透水铺装改性基层对典型径流污染物动态除污实验研究

为提高透水铺装对雨水径流的净化作用,通过优选骨料和掺入添加剂的方法对透水铺装基层进行改性,制备了沸石基层、陶粒基层、掺粉煤灰砾石基层和掺膨润土砾石基层;同时制备一组传统砾石基层作为参照对比基层;并将改性后的基层和参照基层对雨水径流典型污染物COD、TP、TN、Cu~(2+)的削减作用进行了过滤吸附实验。实验结果表明,4种改性基层对污染物去除能力整体上较传统砾石基层均有一定程度的提高;但不同改性方法对污染物的去除效果差异较大。整体来看,掺膨润土砾石基层对污染物COD、TP、Cu~(2+)的去除效果最好;但在去除TN的实验中,除沸石基层外,其他基层对TN的去除效果皆不理想。研究结果表明,过滤除污实验中,掺入添加剂方面改性,掺膨润改性基层对于污染物削减效果最好;而掺入骨料方面,沸石改性基层去除效果最佳。建议将沸石作为骨料,膨润土作为添加剂制成改性基层,以最大化实现去除污染物的作用。     

透水混凝土铺装基层3种骨料对典型径流污染物吸附效果比较

为提高透水混凝土铺装基层对雨水径流污染物的削减作用,通过优选骨料的方法对透水混凝土铺装基层进行功能强化研究,采用静态吸附等温试验对3种骨料开展了试验。研究表明,采用沸石骨料对雨水径流污染物削减效果最好,沸石对径流主要污染物COD、TP、TN、Cu的理论饱和吸附量分别为8.612、1.848、3.932、7.032 mg/g。沸石和陶粒相较于砾石对径流污染物COD、TP、Cu的吸附能力分别提高了51%和14%、61%和34%、87%和58%,沸石对于TN的吸附远高于陶粒和砾石,所以,对骨料进行优选后可以提高基层的除污能力,为透水混凝土铺装的扩大应用提供创新方法,同时为海绵城市的建设提供技术支持。     

透水混凝土阻滞路面径流污染物的效应

随密实型铺装的增长,道路径流污染日趋严重,而透水混凝土铺面是处治路面径流污染的有效措施。为针对路面径流污染特性,通过透水混凝土的制备与渗滤试验,研究了透水混凝土空隙率以及水力参数对其阻滞路面径流污染效果的影响;通过粒度分析解释其净化作用机理,研究了其阻滞路面径流污染的长效机制。结果表明,透水混凝土合理空隙率为20 %,对粒径范围在417~800 μm的悬浮颗粒物截留效果最佳;渗透系数与污染物净化率基本呈现负相关关系;提出了一种确定渗滤结构最佳清理时间点的方法。     

骨料对透水混凝土性能的影响

试验研究了骨料品种、骨料粒径对透水混凝土主要性能的影响。试验结果表明：在相同骨料粒径的情况下,由碎石骨料配置的透水混凝土总孔隙率和透水系数明显大于卵石骨料配置的透水混凝土,碎石的强度变化幅度比卵石的变化幅度明显;随着骨料粒径的增大两种骨料配置的透水混凝土的孔隙率、透水系数均有所增大,在同一配合比情况下,随着骨料粒径的增大透水混凝土的强度呈非线性变化,且存在最佳粒径尺寸。     

再生骨料混凝土配制透水路面砖

通过理论计算和试验分析,揭示骨灰比、砂率和水灰比对再生骨料透水混凝土力学性能和透水系数的影响规律.采用功效系数法得出再生骨料透水混凝土配合比控制参数,即骨灰比为3.5,砂率为15%,水灰比为0.34.通过优选配合比参数,得到具有良好透水性能的再生骨料透水混凝土路面砖,其抗压强度可达到20MPa以上;降低透水能力的要求,则其强度可以满足JC/T 466-2000混凝土路面砖标准的要求.     

再生骨料透水混凝土抗压强度及透水性能

测试天然骨料及3种再生骨料的基本性能,研究再生骨料和天然骨料的性能差异及其对透水混凝土的影响. 以骨料种类和目标孔隙率为主要影响因素设计透水混凝土配合比,并以振动成型法、插捣成型法配制15组透水混凝土,研究骨料种类、目标孔隙率、成型方式对透水混凝土28d立方体抗压强度和渗透系数的影响. 结果表明： 再生骨料存在吸水率高、压碎指标大的问题,但能满足配制透水混凝土骨料的要求;插捣成型法配制的透水混凝土渗透性能表现较好;品质高的骨料制备的透水混凝土具有较高的抗压强度和渗透系数;随着目标孔隙率的增大,透水混凝土的渗透系数增大,但抗压强度随之减小.     

不同胶凝体、骨料对透水混凝土的透水系数和抗压强度的影响

从透水混凝土的组成成分和配合比设计研究了透水混凝土的透水性能和抗压强度,以水灰比、胶凝材料、骨料作为变量,研究了透水混凝土的性能与胶凝体、骨料和水灰比的关系,结果表明:当胶凝材料是水泥时,混凝土的整体性能与水灰比成负相关;当其他材料相同时,与树脂作为胶凝材料相比,水泥作为胶凝材料时,透水性能较差,但力学性能较好。     

生态透水混凝土对路面径流污染阻滞效果

作为典型的大孔隙铺装材料,生态透水混凝土不仅能够快速渗透路表雨水,防止积水产生,还能有效阻滞路表径流中携带的大量污染物。以目标孔隙率为20%、加入陶粒和硅藻土两种净化材料的生态透水混凝土为研究对象,以性能测试结果为评价指标,分析净化材料掺量对生态透水混凝土孔隙率、渗透系数的影响;以污染物去除率为检测指标,分析不同净化材料掺量对径流污染阻滞效果的影响并从微观层面加以解释;以污染物总量为控制指标,采用室内加速试验,模拟生态透水混凝土在8 a服役期内孔隙率、渗透系数及污染物去除率的变化规律,研究其在长期服役过程中结构孔隙的阻塞过程。研究结论表明,生态透水混凝土中陶粒的最佳掺量为10%,硅藻土的最佳掺量为20%;从物理电子显微镜和化学元素分布两个层面确认了生态透水混凝土对道路径流污染物良好的阻滞作用;随着生态透水混凝土模拟服役年限增长,其孔隙率和渗透系数均衰减,对各污染物的阻滞效果也有着对应的变化趋势。     

再生骨料透水混凝土力学性能和耐久性研究

从优化水泥基体角度出发,搭配使用不同掺量的再生细骨料,旨在全面提升再生骨料透水混凝土力学性能、渗透性和耐久性. 首先,采用单纯形重心设计法对水泥（C）、粉煤灰（FA）和硅灰（SF）组成的三元胶凝体系进行优化设计,获得高性能水泥基体. 然后,分析了高性能水泥基体和再生骨料质量分数（0%、30%和50%）对透水混凝土力学性能和耐久性的影响. 试验发现,使用高性能胶凝材料,可以显著提升再生骨料透水混凝土的抗压强度和冻融耐久性,且可满足渗透性要求. 当再生骨料质量分数为0%、30%和50%时,28 d抗压强度分别提升72.4%、100%和44.2%;50次冻融循环质量损失分别为1.5%、2.2%和2.5%. 此外,研究发现再生骨料透水混凝土的破坏模式与胶凝材料性能和再生骨料质量分数相关,可为再生骨料透水混凝土设计和应用提供参考.     

透水混杂骨料再生混凝土配合比设计与性能试验研究

依据CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》配制透水混杂骨料再生混凝土,通过对透水混杂再生混凝土配合比的设计及优化,确定能够满足强度和透水要求的最佳配合比范围,制成具有优良性能的透水混杂再生混凝土.试验表明:透水混杂再生混凝土的孔隙率应不大于15%,水灰比应该控制在0.28左右,此时透水混杂再生混凝土的抗压强度与透水系数都能满足实际工程要求.     

机场道面再生混凝土的抗冻性能及机理

为了研究机场道面再生混凝土的抗冻性能及其机理,采用掺加优质粉煤灰和高效外加剂的＂双掺＂技术路线,进行机场道面再生混凝土配合比设计和抗冻性能研究.根据机场道面再生混凝土抗冻试验结果和试件破坏现象,探讨了再生混凝土抗冻性能评价指标.从含气量、孔结构和微观结构等方面,对机场道面再生混凝土的抗冻机理进行了分析,建议寒冷地区道面再生混凝土含气量为5%～6%,在再生混凝土中掺入优质矿物外掺料,提高机场道面再生混凝土的抗冻性能.结果表明：所配制的机场道面再生混凝土抗冻等级高达F250,抗冻性能优于普通道面混凝土,满足道面设计规范要求.