透水混凝土由欧美、日本等国家针对原城市道路的路面的缺陷，开发使用的一种铺装材料。这种铺装材料能缓解城市的地下水位急剧下降，有效地消除地面上的油类化合物等对环境污染的危害，同时能保护地下水、维护生态平衡、能缓解城市热岛效应。透水混凝土对于人类生存环境的良性发展及城市雨水管理与水污染防治等工作上，具有特殊的重要意义。

1. 介绍

透水混凝土是一种独特的混凝土路面类型，主要由级配合理的粗骨料和胶凝材料组成，这些材料为混合物提供了一个相互连接的宏观孔隙内部结构。由于透水混凝土中的细骨料数量有限或不存在，会产生较大的孔隙，这有助于储存雨水，并以科学的方式减少径流量。此外，研究发现多孔的性质可以减少超热岛效应，并有助于维持良好的环境。

2. 透水混凝土路面

透水混凝土路面系统的典型横截面如图1所示。横断面由透水混凝土层、上部土工布（可选）、骨料床/基层、土工膜和路基组成。然而，需要注意的是，可能存在骨料中间层，用作阻流层、排水层等。从横截面可以看出，在透水混凝土路面系统中提供土工布的位置有两个：

•透水混凝土层和骨料层之间的土工布。

•集料层和路基层之间的土工布。

图1 透水混凝土路面系统的典型横截面[1]

如果需要雨水渗入路基，土工布可以是透水的，如果不需要渗透，则可以是不透水的。这些土工合成材料可用于路基材料中，以便在路基薄弱时通过限制稳定。土工布在透水混凝土路面上的应用如图2所示。

图2 土工布在透水混凝土路面系统中的应用[2]

在MnRoad试验设施中建造了透水混凝土路面试验室，并对其进行了监测，以观察和研究不同类型的损坏[2]。在进行的调查中发现最常见的问题是：

•接缝劣化；

•表面密封；

•磨损；

•脱粘；

透水混凝土路面试验间不同缺陷的照片如图3所示。

图3 透水混凝土路面的不同病害：（a）接缝劣化；（b）脱粘；（c）表面密封[2]

3. 透水混凝土的净水效果

众所周知，雨水会造成面源污染，径流将自然和人为污染物带入湖泊、溪流、河流等自然水体，影响依赖这些水体的整体生态。城市径流中污染物的典型浓度如表1所示。然而由于透水混凝土的多孔性，不仅减少了雨水径流量，并且提高了渗透雨水的质量，雨水基本上受到重金属、油类、粪便、灰尘等多种来源的污染。其净化渗透雨水的机制可分为三类：

•物理净化：透水混凝土内部结构中的弯曲路径吸附悬浮物。这样可以去除雨水中大部分的固体悬浮颗粒，从而在一定程度上减少污染物。最终，悬浮颗粒可以通过定期维护去除。

•化学净化：透水混凝土本质上是碱性的，在与污染的水接触时，会释放出氢氧化物离子（OH-）和碳酸盐离子（CO32-），它们与聚合物发生反应并沉淀。此外，受污染的水的pH值也会增加，使其变得更中性，而不是酸性。

•生物净化：透水混凝土中的孔隙为许多微生物活动提供了场所，这些微生物活动消耗并溶解悬浮物。

表1 不同土地用途的城市径流中不同污染物的浓度[3]

参考文献

[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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来源：同济可持续混凝土 胡智博