钢渣透水沥青混凝土路面在“海绵城市”中的应用

徐耀

钢渣透水沥青混凝土路面在“海绵城市”中的应用

徐耀

文章对钢渣透水沥青混凝土技术的材料性能、先进性进行了阐述，分析了钢渣透水沥青混凝土路面与其他设备设施在“海绵城市”实施中的效用。

钢渣；透水沥青混凝土；“海绵城市”；透水路面

随着我国钢铁工业的快速发展，每年都有大量的钢渣产生，数以万吨的钢渣占用了大量土地资源、污染环境。随着道路建设的飞速发展，钢渣逐渐替代天然石料应用在道路工程中。为了减少碳排放和空气污染情况，我国提出了建设海绵城市的理念，国内开始对城市透水道路材料进行研发，钢渣透水沥青混凝土作为新型绿色建材之一，以其优异的性能得到推广。本文从其特点的防滑、透水、减噪、泄洪等方面，展现了其优于普通不透水沥青路面的绿色环保特点。

一、钢渣透水沥青混凝土的材料性能

钢渣是炼钢过程中加入石灰、萤石等造渣溶剂而形成的复合固溶体，它属于碱性集料，由于其具有多孔的物理特征，使其与沥青的粘附性能非常好。透水沥青混凝土是指有较大孔隙率，除了满足常规沥青路面性能，还可以同时实现排水、降噪性能的沥青路面材料。采用经过稳定化处理和检验合格的钢渣作为透水沥青混凝土的主要材料，既有效解决了优质集料不足的情况，又将废弃资源合理高效利用，对建设“资源节约型，环境保护型”的社会有重大意义。

二、钢渣透水沥青混凝土路面的技术先进性

钢渣透水沥青混凝土路面与一般普通沥青混凝土路面相比，具有良好的技术先进性，具体特点如下：

（一）优良的防滑性能

路面抗滑性能是指轮胎受制动时沿路表面滑移所产生的足够摩阻力，使车辆能在各种环境条件下在合理距离内制动。钢渣透水沥青混凝土路面得益于钢渣粗颗粒的表面，构造深度大，抗滑性能高。

（二）保护地下水资源

近年来，由于城市设施建设大量采用钢筋混凝土材质的建材，降雨无法渗入地下，城市自然水循环被打断。透水性混凝土是一种可供雨水循环的混凝土，其内部有连续孔隙，所以具有透水透气性，降水可以通过孔隙与垫层下地底土壤连通。这就缓解了不透水建材导致的雨水阻断，从而对地下水资源保护起到积极作用。

（三）降低噪音污染

公路噪声包含汽车零部件的运转声、轮胎与路面的摩擦声以及驾驶过程中的偶发噪声（如鸣笛、刹车）等。欧洲许多国家在低噪路面的试验研究中发现，在降噪特性上，外露集料的低噪声水泥混凝土路面近似传统的沥青路面，透水性沥青混凝土路面的降噪效果比前两者都明显。钢渣透水沥青混凝土路面能降低噪音3dB左右，是一种静音环保型路面。在雨天条件下，钢渣透水沥青混凝土路面更是会有非常明显的降噪效果。其原因有：第一，声波打在钢渣透水混凝土路表面上时，声波引起透水路面小孔隙的空气运动，孔隙中的空气和孔壁的热交换引起的热损失，使声能衰减；第二，靠近孔壁表面的空气在摩擦力和运动粘滞阻力双重影响下，部分声能转变为热能，声音降低；第三，声波在粗糙路面的散射也起到了降噪作用。当今社会城市高层建筑以及高架道路不断增多，各种噪声污染日趋严重，采用透钢渣透水沥青混凝土路面对城市声环境起到明显的改善作用。另一方面，钢渣透水沥青混凝土路面的多孔结构能降低在路面行驶的车辆轮胎引起的空气喷排噪声、路表面的撞击噪声等，从而减少城市交通噪声污染。

（四）改善城市热岛效应

城市热岛效应是指城市中的气温明显高于外围郊区的现象。雨后在太阳的辐射下，钢渣透水沥青混凝土路面下垫层土壤中的水分在热力作用下通过路面的空隙自然蒸腾，蒸发过程中吸收路面的热能，地表的温度就降低了，城市的“热岛现象”就得到了缓解。蒸腾的水蒸气会增加空气的湿度，缓解“城市干燥化”，减少城市地面的扬尘的危害。

（五）提高雨天行车安全

普通不透水路面在雨天时如遇排水管网淤塞等原因，排水能力降低，就会造成路面积水。当夜间行车时，车灯反射的光就易形成失能眩光或不舒服眩光，易造成交通事故。钢渣透水沥青混凝土路面由于孔隙较大路面粗糙，直射或反射到其表面的光线产生扩散，从而避免眩光的形成。第二，透水沥青路面的空隙率为18%～25%，路表水可进入路面横向排出或渗入至路基内部[6]，具有良好的排水性能，能够迅速排除路表积水，从而避免了雨天行车夜间眩光、积水飞溅等危险，提高了安全性和舒适性。国外调查发现采用透水性好的路面雨天事故可减少80%。

（六）减轻暴雨导致的泄洪压力

我国幅员辽阔，各地的气候特征、降雨分布不均。近年来夏季暴雨频发，但国内大部分城市的防洪规划理念落后且排水管网建设速度滞后。当遭遇强降雨天气时，钢筋水泥路面阻断了自然雨水下渗，导致路面出现雨水蓄积和漫流现象，进而产生城区内涝。而钢渣透水沥青混凝土路面由于透水性能良好，将堵变为疏，有效地缓解城市排水设施的泄洪压力，对城市防洪具有积极意义。

三、钢渣透水沥青混凝土的技术应用

（一）“海绵城市”的概念

“海绵城市”将城市想象成一个海绵，下雨时利用设备或设施吸水、蓄水、渗水、净水，较干燥时可以将蓄存的水“释放”出来用于浇灌绿化等，这就使城市能够适应环境变化，面对自然灾害时“伸缩性”良好。“海绵城市”通过草坪、湿地、湖泊、河流对雨水进行“自然积存、自然渗透、自然净化”，归纳起来采用了“渗、滞、蓄、净、用、排”的方式。

（二）钢渣透水沥青混凝土与其他设施应用

在“海绵城市”概念刚刚提出时，国内已有新型透水材料及工程系统开始研发，已成功研发的新型绿色建材有透水混凝土、透水沥青、烧结透水砖、非烧结透水砖、透水格、砂岩复合透水板、混凝土集水蓄水系统、PVC集水蓄水系统、玻璃钢集水蓄水系统等，为“海绵城市”提供了坚实的物质支撑。在多个试点城市的实践中，钢渣透水沥青混凝土路面可以和“海绵城市”建设的其他设备设施相结合，既保证道路的优越性能，还能符合“海绵城市”的建设要求。

1.结合雨水回收系统

结合海绵城市蓄水利用的理念，将路面渗透的雨水，通过排水盲管与雨水回收系统相结合，经雨水回收系统净化处理，储存在给水井中，净化后再利用。在珠海横琴新区红旗村宝兴路，2013年进行了道路改造后，达到调蓄雨水面积80000平方米，调蓄体积为3140立方米的成效，即解决了下大雨后路面大规模积水的情况，又达到雨水回收利用的实用效果。

2.结合植草沟及下凹式绿地

排水沥青道路路面雨水下渗，经过路面下的排水盲管排入路边绿地中的植草沟或下凹式绿地等，使得雨水自然渗透与净化。位于济南旅游路与小汉峪沟交界处以东约230米路段南半幅的“海绵道路”样板段，实践“海绵城市”渗水、滞水、蓄水、净水的功能。当雨量较大或植草沟渗透达到饱和时，超过下渗速度的雨水会沿着倾斜的植草沟，借助地势高差，流向下游的下凹绿地。在下凹绿地处，种植芦苇用于蓄水，既能起到渗水作用，又形成了“旱地绿洲”景观。

3.结合渗透井

透水道路路面雨水下渗，经过路面下的排水盲管，排入到路边绿地中的渗透井等设施中，使得雨水自然渗透与净化。此外还设置溢流井，高出一定水位后，多余的雨水会通过溢流口进入道路的雨水排水系统排走。

四、钢渣透水沥青混凝土的不足

钢渣透水沥青混凝土在实际应用中还存在一些问题，如钢渣透水沥青混凝土的抗压强度还略低，需要采取措施提高；透水混凝土的蜂窝结构存在空隙被堵塞或堵塞后的清堵问题，这些都需要更深一步研究。

在国家倡导绿色、环保、节能及资源化再利用的今天，中国废弃钢渣的再利用理应成为研究的重点。特别是在交通公路系统优质集料日渐稀缺的背景下，钢渣作为替代集料之一，应用于透水沥青混凝土路面具有极大的社会意义。

[1]刘国威.钢渣沥青混凝土研究进展[J].矿产综合利用，2016，（02）:11-16.

[2]谢军.钢渣沥青混凝土的制备、性能与应用研究[D].武汉理工大学，2013:1-152.

[3]吴丹洁.中国特色海绵城市的新兴趋势与实践研究[J].中国软科学，2016（01）：79-97.

[4]郭鹏.钢渣透水混凝土在轻交通路面结构中的应用研究[D].重庆交通大学,2010:1-80.

[5]陈 曦，陈 峰.城市交通噪声的种类及防治措施[J].交通环保,2003，(12):124-126.

[6]CJJ/T 190－2012．透水沥青路面技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社，2012．

[7]住房城乡建设部.《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》.建城函〔2014〕275号.

徐耀，女，南通职业大学技师学院助理讲师，从事土木工程专业教学，研究方向：建筑工程施工技术。

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1008-4428（2016）12-166-02