厦门中平公路勘察设计院有限公司福建 厦门 541002
摘要：海绵城市建设是一个系统性工程，但是系统性工程需要每一个关键部件来有机的组合起来，透水路面砖就是海绵城市建设的第一个关键组成部分。有了透水砖的帮助，才能实现第一步的有效收集，为下一环节的雨水处理减轻压力，为整个海绵城市建设“添砖加瓦”。
关键词：海绵城市；透水砖;应用
0引言
随着桂林市经济的迅猛发展,城市规模不断扩大,一大批道路、工业及民用建筑等基础设施的兴建,使大面积的土地遭到硬化,城域绿化覆盖率降低。硬化后的地表如同干燥、密实的皮肤一样,加之城市给排水系统的使用,使地表径流及地下径流引排城市降水被市政排水系统所代替,大气降水无法及时、有效的渗透下去补充地下水,致使降水渗透、大气蒸发自然循环减弱甚至停止,地下水资源采补平衡遭到严重破坏。另一方面,城市在大面积硬化以后,硬化后地
表温度很高,导致市区气温明显高于外围郊区,就像突出海面的岛屿,人们形象地称之为热岛效应,严重地影响着市区人们的生活。
1 海绵城市的概念
海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。海绵城市要求在建设过程中，应用低影响开发模式，优先采取各类生态型措施，加大对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，使城市开发建设后的水文特征接近开发前，有效缓解城市内涝，消减城市径流污染负荷，节约水资源，实现雨水自然渗透和可持续循环。北京工业大学建筑工程
学院教授周玉文认为，海绵城市就是要反思和扭转“灰色设施”的理念，“现在我们提倡需要‘绿色’和‘灰色’结合。‘绿色’就是原有的自然条件，‘灰色’即人为的工程措施”。
城市的下垫面主要有道路、建筑物、广场、绿地等，其中道路面积所占比重最大，通过城市路面进行雨水收集利用，其量相当可观，可有效缓解硬化路面对城市地下水资源的负面影响。“海绵城市”以“海绵”一词极其形象地反应了建设要求，而由透水路面砖铺装的道路将传统的“点式排水”改为“面式吸排”，大大增加了排水速度，满足了最关键的“渗、滞”两点要求，同时，由透水砖铺就的路面既能有效地吸排雨水，又起到初步过滤净化污水的作用。
2透水砖路面结构
透水砖路面由于透水砖材料美观,路表面的铺筑图案可以多样,且要求雨水要渗透到路基中,补充地下水或减轻城市热岛效应,一定程度上降低路基承载能力,从而一般适用于人行道、步行街、休闲广场、非机动车道、小区道路以及停车广场等场合。由于透水砖之间一般无粘结或粘结力极弱,且其规格一般小于车轮当量的面积,因此在路面设计时,透水砖路面可以按照柔性路面进行设计。考虑到这些场合偶尔有汽车荷载作用,因此按照四级公路的标准进行路面结构设计,采用BZZ-100设计标准,累计标准当量轴次为10万次,设计年限5 a。
2.1 路 基
经现场检测,在长期强降雨、路面未施工的条件下,雨水可以渗透到50 cm处的路基深度,含水量变化为1%～ 5%,路基顶面8 cm深度以内的路基含水量达到23%,处于潮湿过湿状态,路基顶面50 cm以下路基的含水量不变。按照文献规定的查表法,桂林地区路基处于潮湿、过湿状态,从而确定路基的抗压回弹模量分别为23.0 MPa与19.5 MPa,在进行路面结构计算时,路基抗压回弹模量选择20.0 MPa。
2.2 基层与垫层
为调节路基含水量变化造成的变形,基层采用级配碎石,考虑到路基顶面浸水后,顶面会变软,防止路基的泥浆上冒,在路基顶面铺设一定厚度的砂垫层作为反滤层。级配碎石粒径较大,局部构造深度大,不易铺设透水砖,因此在级配碎石顶面应铺设一定厚度的中粗砂作为整平层。
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2.3 透水砖面层
选择透水砖应综合考虑合肥气候、路面的荷载等因素,经调查合肥市属于江淮地区,年极端最低气温为- 7.6℃ ,非冰冻地区,年均降雨量为977.1 mm,雨日数为112 d,据此应选择透水能力较好、具有一定抗冻性能的透水砖。
3 透水砖的特点和作用
目前研发的透水路面砖具有以下特点：首先，有良好的透水、透气性能。可使雨水迅速渗入地下，补充土壤水和地下水，保持土壤湿度，改善城市地面植物和土壤微生物的生存条件。
其次，缓解地表径流的作用。透水路面砖由于自身具有良好的透水性能，可有效缓解城市排水系统的泄洪压力，径流曲线平缓，峰值较低，且流量缓升缓降，从而减轻城市排水和防洪压力。第三，对城市热环境的改善作用。透水路面砖可吸收水分与热量，调节地表局部空间的温湿度，对调节城市小气候、缓解城市热岛效应有较大的作用。第四，雨后不积水，雪后不打滑，方便市民出行。第五，表面呈微小凹凸，防止路面反光，吸收车辆行使时产生的噪声，可提高车辆通行的舒适度和安全性。
4透水砖的类型及应用
目前，国内的透水砖品种从材质和生产工艺上主要可分为两大类：一类是以碎陶瓷、工业固体废料和建筑垃圾为主要原料，通过粉碎、成型、烧制而成的具有透水性能、符合透水砖标准的建筑装饰材料，称为烧制透水砖；另一类是以碎石、硅砂等无机非金属材料为主要原料，利用水泥、改性环氧树脂和聚丙烯纤维等无机或有机粘结剂通过常温成型、固化而成的具有透水性能、符合透水砖标准的建筑装饰材料，称其为非烧制透水砖。
4.1 烧制透水砖
分类：高温高压产品和中温中压产品。（1）高温高压产品：陶瓷透水砖陶瓷透水砖烧成温度1200℃以上，烧成时间8～12h，成型压力1600t。耐风化、抗压性和抗冻性俱佳，且不褪色；缺点是对设备工艺要求高，生产成本高。
（2）中温中压产品：烧结砖、陶土砖烧结砖、陶土砖烧成温度800～1000℃左右，烧成时间3～4h，成型压力800t以下，但只是表面吸水而不透水。
4.2 非烧制透水砖
分类：水泥混凝土透水砖、砂基透水砖、胶粘石子砖。
（1）水泥混凝土透水砖以水泥、粉煤灰等作为粘合剂，将碎石、硅砂等各种骨料按一定级配、水灰比常温压制而成。优点是成本低，对生产设备、工艺等的要求较低；缺点是骨料间隙大，砖体表面易被尘土堵塞从而使透水性能降低，抗冻性能有待提高。
（2）砂基透水砖是以风积沙为骨料，通过有机粘结剂常温固化压制成型，靠破坏水的表面张力来透水。优点是原料成本低，透水性佳；缺点是抗压强度、抗折强度及抗冻性能有待提高，且砂基成型是用有机粘合剂粘结而成，粘合剂属于有机物，易风化。
（3）胶粘石子砖。以碎石为骨料，通过有机粘结剂固化压制成型。此种产品工艺已被淘汰。
透水砖的主要技术指标包括透水系数、抗折强度、劈裂抗拉强度、抗冻性、耐磨性和防滑性等。检验方法参见GB/T 25993—2010《透水路面砖和透水路面板》。
5结束语
透水砖路面适用于对路基承载能力要求不高的人行道、步行街、休闲广场、非机动车道、小区道路以及停车广场等场合,按照柔性路面设计方法进行路面结构设计。透水砖路面结构应设置柔性基层,以利于调节含水量变化导致路基变形。通过透水砖路面具有补充地下水,消除城市热岛效应,减少城市内涝频次,改善城市人居环境等优点,社会效益明显。
参考文献：
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论文作者:蒋全华
论文发表刊物:《基层建设》2017年1期
论文发表时间:2017/4/11
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