劉洋

摘要 為了研究周期性堵塞及維護條件下透水混凝土路面的滲透性能，文章采用4種不同級配的堵塞材料和4種不同的維護方法，對透水路面進行了滲透性研究。研究結(jié)果表明：（1）隨著堵塞周期的增加，越來越多的殘留泥沙無法從空隙中清除出來，導(dǎo)致空隙減少，最終導(dǎo)致路面滲透性的降低。（2）沖洗壓力值的變化不會造成清洗效果的顯著差異。（3）透水路面阻塞時，采用壓力清洗（20 MPa）+真空抽吸能夠有效提升路面的滲透性能，清掃+真空抽吸對路面滲透性的提升不顯著，隨著堵塞維修周期的增加，維修效率趨于穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞 透水混凝土路面；周期性堵塞；定期維護；堵塞材料

中圖分類號 U418.6文獻標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2024）06-0080-04

0 引言

傳統(tǒng)的混凝土路面因其不透水的特性，導(dǎo)致城市“雨季看?！钡默F(xiàn)象頻發(fā)。這不僅給城市交通帶來不便，也使得城市排水系統(tǒng)面臨巨大壓力。透水路面的日常維護對其使用壽命及性能的保持至關(guān)重要，維護得當(dāng)，可以大幅延長其使用壽命，降低道路維修和更換的頻率，為城市節(jié)省大量的維護成本[1]。因此，對透水路面的日常維護措施及評價進行研究，不僅對提高道路的使用壽命有重要意義，更是對城市排水系統(tǒng)的完善和城市建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。

透水路面的研究已經(jīng)成為國內(nèi)外的一個熱門領(lǐng)域，對材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計到施工工藝都進行了深入的探索。吳秋霖[2]和鄭益樹[3]等指出關(guān)于透水路面的研究集中在透水路面性能優(yōu)化和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新上，而對于如何長期保持其透水性能、防止堵塞等方面的研究相對較少。陳曙[4]等指出定期清掃路面、避免重型車輛長時間碾壓、對局部損壞進行及時修復(fù)等建議，但對于透水路面的評價標(biāo)準(zhǔn)、評價指標(biāo)及具體操作方法等，尚未形成一套完整且統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系。當(dāng)前研究還存在許多空白點，需要進一步深入挖掘[5]。透水路面的日常維護措施及評價研究尚處于起步階段，具有較大的發(fā)展空間和研究潛力。

針對上述研究中存在的透水路面日常維護措施不足問題，該文分析了透水路面在不同堵塞條件下的滲透能力，評價日常維護方式對透水路面的維護效果，通過4種不同級配的堵塞材料對透水路面進行堵塞分析，評價其滲透性能。通過清掃、壓力沖洗以及真空抽吸的維護方式，評價不同維護過程對路面透水性能的影響。

1 研究方法

1.1 實驗設(shè)計

某高速公路透水路面結(jié)構(gòu)，如圖1所示，表面層厚度100 mm，采用5～10 mm單級配碎石，P.O42.5普通硅酸鹽水泥，孔隙率為20%，混凝土強度為30 MPa。

為分析不同材料對透水路面的堵塞效果，采用粉土、砂土、細(xì)砂、粗砂4種材料進行路面孔隙阻塞效果分析，每種堵塞材料通過篩分試驗確定其級配范圍，如表1所示。

為了修復(fù)堵塞的路面的滲透性，采取了3種維護措施，包括壓力清洗、清掃+真空抽吸和壓力清洗+真空抽吸。壓力沖洗分為2個等級，分別為10 MPa、20 MPa。真空抽吸時刻保持在55 kPa，以達(dá)到最佳的抽吸效果，用上述4種材料將其分為4種工況，具體實驗分組如表2所示。

1.2 實驗方法

高壓清洗機最大流量為10 L/min，最大輸出功率為8.6? kW。水壓可通過壓力閥調(diào)節(jié)，在壓力范圍內(nèi)可在0～25 MPa之間調(diào)節(jié)，噴管與地面距離約10 mm。該研究中使用的真空吸塵器，最大輸出功率為5 kW，濾袋為220 L。進風(fēng)口長650 mm，寬105 mm，進氣口與地面距離15 mm。

2 結(jié)果與討論

2.1 堵塞材料級配對透水路面滲透性的影響

經(jīng)過不同堵塞次數(shù)后，透水路面的滲透性能實驗結(jié)果如圖2所示。

從圖2中可以看出，第一次堵塞后，這兩組的滲透性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于0.6 mm/s，其中砂土-Ⅱ比粉土-Ⅱ更嚴(yán)重。第四次堵塞后，粉土-Ⅱ堵塞的路面滲透性略低于砂土-Ⅱ堵塞的路面滲透性。原因是粉土-Ⅱ（<0.15 mm）的質(zhì)量比為20%，砂土-Ⅱ為17.8%，隨著堵塞次數(shù)的增加，路面孔隙內(nèi)部的細(xì)泥沙逐漸堆積。隨著堵塞階段的增加，路面的滲透性急劇下降。在第二、四段堵塞后，滲透率分別降低到0.6 mm/s以下。

2.2 維護措施對路面滲透性的影響

通過采用不同維護措施后，路面滲透性的變化如圖3所示。

從圖3中可以看出，所有維護措施均能在初始階段使路面的透氣性大于0.6 mm/s。然而，隨著維護次數(shù)的增加，透水路面的滲透性逐漸呈現(xiàn)下降趨勢。在第三次清掃并采用真空維護后，透氣性未能恢復(fù)至0.5 mm/s。在第五次清潔階段使用10 MPa的壓力清洗后，同樣未能使透氣性恢復(fù)至0.5 mm/s。

為深入了解不同維護方法對不同堵塞材料的效果，該文對維修后的歸一化滲透性進行了比較（如圖4所示）。對于堵塞砂土-Ⅱ、細(xì)砂-ⅡI和粗砂-IV，20 MPa壓力沖洗+真空抽吸展現(xiàn)出最佳恢復(fù)效果，能使?jié)B透性恢復(fù)至初始值的32%以上。然而，對于堵塞砂土-Ⅱ，這一方法在五次定期維護后效果逐漸減弱，最終所有方法的恢復(fù)滲透性均低于初始值的22.2%。

2.3 維護措施的有效性

為進一步比較各種維護措施的清洗效果，消除初始滲透性的影響。根據(jù)式（1）計算出各種維護措施的清洗效率如下：

式中，E——維護措施的恢復(fù)效率（%）；Pi——路面的初始滲透性（mm/s）；P——路面堵塞后測得的平均滲透性（mm/s），結(jié)果如圖5所示。

從圖5可以看出，維持效率最高的是壓力清洗（20 MPa）+真空抽吸，第一次清洗后，滲透性可恢復(fù)到初始滲透性的68%，9次循環(huán)后滲透性仍可保持在24%左右。第二個最有效的措施是壓力清洗（10 MPa）+真空抽吸，最差的是清掃+真空抽吸。清掃+真空抽吸，在第一階段后只能將滲透性恢復(fù)到28%，而滲透性路面在三個周期后會失效，隨著堵塞維修周期的增加，維修效率趨于穩(wěn)定。

3 結(jié)論

該文通過實驗對透水混凝土路面的維護措施進行了評價，首先采用4種不同級配的泥沙對路面進行堵塞，然后比較4種維護措施的維護效果。測試結(jié)果如下：

（1）經(jīng)過多次堵塞后的透水路面，其內(nèi)部孔隙逐漸被泥沙填充，滲透性能隨著堵塞次數(shù)的增加逐漸降低。含細(xì)料多的堵塞材料更容易使透水路面的滲透性降低。透水路面堵塞后，經(jīng)不同維護措施均可使其滲透性能得到一定改善，采用壓力沖洗的維護措施，能夠顯著提升堵塞透水路面的滲透性，真空抽吸的對路面滲透性的改善效果較壓力沖洗效果低。

（2）制定合理的日常維護措施，能夠有效提升透水路面的服役壽命，壓洗（20 MPa）+真空抽吸的維護方式，可使路面滲透性恢復(fù)到初始滲透性的68%。即使在路面孔隙堵塞最嚴(yán)重的情況下，經(jīng)過9個循環(huán)后滲透性仍然可以恢復(fù)到24%。

（3）為使透水路面空隙堵塞后的滲透性能得到顯著改善，日常路面維護中應(yīng)采用高壓沖洗與真空抽吸的方式進行路面維護。

參考文獻

[1]周志剛， 周揚， 劉智仁. 透水瀝青混合料動態(tài)模量影響因素分析[J]. 材料導(dǎo)報， 2022（13）： 117-123.

[2]吳秋霖， 張穎超， 李宗鋒. 海綿城市透水路面病害及維護策略分析[J]. 中小企業(yè)管理與科技， 2021（24）： 128-129.

[3]鄭益樹， 童姝娟. 透水瀝青路面在溫州生態(tài)園工程中的應(yīng)用[J]. 城市道橋與防洪， 2021（6）： 306-308.

[4]陳曙， 龔睿， 翟曉陽. 紅外透水檢測技術(shù)在高速公路維護中的應(yīng)用[J]. 中國公路， 2021（22）： 116-117.

[5]曾金梅. 透水混凝土路面的施工質(zhì)量控制研究[J]. 交通科技與管理， 2023（6）： 123-125.