渗排型透水铺装运行维护研究进展

作为雨水源头控制措施,渗排型透水铺装具有良好的径流控制效能,可有效削减径流体积、降低和延迟径流峰值、控制径流污染。然而,大气沉降、雨水冲刷等各种因素易导致沉积物进入透水铺装并造成堵塞,进而降低径流控制效能。合理的维护措施可有效缓解透水铺装的堵塞并恢复其渗透性。综述了渗排型透水铺装在径流控制、堵塞、维护等方面的研究进展,重点分析了径流控制效能的影响因素、堵塞及维护机理,并在径流控制效能量化、堵塞缓解、维护优化等方面提出了建议。     

碱激发矿渣-赤泥新型低碳透水混凝土性能研究

以粒化高炉矿渣与拜耳法赤泥两种工业固废作为胶凝材料,硅酸钠溶液作为碱激发剂,石灰岩碎石作为粗骨料,制备透水混凝土,研究了设计孔隙率、水胶比与骨料粒径对透水混凝土强度与透水性能的影响。结果表明：随设计孔隙率增大,试样的强度逐渐减小,但透水性能逐渐增强。最优水胶比受设计孔隙率和骨料粒径的影响,当透水混凝土设计孔隙率为15%、骨料粒径为4.75～9.50 mm时,最优水胶比为0.36,其强度较高且具有良好的透水性能。碱矿渣-赤泥透水混凝土的力学与透水性能均优于水泥透水混凝土,符合低碳绿色的发展理念。     

无砂混凝土新型河流生态护岸工程水力学特性研究

无砂混凝土新型河流生态护岸技术不仅具有传统护岸结构的稳定性、耐久性和抗冲刷性能,而且具有良好的生态特性和景观效应,在中小河流综合治理中得到广泛应用。该文系统地研究了无砂混凝土的孔隙率、渗透性、抗水流冲刷等水力学特性。研究表明,无砂混凝土的孔隙率随着水泥用量增大而呈线性减小,透水系数随着粗骨料粒径的增大而增大,透水系数与骨料平均粒径呈线性关系;淤泥填充对无砂混凝土的渗透性具有显著影响,淤泥填充后,透水系数降低1~2个数量级。无砂混凝土具有良好的抗冲刷性能和减蚀效应,兼具植被护坡和混凝土护坡的优点,适用于中小河流护岸。     

雨水径流颗粒物对陶瓷透水砖堵塞的影响

通过雨水径流水质的实地检测,分析了雨水径流中颗粒物粒径分布规律;采用室内试验模拟了雨水径流引起的陶瓷透水砖堵塞过程,系统研究了雨水径流中颗粒物对陶瓷透水砖堵塞的影响。结果表明:雨水径流中的颗粒物绝大部分平均粒径小于50 μm;陶瓷透水砖堵塞机制主要是粒径 20~<50 μm的颗粒物引起的表面堵塞,砖表面截留的颗粒物质量约占总截留颗粒物质量的75%;陶瓷透水砖表面截留颗粒物的粒径范围与砖表面孔径范围并不一致,主要是因为陶瓷透水砖截留的颗粒物在其表面形成的“类滤膜”的筛滤截留作用。建议合理减小陶瓷透水砖小于50 μm范围的孔径占比,以提高人工清扫恢复陶瓷透水砖透水性能的效率。     

海绵城市透水砖堵塞规律试验

通过一系列室内试验,测定透水砖在特定试验条件下的渗透系数,并分析其变化特征及成因。结果表明,由于城市雨水径流悬浮物含量高,导致透水砖在使用一段时间以后便会出现明显的堵塞问题,严重时可失去透水功能。进一步研究使用表面沉积物清除方法对透水砖透水性能的改善效果,结果表明,维护措施对透水砖渗透性能的恢复有一定作用,但处理效果有限。     

基于正交试验设计的再生骨料透水混凝土 力学性能研究

利用正交试验方法对再生骨料透水混凝土的力学性能和抗冻耐久性能进行了研究。研究了微硅粉、增强剂等外掺料和水胶比对再生骨料透水混凝土２８ｄ立方体抗压强度、透水系数和连续孔隙率的影响。采用快冻法,分析了冻融作用下再生骨料透水混凝土质量损失、动弹性模量、抗压强度、ＣＴ扫描断面平均孔隙率的变化规律。试验结果表明:设计孔隙率和水胶比对透水系数、连续孔隙率和２８ｄ抗压强度的影响最大,微硅粉与增强剂的影响次之。再生骨料透水混凝土的质量损失率、相对动弹性模量、平均抗压强度与ＣＴ扫描断面平均孔隙率的劣化程度均随冻融循环次数增加而逐渐增大。再生骨料透水混凝土的孔隙率与抗压强度呈负相关,二者具有良好的相关性。     

微颗粒通过透水混凝土运动堵塞规律研究

为了研究透水混凝土内部孔隙中渗流及堵塞问题,采用透水混凝土堵塞测试装置模拟降雨初期地表微颗粒透过混凝土的流动规律和分布情况,利用CT扫描技术并结合Avizo软件重构其内部的孔道结构,用CFD中DEM模型(计算流体力学中的离散颗粒模型)对昆明市地表微颗粒通过透水混凝土的过程进行多相流模拟。结果表明:CFD数值模拟得到的结果和实验比较吻合,颗粒粒径范围100～500μm的地表微颗粒对混凝土有一定程度的堵塞,仍具有较好的透水效果(较高的渗透系数),而100μm以下加入之后的颗粒堵塞较为显著,且渗透系数基本趋近于0;但更为重要的是通过DEM模拟分析发现0～50μm的小颗粒通过混凝土时渗流速度缓慢并且部分粘连在孔道壁面导致直径减小影响渗流效果。     

透水混凝土配合比优化设计试验研究

以开发一种具有较高强度的新型透水混凝土为目标，试验尝试了各种配合比设计，并研究了各种配合比设计对透水混凝土抗压强度和透水性能的影响，提出了透水混凝土的最佳骨料和配合比优化设计方案。研究表明：在透水混凝土中，高效减水剂在辅助硅灰分散方面效果显著；采用机制砂可提高透水混凝土的抗压强度；添加细骨料和外加剂后，最佳水灰比为0.32,28 d抗压强度有所提高，透水率大于2 mm/s;当透水混凝土路面对结构强度要求不高或在较长使用时间内特别担心路面堵塞隐患时，可采用较高的水灰比0.36。     

无砂多孔混凝土封堵排水孔的技术应用

无砂混凝土又称为透水混凝土、多孔混凝土、多孔连续绿化生态混凝土,它是由水泥、粗骨料和水拌和而成,水泥浆包裹粗骨料表面并将粗骨料胶结在一起形成的一种多孔轻质混凝土。本文对国内外无砂多孔混凝土的设计方法进行了探讨和试验研究,分析了影响无砂混凝土强度和渗透性的因素,根据实际工程及研究条件,提出满足工程需要的无砂多孔混凝土配合比,对无砂混凝土在水利工程建设中的应用有一定的参考价值。     

不同砂率下再生透水混凝土基本性能分析

通过再生骨料透水混凝土在不同砂率掺量条件下的试验,研究其强度与渗透性能的变化趋势与表现特征。在此基础上,将试块经切割机进行切面处理并基于Image方法提取其截面孔隙,观察其内部孔隙结构分布在不同砂率掺量下的变化情况,将其量化后与宏观的强度与渗透性能的测试结果相融合。结果显示:随着砂率的增大,再生骨料透水混凝土的强度与渗透性能分别表现为升高和降低,而量化的孔隙结构也出现了相应增减趋势;Image方法能够用于再生骨料透水混凝土的孔隙结构的提取,且孔隙面积与孔隙个数是影响再生骨料透水混凝土强度与渗透性能的主要因素。     

水胶比对再生骨料透水混凝土性能的影响分析

利用再生骨料制备透水混凝土,设计了以水泥为胶凝材料的变水胶比(0. 24～0. 36,计5个梯度)与以水胶比0. 30为基准的定水胶比(掺粉煤灰5%～20%,计4个梯度)两个系列共9组试验配合比,研究了水胶比、骨灰比对再生骨料透水混凝土性能的影响规律。在此基础上,协同熵值法和灰色关联分析法,对配合比方案进行综合评价与分析,确定最佳水胶比。结果表明,变水胶比条件下,胶水比与再生骨料透水混凝土抗压强度呈线性正相关关系,水胶比与孔隙率、渗透系数呈指数变化规律;骨灰比与抗压强度呈线性反相关关系,与孔隙率、渗透系数呈指数变化规律;经综合评价分析,水胶比为0. 30的配合比最优。定水胶比条件下,掺入粉煤灰会降低再生骨料透水混凝土强度,但能增加渗透性能,考虑综合性能时建议粉煤灰掺量为5%。     

基于Hydrus-1D的透水铺装对降雨径流控制模拟研究

海绵城市建设是当前中国雨洪管理领域的热点,但起步较晚且缺乏海绵设施长期效果监测研究。引入Hydrus-1D模型,模拟了不同结构的透水铺装对降雨径流控制率、峰现延迟时间及峰值削减率的效果,结果表明,透水铺装能有效控制径流,但径流控制效果与降雨强度呈负相关;同时,当透水铺装基层存在防渗膜或雨水排水管,使得雨水不能下渗至土基时,面层对透水铺装的透水效果影响最大;当土基渗透性较好,雨水能穿过透水铺装自由下泄至土基时,基层会直接影响整个铺装的透水效果。     

再生及天然骨料透水混凝土耐磨性能试验研究

系统研究了再生骨料、石灰石骨料、卵石骨料以及矿渣微粉掺量对透水混凝土孔隙率、耐磨性能的影响,并考虑了骨胶比的作用。采用冲击磨损及表面磨损试验以混凝土质量损失率来对比评价混凝土耐磨性能。结果表明:骨胶比对透水混凝土孔隙率影响最大,骨胶比的大小基本与混凝土孔隙率成正比;粗骨料类型对于混凝土冲击磨损性能有很大影响,卵石骨料混凝土冲击磨损性能最差,但表面耐磨性能最好,再生骨料的使用对透水混凝土耐磨性能并没有产生不利影响;随着骨胶比的增加,混凝土表面耐磨性能变差;增加矿渣微粉含量并没有对混凝土表面质量损失造成不利影响。矿渣微粉掺量增加至30%没有降低混凝土耐磨性,结合数据分析,混凝土表面磨损质量损失与冲击磨损质量损失存在一种线性关系。     

充填砂和抛填砂渗透特性试验研究

南港东堤堤身充填砂和堤基抛填砂密实度存在不均一性,使得堤身和堤基抛填砂的渗透系数分布不均匀,不同部位的抗渗能力也不同。通过考虑不同应力状态,分别对砂样开展了室内试验研究并展开了分析。研究表明:砂样的渗透性符合达西渗透定律,充填砂和抛填砂的渗透系数明显不同。应力状态对抛填砂和充填砂的渗透特性影响较大,无围压下的砂样渗透系数比有围压的要大,而且随着围压的增大渗透系数逐渐减小。砂性土体的渗透系数与孔隙率是密切相关的,围压越大,土体被压缩,其孔隙率越小。当围压增大到一定程度时,土颗粒之间的空隙已经密实,此时土体渗透性减小幅度不再明显。     

透水砖堵塞程度对径流颗粒物冲刷规律的影响

针对目前透水砖堵塞后引起径流颗粒物输出规律变化不清晰的问题,采用模型模拟、因素分析等方法研究透水砖堵塞对其表面径流颗粒物冲刷规律的影响.结果表明,堵塞程度、降雨重现期是影响透水砖表面径流颗粒物冲刷过程的重要因素,堵塞程度越高、重现期越大,初期冲刷效应越强烈、颗粒物累积冲刷量越大;结合不同降雨重现期下,各堵塞程度透水砖表...     

植被再生混凝土的透水性能研究

透水性是植被混凝土工作性能的重要评价指标之一,良好的透水性是保证雨水顺利透过混凝土层渗入地下水系统的基本条件。通过试验研究对植被再生混凝土的透水性能及影响因素进行分析,并将植被混凝土应用于边坡防护,开展雨水入渗试验。单一级配再生骨料制备的植被混凝土的透水性能均优于连续级配的植被混凝土。植被混凝土的孔隙率越高,透水性能越好。植被混凝土灌注植被基材后透水系数优于一般的土壤。植被混凝土护坡可将50%～70%的雨水排走。研究表明植被再生混凝土透水性能良好,能够满足植被边坡要求,即可以防止过多雨水渗入土体,引起边坡失稳破坏,又保证适量雨水渗入边坡,为植被混凝土生长提供必需的水分。     

无砂混凝土的制备与性能研究

无砂混凝土是一种重要的绿色生态护坡建筑材料,具有良好的透水性和透气性,但强度普遍偏低。无砂混凝土透水系数与抗压强度为负相关关系,同时满足高强度、高透水性有难度。基于某泵站工程现场用原材料,深入研究目标孔隙率P、水灰比W/C、骨料粒径、水泥种类等因素对无砂混凝土性能的影响,在此基础上提出高强度、高透水系数无砂混凝土的制备方案。结果表明：插捣成型条件下,实测连续孔隙率C_void均大于设计的目标孔隙率P。P一定时,存在最优W/C,使无砂混凝土透水系数最大;28 d抗压强度则随W/C（0.21～0.33范围内）的增大而提高。推荐采用工地现场所用5～16 mm连续级配骨料、P·O 52.5水泥制备无砂混凝土,P宜取15%,W/C宜取0.27或0.30;制备的无砂混凝土综合性能良好,可同时满足透水系数k_T≥1 mm/s、28 d抗压强度f_cc≥25 MPa的要求。     

再生微粉对再生骨料透水混凝土的影响

文章采用废弃混凝土作为再生微粉来源,经机械破碎筛分后获得,对其物理性质及主要化学成分进行研究。在此基础上,探究再生微粉对水泥胶砂试件的抗折强度和抗压强度及再生骨料透水混凝土强度、透水性的影响。试验表明:再生微粉是一种疏松多孔且具有一定活性的建筑垃圾粉末;一定掺量内,对水泥胶砂强度有促进作用,最佳掺量为10%。再生微粉取代率10%,再生骨料透水混凝土强度接近基准组,10%,强度急剧下降,不利于强度发展;测得透水系数为3.28～4.92 mm/s,与孔隙率呈正相关。因此,将再生微粉作为掺和料取代水泥,可节约水泥,降低砂浆成本,环境明显改善,带来一定的社会效益,同时,为再生微粉能广泛应用于混凝土工程提供理论支撑。     

再生骨料透水混凝土耐撞磨性试验研究

耐撞磨性是影响再生骨料透水混凝土使用寿命及适用性的关键因素,目前国内外尚缺乏系统的研究。通过试验研究了不同水胶比、短切玄武岩纤维、粉煤灰、再生骨料替代率、双粒级骨料(5~10 mm,10~20 mm)掺量等因素对再生骨料透水混凝土耐撞磨性的影响。结果表明:水胶比超过0.27时,再生骨料透水混凝土撞磨时质量损失随水胶比增大而增大;内掺10%粉煤灰能够提高再生骨料透水混凝土耐撞磨性;再生骨料透水混凝土的耐撞磨性随着替代率的增加先增大后减小,替代率为50%时耐撞磨性最好;双粒级有利于提高再生骨料透水混凝土耐撞磨性能。此外,强度、密度及孔隙率是影响再生骨料透水混凝土耐撞磨性的主要因素,总体呈现强度越大、密度越大或是孔隙率越小,耐撞磨性越好的趋势。     

再生骨料取代率及掺合料对透水混凝土性能影响研究

为了能够将再生骨料更好地应用于透水混凝土生产中,本实验系统研究了再生骨料取代率、骨料级配、减水剂及掺合料等因素对透水混凝土强度和透水性的影响。结果表明:透水系数随孔隙率的增加而增加,经过数据分析,建立透水系数和孔隙率之间经验公式;随着再生骨料取代率的上升,混凝土孔隙率及透水系数先减少后增加,抗压、劈拉强度则先增加后减少,取代率60%左右时,强度达到最大;在100%再生骨料掺量的基础下,20%粉煤灰等比例取代水泥能够有效提高了混凝土抗压强度,但透水性能有所降低,同时减水剂、硅粉及钢纤维的掺入对混凝土抗压强度作用不明显,但钢纤维可以提高混凝土劈拉强度。研究成果对于再生骨料透水混凝土推广应用具有重要意义。