基于缓解城市热岛效应的自冷式混凝土路面砖性能研究

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1、第３７卷第１期中外公路２０１７年２月２３４ＤＯＩ：１０．１４０４８／ｊｉｓｓｎ．１６７１－２５７９．２０１７．０１．０５１．基于缓解城市热岛效应的自冷式混凝土路面砖性能研究黄卫东１，鲍世辉２，龚明辉３编译（１．安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽合肥２３００８８；２．苏交科集团股份有限公司；３．东南大学）摘要：近年来，海绵城市的概念逐步受到重视，其中遵循生态优先原则，合理利用雨水资源缓解热岛效应已经成为城市基础设施设计者尤为关注的方向。现有研究表明：全球气温上升给人们安全和健康带来的挑战日趋严重。而混凝土由于具有较高的

2、热储存能力及较低的热传导能力，已成为城市热岛效应的主要来源之一。此外土壤封闭层的大量使用也可导致城市内部区域温度上升。为了缓解这种所谓的城市热岛效应，自冷式混凝土路面应运而生。这种路面不仅能够储存水分，还能利用水在蒸发过程中的吸热作用提供冷却效果。该文主要评价这种新型路面降低路表及周围温度的能力，利用一系列的室内试验检测新型路面的自冷性能。为了验证其实的应用效果，在西班牙设置两块试验场地（１２ｍ×８ｍ）铺筑自冷式路面和对照路面，进而研究了空气温度和自冷式路面表面降低温度之间的关系。关键词：自冷式路面；城市热岛效应；保水性；温度

3、测量作为城市中最常用的建筑材料，混凝土与城市热表１不同混凝土路面砖石的特点岛效应密切相关———其较强的蓄热能力使得路面白天高反射率路面砖石透水路面砖石吸收的热量在夜间仍然存在并且可以继续提升气温。力学性质雨水径流为了缓解这种效应，自冷式混凝土路面应运而生。设颜色限制避免水分累积计者通常采用两种类型的自冷式路面：高反射率的混材料价格耐久性凝土路面（太阳反射率）和透水性混凝土路面。涂料耐久性（浅色路面）低荷载通常采用反射率来衡量材料表面反射太阳能的能炫目效果审美层次力。浅色混凝土铺筑材料的反射率较高，因此路面砖石吸热较少。反射率较

4、高的材料在不同的气候条件和的是研发一种兼顾美观和实用功能的路面。由于具有国家中都有应用。然而由于环境污染的原因，随着时外观和实用性质的多方面特点，新型混凝土路面可以间的推移，材料的反射率会逐渐降低。因此另一种降大面积地应用于高温条件下的乡村和城市中。温方式应运而生———通过使用透水混凝土路面水分的有效蒸发来达到长期的降温效果。得益于材料的渗透１试验材料和方法性，雨水可以透过混凝土路面进入土壤并储存起来。环境温度升高之后，路面和土壤的温度也随之升高，而自冷式混凝土路面应用了水分蒸发降温的原理，透水路面具备开孔隙结构，能够从四周吸

5、收热量进而因此新型路面必须具备储存水分的能力。水分蒸发需蒸发存储的水分，最终达到降温的目的。由于力学性要从混凝土路面吸收热量，因此可以产生冷却效果。能较差，这种砖石路面仅仅适用于停车场或者低交通此前的研究中也有涉及不同混合料的基本性能，如抗量道路。粗糙的表面不仅会增加事故发生的概率，甚压强度和吸水率，该研究通过试验测得实际值。大体至也不适用于人行道。普通冷却路面砖石的特点如表积混凝土扮演蓄水层的角色，上层覆盖渗透性混凝土１所示。（图１）。对照的混凝土路面采用普通混合料。总的来说，目前还没有冷却混凝土路面可以兼顾所有路面均由半干

6、硬性混凝土铺筑而成，最大粒高荷载承受能力和多种颜色设计效果。该文的主要目径为４ｍｍ，水灰比为０．３８。渗透性表层混凝土包含收稿日期：２０１６－１０－１６２０１７年第１期黄卫东，等：基于缓解城市热岛效应的自冷式混凝土路面砖性能研究２３５混凝土具有更大的空隙率和更高的颗粒强度，占大体面层混凝土传输层普通面层混凝土1010积层混凝土层集料质量的３３％。这种替换可以同时提供更大的蓄水量和足够的强度。在室内试验中，确普通大体积混凝土90大体积混凝土蓄水层90定了混凝土材料组分对路面表面温度的影响。为了对比不同材料的温度特性，在试验室中重

7、新制备新的混凝土，并通过在振动台上另外附加２０ｋｇ的荷载来压（a）自冷式混凝土路面（b）普通混凝土路面实。自冷式混凝土路面和普通混凝土路面作为对照，先饱水，然后经红外辐射６ｈ。采用探针测量表面温图１两种混凝土路面结构设计图（单位：ｍｍ）度，采集不同时期混凝土路面表面的温度记录图像。３％体积的吸水纤维来保证水的运输能力。回收破碎几种混凝土的原材料用量见表２。表２混合料成分每立方米混凝土的原料用量／（ｋｇ·ｍ－３）混凝土２～４ｍｍ破碎水泥粉煤灰水分预湿水引气剂粘胶纤维集料混凝土石屑对照面层混凝土３９０－１４８－２０－１８３３－对照

8、大体积混凝土２６０６０１２８－２０－１９３９－自冷式面层混凝土３９０－１４８１７２０６１８５２－自冷式大体积混凝土３９０－１４８１２２０３７４１９３９５４１为了验证试验室测量的结果，在工厂内依据实际低渗自冷式路面(SW)条件铺筑混凝土路面（包括自冷式和对照组）检测劈裂水垫对照