透水路面日常維護(hù)措施及評(píng)價(jià)

劉洋

摘要 為了研究周期性堵塞及維護(hù)條件下透水混凝土路面的滲透性能，文章采用4種不同級(jí)配的堵塞材料和4種不同的維護(hù)方法，對(duì)透水路面進(jìn)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(lái)越多的殘留泥沙無(wú)法從空隙中清除出來(lái)，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(huì)造成清洗效果的顯著差異。（3）透水路面阻塞時(shí)，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(duì)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(hù)；堵塞材料

中圖分類號(hào) U418.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 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(lái)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(hù)對(duì)其使用壽命及性能的保持至關(guān)重要，維護(hù)得當(dāng)，可以大幅延長(zhǎng)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(hù)成本[1]。因此，對(duì)透水路面的日常維護(hù)措施及評(píng)價(jià)進(jìn)行研究，不僅對(duì)提高道路的使用壽命有重要意義，更是對(duì)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(guó)內(nèi)外的一個(gè)熱門(mén)領(lǐng)域，對(duì)材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到施工工藝都進(jìn)行了深入的探索。吳秋霖[2]和鄭益樹(shù)[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(duì)于如何長(zhǎng)期保持其透水性能、防止堵塞等方面的研究相對(duì)較少。陳曙[4]等指出定期清掃路面、避免重型車(chē)輛長(zhǎng)時(shí)間碾壓、對(duì)局部損壞進(jìn)行及時(shí)修復(fù)等建議，但對(duì)于透水路面的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)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(diǎn)，需要進(jìn)一步深入挖掘[5]。透水路面的日常維護(hù)措施及評(píng)價(jià)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(duì)上述研究中存在的透水路面日常維護(hù)措施不足問(wèn)題，該文分析了透水路面在不同堵塞條件下的滲透能力，評(píng)價(jià)日常維護(hù)方式對(duì)透水路面的維護(hù)效果，通過(guò)4種不同級(jí)配的堵塞材料對(duì)透水路面進(jìn)行堵塞分析，評(píng)價(jià)其滲透性能。通過(guò)清掃、壓力沖洗以及真空抽吸的維護(hù)方式，評(píng)價(jià)不同維護(hù)過(guò)程對(duì)路面透水性能的影響。

1 研究方法

1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

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(jí)配碎石，P.O42.5普通硅酸鹽水泥，孔隙率為20%，混凝土強(qiáng)度為30 MPa。

為分析不同材料對(duì)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(jìn)行路面孔隙阻塞效果分析，每種堵塞材料通過(guò)篩分試驗(yàn)確定其級(jí)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(hù)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(gè)等級(jí)，分別為10 MPa、20 MPa。真空抽吸時(shí)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(shí)驗(yàn)分組如表2所示。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

高壓清洗機(jī)最大流量為10 L/min，最大輸出功率為8.6? kW。水壓可通過(guò)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(jìn)風(fēng)口長(zhǎng)650 mm，寬105 mm，進(jìn)氣口與地面距離15 mm。

2 結(jié)果與討論

2.1 堵塞材料級(jí)配對(duì)透水路面滲透性的影響

經(jīng)過(guò)不同堵塞次數(shù)后，透水路面的滲透性能實(shí)驗(yàn)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?yàn)?7.8%，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(hù)措施對(duì)路面滲透性的影響

通過(guò)采用不同維護(hù)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(hù)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(hù)次數(shù)的增加，透水路面的滲透性逐漸呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。在第三次清掃并采用真空維護(hù)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(hù)方法對(duì)不同堵塞材料的效果，該文對(duì)維修后的歸一化滲透性進(jìn)行了比較（如圖4所示）。對(duì)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(duì)于堵塞砂土-Ⅱ，這一方法在五次定期維護(hù)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(hù)措施的有效性

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

式中，E——維護(hù)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(cè)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(gè)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(gè)周期后會(huì)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(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)透水混凝土路面的維護(hù)措施進(jìn)行了評(píng)價(jià)，首先采用4種不同級(jí)配的泥沙對(duì)路面進(jìn)行堵塞，然后比較4種維護(hù)措施的維護(hù)效果。測(cè)試結(jié)果如下：

（1）經(jīng)過(guò)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(hù)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(hù)措施，能夠顯著提升堵塞透水路面的滲透性，真空抽吸的對(duì)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(hù)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(hù)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(guò)9個(gè)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(hù)中應(yīng)采用高壓沖洗與真空抽吸的方式進(jìn)行路面維護(hù)。

參考文獻(xiàn)

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