基于防冻性能的寒区河道工程不同透水材料铺装构造试验研究

有效的防冻胀设计是提高寒区透水混凝土铺装使用年限的重要手段和途径.文章以具体工程为依托,通过现场试验的方式研究了寒区河道工程透水铺装找平层和基层材料对抗冻胀性能的影响.根据试验结果,建议优先选用中粗砂材料和透水水稳材料分别作为找平层和基层材料.此外,建议采取必要的工程技术措施及时排空滞留基层的径流,以降低冻胀破坏.     

透水砖冻胀损坏试验研究

在寒冷地区,透水砖铺装的冻胀损坏一直是影响其寿命的主要因素之一。通过冻胀损坏试验,研究陶瓷透水砖、水泥透水砖在冻结过程中外观变化和冻胀应力的变化规律,对其抗冻性能进行评价,最后结合试验数据提出相应的抗冻胀技术改进措施。研究表明:陶瓷透水砖的抗冻性能优于水泥透水砖。在水饱和度为完全饱和、有侧限条件下,陶瓷透水砖的最大冻胀应力为1.42 MPa,水泥透水砖的最大冻胀应力为1.67 MPa;在水饱和度为完全饱和、无侧限条件下,陶瓷透水砖的最大冻胀应力为0.21 MPa,水泥透水砖的最大冻胀应力为0.22 MPa。透水砖的抗冻防治措施应从提高砖体强度和耐久性、降低水饱和度、应力释放和加强透水砖铺装后期维护管理等几方面采取综合措施。在分析有侧限、无侧限试验条件下透水砖冻胀应力的大小差值较大的基础上,提出干砂灌缝或设置伸缩缝、基层或垫层增设导水管(板)、增设辅助设施等透水砖铺装抗冻胀技术改进措施。     

透水铺装雨水入渗收集与径流削减技术研究

透水铺装属于多孔介质材料,其较强的孔隙渗透能力,为控制自身及周边不透水面积的雨水径流提供了条件。雨水不仅可以通过透水铺装材料下渗,也可以储存在铺装层的孔隙中,形成地下水库,并通过合适的设施收集回用。通过室内人工降雨试验,对透水铺装雨水下渗收集及不同透水比例雨水控制能力进行了研究。结果表明,采取收集措施后,透水铺装径流削减能力为40%～90%,比无收集措施时提高约10%;透水铺装能够较好地消纳自身同面积的不透水铺装产生的径流,并通过垫层收集系统回收入渗雨水,当透水铺装比例低于1/3时,透水铺装地面对降雨径流的控制能力会明显下降。     

透水铺装透水性能的评价及养护技术研究

针对透水铺装的长期透水性能缺乏评价研究,透水铺装后期的养护技术缺乏试验研究和实践经验等问题。在嘉兴海绵试点区内选取不同类型的透水铺装(陶瓷透水砖、混凝土透水砖、透水混凝土)进行渗透性能检测,对其进行渗透性能评价,为透水铺装的应用提供渗透系数参数及应用参考;对比分析真空清洗和压力清洗的清洗效果,并统计透水铺装的养护频率。     

透水铺装去除污染效能及清洗特性研究

针对透水铺装对雨水径流污染的缓解作用,采用模拟降雨试验研究了透水铺装的污染物去除效能及影响因素,并采用超纯水对透水铺装进行清洗,探究清洗出水的水质特性和透水铺装的污染状况。结果表明,透水铺装对SS、TP和Zn的去除效能非常高,平均去除率分别可达98.15%、97.33%和97.58%,NH3-N和COD的去除效果相对较差,平均去除率分别为20.87%和3.52%;径流雨水中污染物的初始浓度对去除效能的影响不大,而降雨强度的影响相对较大,尤其对于去除率相对较低的污染物,当降雨重现期由1年增至100年时,NH3-N和COD的平均去除率分别降低了8.68%和44.23%;在对透水铺装进行清洗时发现,清洗出水呈碱性,被截留和残留在透水铺装结构层内的COD和NH3-N易被水流冲出,而SS、TP和Zn不易随水流冲出,可见透水铺装易受颗粒物的堵塞。     

改良型透水铺装对弱透水土质地区的水质控制试验

为改善透水铺装在弱透水土质地区的应用,通过增加渗透导管的方式改良了常规透水铺装的土基层。通过人工降雨试验对改良型透水铺装及其不同结构层对弱透水土质地区典型雨水径流中COD、TN、TP和Cu~(2+)等污染物的去除效果进行了分析,并与相同条件下的常规透水铺装进行了对比。结果表明,改良型透水铺装对4种污染物的去除效果有明显增强,在60 min降雨历时条件下,降雨重现期为2 a时改良型透水铺装对4种污染物的去除能力分别提升了11.87%、27.61%、9.17%和29.02%,且降雨重现期越短越有利于透水铺装对COD、TN、TP和Cu~(2+)的去除。     

基于透水砖铺装系统的城市雨水利用

针对水资源日益匮乏且面临城市雨洪威胁的现状,北京城市雨水利用势在必行;在城市雨水利用的具体形式中,采用透水砖铺装系统,具有削减径流洪峰,贮存雨水,施工维修简易等特点.从透水砖铺装系统的材料、铺装工艺、设计标准等方面进行研究,提出常规透水砖铺装系统的具体径流系数,可供城市雨水利用和市政排水工程规划设计时参考.     

透水铺装地面降雨产流模型研究

透水铺装材料属大孔隙多孔介质,根据水分受力状态划分,其中雨水入渗过程可分为吸湿过程和传递过程两部分,分别以基质势和重力势为主要驱动力;透水铺装地面降雨产流包括铺装层和基层土壤两部分产流过程的总和,在基层土壤表面以超渗产流模式形成垫层内积水,在透水铺装层表面以蓄满产流形式形成地表积水;模型各参数中,铺装层和土壤层的初始含水率、田间持水量、饱和含水率等参数对模型计算结果影响较大,应根据材料测试结果慎重选择。     

海绵体透水铺装水动力过程初步研究

为缓解城市内涝,提高透水铺装渗蓄排功能,搭建填充多孔纤维棉为铺装基层的海绵体透水铺装系统,基于 室内模拟降雨的物理试验,构建 Hydrus-1D 数值模拟模型。在不同降雨强度和降雨间隔条件下,通过产流试验获 得透水铺装的产流曲线并利用 Hydrus-1D 软件进行模拟验证,分析纤维棉透水铺装结构对降雨径流水量的控制特 性,初步探究透水铺装结构的一维水动力过程,并利用数值模型模拟不同结构层比例下峰值流量削减效果及出流 特征。结果表明：在间隔天数为 1～7?d 时 Hydurs-1D 数值模型对海绵体透水铺装具有较好的拟合度;纤维棉透水 铺装能有效削减峰值流量,具有较好的出流延迟性能,对于排水过程有明显滞缓作用,降雨强度越小,间隔时间越 长,效果越显著,在强降雨条件下效果大大减弱。在试验条件下降雨间隔 3?d 能发挥该透水铺装最大蓄水性能,降 雨间隔 9?d 表现出最佳峰值流量削减效果。在降雨间隔 9?d 时,多孔纤维棉层与碎石层比例为 1∶3 时水路畅通效 果最佳。     

新型透水铺装导水结构渗透系数的研究

城市不透水地面面积的增加,使得城市内涝灾害愈加严重,而道路透水铺装对缓解这一问题具有显著的改善作用。设计了一种新型透水铺装导水结构,采用实验室试验与ABAQUS模拟相结合的研究方法,对新型透水铺装导水结构的渗透系数进行测定。结果表明,40 mm的新型透水铺装导水结构的下渗速率最大;ABAQUS模拟得,进流速度为0.005 09 m/s时,40 mm的新型透水铺装导水结构的最大渗透流速为0.036 74 m/s;在相同的实验条件下,新型透水铺装导水结构的渗透系数为0.006 36 m/s,同体积碎石透水铺装的渗透系数为0.004 56 m/s。因而该新型导水结构下渗速率大,渗透效果优于传统透水铺装。该成果为削减地面径流提供了新方法,对道路透水铺装的研究具有借鉴作用。     

透水性铺装对城市生态环境改善的分析

介绍了城市生态环境现状及透水材料的特性,着重分析了利用透水性铺装对城市生态环境的改善情况.     

雨水利用对城市住宅小区外排径流消减效果研究

分析了城市住宅小区开展透水地面铺装后在不同降雨强度下的径流系数。研究了不同透水铺装比例对小区外排径流系数的影响。研究表明,住宅小区透水铺装地面的径流系数随着降雨重现期的增大、降雨历时的增加而增大;住宅小区透水铺装地面面积比例的增加,将降低小区外排径流系数。     

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。     

基于入渗产流分析的透水砖地面铺装结构试验

为了找出有利于降雨入渗、削减径流的透水地面铺装结构,通过人工降雨试验,研究不同铺装垫层结构透水地面的降雨入渗与产流特性。根据8种铺装结构在径流削减、入渗量增加、开始产流时间滞后等方面的效果比较,推荐透水砖地面自上而下的铺装结构为"透水砖面层+无砂混凝土+单级配碎石"形式。     

改良型透水铺装对弱透水土质地区SS的去除效果试验

为研究适用于弱透水土质的改良型透水铺装对典型雨水径流污染物悬浮固体(SS)的去除效果,以嘉兴地区的淤泥质黏土为土基层制作试验装置,以人工模拟降雨的方法模拟并检测不同降雨重现期条件下改良型透水铺装装置削减径流污染物SS的效果,并以常规透水铺装和普通路面作为对比。结果表明:较小的降雨重现期更有利于透水铺装对SS的去除;弱透水土质条件下改良型透水铺装在对SS的去除过程中,不但去除率高于常规透水铺装,去除速率也得到了提高;在降雨重现期1 a条件下,改良型透水铺装平均每分钟比常规透水铺装多去除29.82%的SS。     

透水铺装设计与维护管理的关键问题分析

以透水砖铺装为例分析了透水铺装承载能力、渗透能力和滞蓄能力等方面在设计中的关键问题,对其中的重要设计参数展开讨论,提出透水砖铺装的设计方法和设计程序。对透水铺装维护管理中针对防止堵塞和保障渗蓄效果应采取的检查及清洗方法给出建议。     

透水铺装系统控制城市雨水径流研究进展

综述了国内外对透水铺装系统控制雨水径流的研究,总结了透水铺装系统削减暴雨径流量和净化雨水水质的研究进展,分析了透水铺装系统对各种污染物的去除机理,并对该技术今后的研究与实践提出了展望,对中国科研人员深入了解透水铺装前景具有较大价值。     

基于水体自然净化的北京奥林匹克公园中心区雨水利用技术

通过设计北京奥林匹克公园中心区雨水利用系统,对雨水回收利用技术进行了大量的研究和技术攻关,在确保排水通畅的前提下,提出了"水体自然净化的雨水利用"设计新理念.将透水铺装区域、绿地、水系等各类用地统盘考虑,通过透水砖、露骨料透水混凝土、增渗设施等新型透水材料,利用透水铺装和渗滤沟内的砂砾料和增渗设施净化雨水.在收集雨水过程中,实现对水质进一步净化,使收集的水质满足灌溉、水景、回灌地下的相关标准,节省了成本,建成了高标准的公园雨水利用系统,对兑现"绿色奥运"承诺和北京的水资源的循环利用具有重要意义.     

混凝土透水砖在城市铺装中的应用及前景

正随着国内外对环境友好产品的需求不断增长,特别是面临城市水资源的不断匮乏以及城市环境人性化的追求,一些新技术新产品正逐渐受到人们的青睐,其中混凝土透水砖技术的研发引起了研究混凝土制品的学者、专家和社会的关注,因而激发了不少企业家投资生产的欲望。本文阐述了制备混凝土透水砖的诸多影响因素、城市铺装材料的应用前景以及铺装工艺设计中的注意事项以供交流、探讨。一、透水砖的分类、特性及其环保作用     

透水砖在济南海绵城市建设中的应用

以济南为例,采用透水砖作为海绵城市建设的典型雨水促渗措施,对其种类、铺装要点、生态优势等方面进行分析与总结,并将透水砖铺装地面与常规硬化地面保水效益进行对比,结果显示,相同条件下透水砖地面比混凝土硬化地面下渗雨水量高出3~4倍,对于减轻地面径流效果明显。因此,透水砖是城市地面雨水下渗的良好材料。