超疏水材料改性粗粒土垫层防排渗水试验研究

摘要

市政道路中央生态滤沟是海绵城市建设中改善城市内涝、实现雨水净化积存与植被绿化的重要设施.生态滤沟植土雨季渗透、旱季保持一定水位是实现其功能的关键,然而当前设计的结构较难实现调蓄功能,影响其功能的发挥.为此,选取超疏水材料改性粗粒土垫层,通过微结构参数测试与室内非饱和渗透试验论证改性粗粒土垫层的防排渗水调蓄功能.结果表明:超疏水材料改性后的粗粒土固液接触角为134.2°,比改性前提高了22.4％;所设计的改性垫层入渗试验中土柱累积入渗量随入渗时间表现为"初始短暂缓慢增长段—陡增段—趋稳不变段"的三阶段特征.最终垫层上部液面高度可维持14.4 cm,具备生态滤沟要求在旱季维持一定水头的防渗能力;相同疏水垫层和入渗条件下,垫层土样疏水性越强,孔径越小,垫层渗流趋稳所能承受的静水压力越大;超景深电镜观测表明超疏水材料在粗粒土表面包裹性良好,受渗水影响较小.该垫层具备稳定的防排渗水调蓄功能,研究结果对海绵城市与水利工程建设具有重要的理论与实际意义.