多孔水泥混凝土路面研究及其应用综述

摘要：从对多孔水泥混凝土材料的国内、外研究及应用现状进行全面总结，从而帮助我国道路工作者全面了解多孔水泥混凝土路面，并使其得以推广应用。

关键词：多孔混凝土路面 工程应用

1、国内、外研究现状

1.1国外研究现状

在欧洲，多孔混凝土材料曾被用来修建停车区，瑞士和英国曾用它修建一些地方的停车库和次要道路的路面。在美国一些地区，无细集料混凝土作路面面层和基层材料得以推广。在日本、美国，高强型多孔水泥混凝土的研究与应用也走在世界前列。

70年代后期，日本着手开发多孔混凝土的铺装，人行道采用的多孔混凝土面层一般铺有10mm厚的彩色混凝土，为了保证面层混凝土的强度和耐久性，1987年日本研究者申请了多孔混凝土路面材料专利。他们在胶结材料中掺用了厚分子树脂和微细骨料来制备多孔混凝土。

在美国的佛罗里达、新墨西哥和犹他州已将无细集料混凝土作路面面层材料用于停车区路段。至今，在佛罗里达州西部和东部海岸地区已修建多处无细集料混凝土停车场[1]。

1.2国内研究现状

近几年，在国内一些科研院、大学开展了一些多孔水泥混凝土的研究工作。主要体现在以下几个方面：

1.2.1多孔混凝土的强度特征的研究

同普通混凝土一样，强度是多孔混凝土硬化后的主要力学性质，试验结果表明：多孔混凝土抗压强度早期增长较快，符合线性关系，后期强度发展较慢，符合对数关系；长龄期劈裂强度与28d劈裂强度之间符合对数关系，并据此得出相应的对应关系表，便于工程实际应用[2]。

1.2.2对路面温度场影响的研究

多孔混凝土的热物理参数对温度应力有着重要的影响。在现场实测数据的基础上，利用有限元分析软件对路面温度场进行模拟及分析得出：在多孔混凝土基层路面中，在日最高温度条件下，多孔混凝土板温度梯度较高，基层板体将产生较大的翘曲应力。建议多孔混凝土基层避开夏季高温条件下施工，或是在夏季最高温来临前进行罩面，以免基层产生较大温度应力，发生开裂。

1.2.3多孔混凝土降噪性能试验研究

通过室内试验对多孔水泥混凝土的声学性能进行研究，分析了有效孔隙率、孔径大小以及厚度对吸声系数的影响，建立了实际降噪值与有效孔隙率、孔径大小的关系，得出了吸声性能及宣泄气体能力最佳的多孔水泥混凝土的主要指标。[4]

2、应用现状

2.1在道路工程中的应用

多孔混凝土在我国上海、郑州、大连等地获得了部分应用。上海东安公园广场、人行道采用多孔混凝土路面，降雨时路面完全无积水现象，效果良好。

透水性混凝土路面砖作为一种高渗透性路面制品，目前已在北京、上海、山东、山西等地推广应用，受到市政工程设计与建设部门的青睐。另外，2006年，南京将多孔隙彩色水泥混凝土成功地应用于2006年街巷整治，实施多孔隙彩色混凝土人行道面层的研制及试验路的铺筑 [5] [6]。

2.2在港口工程的应用

多孔混凝土与常用的半刚性基层材料相比，具有较好的排水性能和较高的力学性能、收缩性能和疲劳性能，与普通混凝土相比，具有较小的收缩性。针对港口道路的水损害问题，利用多孔混凝土的优良路用性能，其用于港口道路结构层，将进入道路内部的水尽快排出道路结构外，从而从根本上解决水损害问题。

多孔混凝土整体强度和刚度都较大，且具有很好的板体性，比常用的水稳和贫混凝土基层具备更高的强度与刚度。同时，由于多孔混凝土结构有较小的干缩和温缩裂缝，可将多孔混凝土用于港口堆场结构层，充分发挥它的优点，以减小堆场干缩和温缩裂缝，提高堆场整体强度和使用寿命。

3、多孔混凝土路面存在的不足及解决方法

作为一种新型的路面结构，多孔混凝土的内部结构介于水泥稳定碎石与普通混凝土之间，与普通混凝土相比其强度较低。提高水泥的用量并加入一定量的聚合物添加剂可以有效增加混凝土的强度。

在性能上，多孔混凝土的孔隙在长期使用过程中容易堵塞而影响其排水、降噪性能，这也是影响多孔混凝土推广使用的一个重要因素。由于环境中的泥沙浮土以及路面本身产生的磨损物和来自轮胎的污物，多孔混凝土的孔隙易被堵塞，随着时间的推移使用性能会大大降低。对路面进行不断维护和清洗可以保持路面的多孔性能，一般来说，大雨时的高速行车也可以起到清洗孔隙的作用。从理论上讲，这本身就是一个“自我净化”的过程。机械化冲洗也常常被用来解决路面孔隙的堵塞问题。

另一方面，由于多孔混凝土路面是多孔隙、可透水的，不同于一般的混凝土结构仅是表面暴露在外部环境中，这必然有大量水分流进混凝土内部，受到侵蚀性物质的破坏。同时，道路上行驶的车辆会排放出汽车尾气，尾气中含有的硫化物，遇水后会变成酸性物质，进入混凝土内部后，导致混凝土的碱性降低，甚至会有部分物质溶解于水中，被雨水冲刷带走，从而导致混凝土的耐久性不足。

多孔混凝土路面的孔隙率、渗透性应该与强度以及耐久性找到一个平衡点。对于行车速度较高、交通量大的地区，为了实现降噪功能，应该采用偏小的孔隙率，从而得到合理的强度以及耐久性能。

4、结束语

多孔混凝土路面符合现代人对于环境保护的要求，具有良好的环保型功能，其降噪、排水、改善水循环的性能在合理的设计及施工状况下得以实现，从而能给社会带来极大的效益。多孔混凝土虽然在强度及耐久性方面存在一定的问题，在孔隙率、渗透性与强度、耐久性之间找到平衡点是解决该问题的一个有效途径。应该说，多孔混凝土在我国具有广阔的应用前景。

参考文献：

[1]张树国，王刚，吴天禄.国外多孔混凝土路面研究和发展综述[J].山西建筑，2009，7，35（21）：261-262

[2]李增宏，车法.多孔混凝土结构特性与强度增长规律研究[J].公路交通科技应用技术版，2009（4）：32-34

[3]赵蓉龙，殷东峰.多孔水泥混凝土降噪性能试验研究[J].公路交通科技应用技术版，2009（11）：62-65

[4]单海燕，汤维军.多孔砼路面特性及应用研究[J].公路工程与运输，2009，02/03：47-49

[5]付贵海.无砂混凝土特性及其在公路工程中的应用研究[D].昆明：昆明理工大学，2005.2