丙烯纤维和乳胶的使用可以提高耐磨性, 用旋转刀具法测定混凝土或砂浆表面耐磨性的标准试验方法 (图1).

参考文献

Dong, Qiao; Wu, Hao; Huang, Baoshan; and Shu, Xiang, 一种简便快速测定硅酸盐水泥透水混凝土耐久性的试验方法的研制, SN3149,冰球突破网站首页,斯科基,美国伊利诺斯州,2010,27页.

Haselbach,丽芙·米.,“极端条件下透水混凝土粘土堵塞的可能性”, 水文工程学报,卷. 15, No. 2010年1月1日,第67至69页.

路易斯·亚历山大,S透水混凝土路面系统的添加,北卡罗来纳州立大学博士学位论文,罗利,北卡罗来纳州,2008.

网球,保罗,D.; 登月舱, Michael, L.; and Akers, David, J., 透水混凝土路面, EB302, 冰球突破网站首页, 科, 伊利诺斯州, 以及全国预拌混凝土协会, 银泉, 马里兰, 美国, 2004, 36页.