透水砖作为新型路面材料,其良好的透水性能给生态环境带来巨大收益,而透水砖的制备大多采用天然骨料和水泥为原料。低水泥用量再生骨料透水砖不仅可以减少天然骨料的消耗,缓解建筑垃圾所造成的环境问题,还能够降低水泥用量,从而降低成本。目前再生骨料透水砖存在强度低、再生骨料利用率低、成本高及制备工艺复杂等缺陷,严重阻碍了其进一步推广使用。针对以上问题,本文展开以下研究:首先采用4因素4水平正交试验并设计多组单因素试验,初步研究骨料级配、骨胶比、粉煤灰掺量、成型压力、水胶比及养护方式对透水砖抗压强度和透水系数的影响,确定透水砖配合比合理范围,并对透水砖制备工艺进行探索。其次,在初步探究试验基础上,选用天然骨料、颗粒整形再生骨料和简单破碎再生骨料,分别经过蒸压养护、蒸汽养护和自然养护,通过3因素3水平正交试验,系统研究骨料级配、骨胶比、粉煤灰掺量、骨料品质、养护方式对透水砖抗压强度、透水系数、抗冻性以及保水性的影响,通过极差分析得到不同因素对透水砖性能影响程度大小,确定透水砖最佳工艺参数,并研究孔隙率与孔隙结构对抗冻性和保水性的影响。最后,在最佳配合比基础上研究面层对透水砖性能影响。本文得到的主要结论如下:(1)再生骨料透水砖抗压强度、透水系数、抗冻性以及保水性能均满足《透水砖》(JC/T 945-2005)和《再生骨料地面砖和透水砖》(CJ/T 400-2012)的要求,抗压强度大于30MPa,透水系数大于1×10-2cm/s,抗压强度损失率小于20%,保水率大于0.6g/cm2。(2)随着粗骨料用量及骨胶比增加,透水砖抗压强度降低,透水系数增大,强度损失率增大,最佳骨料级配为6:3:1,最佳骨胶比为3.2。随着成型压力增大,抗压强度升高,成型压力超过4.2MPa后,抗压强度基本趋于稳定,而透水系数降低,最佳成型压力为4.2MPa。(3)随着粉煤灰掺量增加,透水系数降低;透水砖经自然养护和蒸汽养护后抗压强度随着粉煤灰掺量增加而降低;在蒸压养护条件下,适量增加粉煤灰掺量有助于透水砖抗压强度的提高,当粉煤灰掺量高于60%时,其抗压强度开始降低,确定粉煤灰最佳掺量为50%,最佳养护条件为蒸压养护。(4)通过根据极差分析可知:不同因素对透水砖抗压强度影响程度由大到小依次为骨胶比>骨料级配>成型压力>粉煤灰掺量;不同因素对透水砖透水系数影响由大到小依次为骨料级配>骨胶比>成型压力>粉煤灰掺量。(5)物理强化可以有效提升再生骨料品质,颗粒整形再生骨料透水砖透水系数相对较小,但其抗压强度可达35MPa以上,与天然骨料透水砖抗压强度相近,比简单破碎再生骨料透水砖高15%左右。(6)水胶比从0.26增加到0.36,再生骨料透水砖抗压强度有较大幅度的提高,透水系数先升高后降低,水胶比为0.3时,再生骨料透水砖透水系数最大,水胶比最佳范围在0.3左右。(7)孔隙率、孔隙结构、面层性能及厚度对透水砖性能有较大影响,当透水砖连通孔隙所占比例较大,孔隙率在12%～16%之间时,骨料粒径为2.36～4.75mm,骨胶比为3.2,粉煤灰掺量50%,厚度为3mm时,透水砖性能最佳。