徐耀

鋼渣透水瀝青混凝土路面在“海綿城市”中的應(yīng)用

徐耀

文章對鋼渣透水瀝青混凝土技術(shù)的材料性能、先進(jìn)性進(jìn)行了闡述，分析了鋼渣透水瀝青混凝土路面與其他設(shè)備設(shè)施在“海綿城市”實(shí)施中的效用。

鋼渣；透水瀝青混凝土；“海綿城市”；透水路面

隨著我國鋼鐵工業(yè)的快速發(fā)展，每年都有大量的鋼渣產(chǎn)生，數(shù)以萬噸的鋼渣占用了大量土地資源、污染環(huán)境。隨著道路建設(shè)的飛速發(fā)展，鋼渣逐漸替代天然石料應(yīng)用在道路工程中。為了減少碳排放和空氣污染情況，我國提出了建設(shè)海綿城市的理念，國內(nèi)開始對城市透水道路材料進(jìn)行研發(fā)，鋼渣透水瀝青混凝土作為新型綠色建材之一，以其優(yōu)異的性能得到推廣。本文從其特點(diǎn)的防滑、透水、減噪、泄洪等方面，展現(xiàn)了其優(yōu)于普通不透水瀝青路面的綠色環(huán)保特點(diǎn)。

一、鋼渣透水瀝青混凝土的材料性能

鋼渣是煉鋼過程中加入石灰、螢石等造渣溶劑而形成的復(fù)合固溶體，它屬于堿性集料，由于其具有多孔的物理特征，使其與瀝青的粘附性能非常好。透水瀝青混凝土是指有較大孔隙率，除了滿足常規(guī)瀝青路面性能，還可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)排水、降噪性能的瀝青路面材料。采用經(jīng)過穩(wěn)定化處理和檢驗(yàn)合格的鋼渣作為透水瀝青混凝土的主要材料，既有效解決了優(yōu)質(zhì)集料不足的情況，又將廢棄資源合理高效利用，對建設(shè)“資源節(jié)約型，環(huán)境保護(hù)型”的社會有重大意義。

二、鋼渣透水瀝青混凝土路面的技術(shù)先進(jìn)性

鋼渣透水瀝青混凝土路面與一般普通瀝青混凝土路面相比，具有良好的技術(shù)先進(jìn)性，具體特點(diǎn)如下：

（一）優(yōu)良的防滑性能

路面抗滑性能是指輪胎受制動時(shí)沿路表面滑移所產(chǎn)生的足夠摩阻力，使車輛能在各種環(huán)境條件下在合理距離內(nèi)制動。鋼渣透水瀝青混凝土路面得益于鋼渣粗顆粒的表面，構(gòu)造深度大，抗滑性能高。

（二）保護(hù)地下水資源

近年來，由于城市設(shè)施建設(shè)大量采用鋼筋混凝土材質(zhì)的建材，降雨無法滲入地下，城市自然水循環(huán)被打斷。透水性混凝土是一種可供雨水循環(huán)的混凝土，其內(nèi)部有連續(xù)孔隙，所以具有透水透氣性，降水可以通過孔隙與墊層下地底土壤連通。這就緩解了不透水建材導(dǎo)致的雨水阻斷，從而對地下水資源保護(hù)起到積極作用。

（三）降低噪音污染

公路噪聲包含汽車零部件的運(yùn)轉(zhuǎn)聲、輪胎與路面的摩擦聲以及駕駛過程中的偶發(fā)噪聲（如鳴笛、剎車）等。歐洲許多國家在低噪路面的試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，在降噪特性上，外露集料的低噪聲水泥混凝土路面近似傳統(tǒng)的瀝青路面，透水性瀝青混凝土路面的降噪效果比前兩者都明顯。鋼渣透水瀝青混凝土路面能降低噪音3dB左右，是一種靜音環(huán)保型路面。在雨天條件下，鋼渣透水瀝青混凝土路面更是會有非常明顯的降噪效果。其原因有：第一，聲波打在鋼渣透水混凝土路表面上時(shí)，聲波引起透水路面小孔隙的空氣運(yùn)動，孔隙中的空氣和孔壁的熱交換引起的熱損失，使聲能衰減；第二，靠近孔壁表面的空氣在摩擦力和運(yùn)動粘滯阻力雙重影響下，部分聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽曇艚档?；第三，聲波在粗糙路面的散射也起到了降噪作用。?dāng)今社會城市高層建筑以及高架道路不斷增多，各種噪聲污染日趨嚴(yán)重，采用透鋼渣透水瀝青混凝土路面對城市聲環(huán)境起到明顯的改善作用。另一方面，鋼渣透水瀝青混凝土路面的多孔結(jié)構(gòu)能降低在路面行駛的車輛輪胎引起的空氣噴排噪聲、路表面的撞擊噪聲等，從而減少城市交通噪聲污染。

（四）改善城市熱島效應(yīng)

城市熱島效應(yīng)是指城市中的氣溫明顯高于外圍郊區(qū)的現(xiàn)象。雨后在太陽的輻射下，鋼渣透水瀝青混凝土路面下墊層土壤中的水分在熱力作用下通過路面的空隙自然蒸騰，蒸發(fā)過程中吸收路面的熱能，地表的溫度就降低了，城市的“熱島現(xiàn)象”就得到了緩解。蒸騰的水蒸氣會增加空氣的濕度，緩解“城市干燥化”，減少城市地面的揚(yáng)塵的危害。

（五）提高雨天行車安全

普通不透水路面在雨天時(shí)如遇排水管網(wǎng)淤塞等原因，排水能力降低，就會造成路面積水。當(dāng)夜間行車時(shí)，車燈反射的光就易形成失能眩光或不舒服眩光，易造成交通事故。鋼渣透水瀝青混凝土路面由于孔隙較大路面粗糙，直射或反射到其表面的光線產(chǎn)生擴(kuò)散，從而避免眩光的形成。第二，透水瀝青路面的空隙率為18%～25%，路表水可進(jìn)入路面橫向排出或滲入至路基內(nèi)部[6]，具有良好的排水性能，能夠迅速排除路表積水，從而避免了雨天行車夜間眩光、積水飛濺等危險(xiǎn)，提高了安全性和舒適性。國外調(diào)查發(fā)現(xiàn)采用透水性好的路面雨天事故可減少80%。

（六）減輕暴雨導(dǎo)致的泄洪壓力

我國幅員遼闊，各地的氣候特征、降雨分布不均。近年來夏季暴雨頻發(fā)，但國內(nèi)大部分城市的防洪規(guī)劃理念落后且排水管網(wǎng)建設(shè)速度滯后。當(dāng)遭遇強(qiáng)降雨天氣時(shí)，鋼筋水泥路面阻斷了自然雨水下滲，導(dǎo)致路面出現(xiàn)雨水蓄積和漫流現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生城區(qū)內(nèi)澇。而鋼渣透水瀝青混凝土路面由于透水性能良好，將堵變?yōu)槭?，有效地緩解城市排水設(shè)施的泄洪壓力，對城市防洪具有積極意義。

三、鋼渣透水瀝青混凝土的技術(shù)應(yīng)用

（一）“海綿城市”的概念

“海綿城市”將城市想象成一個(gè)海綿，下雨時(shí)利用設(shè)備或設(shè)施吸水、蓄水、滲水、凈水，較干燥時(shí)可以將蓄存的水“釋放”出來用于澆灌綠化等，這就使城市能夠適應(yīng)環(huán)境變化，面對自然災(zāi)害時(shí)“伸縮性”良好。“海綿城市”通過草坪、濕地、湖泊、河流對雨水進(jìn)行“自然積存、自然滲透、自然凈化”，歸納起來采用了“滲、滯、蓄、凈、用、排”的方式。

（二）鋼渣透水瀝青混凝土與其他設(shè)施應(yīng)用

在“海綿城市”概念剛剛提出時(shí)，國內(nèi)已有新型透水材料及工程系統(tǒng)開始研發(fā)，已成功研發(fā)的新型綠色建材有透水混凝土、透水瀝青、燒結(jié)透水磚、非燒結(jié)透水磚、透水格、砂巖復(fù)合透水板、混凝土集水蓄水系統(tǒng)、PVC集水蓄水系統(tǒng)、玻璃鋼集水蓄水系統(tǒng)等，為“海綿城市”提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)支撐。在多個(gè)試點(diǎn)城市的實(shí)踐中，鋼渣透水瀝青混凝土路面可以和“海綿城市”建設(shè)的其他設(shè)備設(shè)施相結(jié)合，既保證道路的優(yōu)越性能，還能符合“海綿城市”的建設(shè)要求。

1.結(jié)合雨水回收系統(tǒng)

結(jié)合海綿城市蓄水利用的理念，將路面滲透的雨水，通過排水盲管與雨水回收系統(tǒng)相結(jié)合，經(jīng)雨水回收系統(tǒng)凈化處理，儲存在給水井中，凈化后再利用。在珠海橫琴新區(qū)紅旗村寶興路，2013年進(jìn)行了道路改造后，達(dá)到調(diào)蓄雨水面積80000平方米，調(diào)蓄體積為3140立方米的成效，即解決了下大雨后路面大規(guī)模積水的情況，又達(dá)到雨水回收利用的實(shí)用效果。

2.結(jié)合植草溝及下凹式綠地

排水瀝青道路路面雨水下滲，經(jīng)過路面下的排水盲管排入路邊綠地中的植草溝或下凹式綠地等，使得雨水自然滲透與凈化。位于濟(jì)南旅游路與小漢峪溝交界處以東約230米路段南半幅的“海綿道路”樣板段，實(shí)踐“海綿城市”滲水、滯水、蓄水、凈水的功能。當(dāng)雨量較大或植草溝滲透達(dá)到飽和時(shí)，超過下滲速度的雨水會沿著傾斜的植草溝，借助地勢高差，流向下游的下凹綠地。在下凹綠地處，種植蘆葦用于蓄水，既能起到滲水作用，又形成了“旱地綠洲”景觀。

3.結(jié)合滲透井

透水道路路面雨水下滲，經(jīng)過路面下的排水盲管，排入到路邊綠地中的滲透井等設(shè)施中，使得雨水自然滲透與凈化。此外還設(shè)置溢流井，高出一定水位后，多余的雨水會通過溢流口進(jìn)入道路的雨水排水系統(tǒng)排走。

四、鋼渣透水瀝青混凝土的不足

鋼渣透水瀝青混凝土在實(shí)際應(yīng)用中還存在一些問題，如鋼渣透水瀝青混凝土的抗壓強(qiáng)度還略低，需要采取措施提高；透水混凝土的蜂窩結(jié)構(gòu)存在空隙被堵塞或堵塞后的清堵問題，這些都需要更深一步研究。

在國家倡導(dǎo)綠色、環(huán)保、節(jié)能及資源化再利用的今天，中國廢棄鋼渣的再利用理應(yīng)成為研究的重點(diǎn)。特別是在交通公路系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)集料日漸稀缺的背景下，鋼渣作為替代集料之一，應(yīng)用于透水瀝青混凝土路面具有極大的社會意義。

[1]劉國威.鋼渣瀝青混凝土研究進(jìn)展[J].礦產(chǎn)綜合利用，2016，（02）:11-16.

[2]謝軍.鋼渣瀝青混凝土的制備、性能與應(yīng)用研究[D].武漢理工大學(xué)，2013:1-152.

[3]吳丹潔.中國特色海綿城市的新興趨勢與實(shí)踐研究[J].中國軟科學(xué)，2016（01）：79-97.

[4]郭鵬.鋼渣透水混凝土在輕交通路面結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究[D].重慶交通大學(xué),2010:1-80.

[5]陳 曦，陳 峰.城市交通噪聲的種類及防治措施[J].交通環(huán)保,2003，(12):124-126.

[6]CJJ/T 190－2012．透水瀝青路面技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2012．

[7]住房城鄉(xiāng)建設(shè)部.《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行）》.建城函〔2014〕275號.

徐耀，女，南通職業(yè)大學(xué)技師學(xué)院助理講師，從事土木工程專業(yè)教學(xué)，研究方向：建筑工程施工技術(shù)。

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1008-4428（2016）12-166-02