海綿城市|砂基透水磚路面鋪裝的應用

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海綿城市概念：

海綿城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在適應環(huán)境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的“彈性”，也可稱之為“水彈性城市”。國際通用術(shù)語為“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建”。[1]下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用。

砂基透水磚，作為透水磚中的一種，因其綜合性能好備受青睞。根據(jù)建筑工業(yè)行業(yè)標準《砂基透水磚》（JGT376-2012），是以硅砂為主要骨料或面層骨料，以有機粘結(jié)劑為主要粘結(jié)材料，經(jīng)免燒結(jié)成型工藝后制成，具有透水功能的路面磚。此外，還包括一些主要性能：透水速率≥1.5 mL/(min·cm2)，透水時效≥10次，濾水率≥90%，防滑性BPN≥70，保水率≥0.06 g/cm3，磨坑深度≤35mm，以及較好的耐候性（外觀無破壞，色差≥3級）。

砂基透水磚將天然高硅砂作為建筑材料，砂基透水路面可以使用砂基透水磚鋪裝而成，或是由砂基透水材料現(xiàn)澆而成，其應用非常廣泛。

圖2透水路面案例：(a)東原湖山樾 ；(b)中航小鎮(zhèn)；(c)悅來會展城

砂基透水路面是一種經(jīng)合金化的高分子粘結(jié)劑與精致石英砂混合壓實的路面，具有高強度和高耐久性、表面多孔且細密，透水率高。被廣泛應用在各大商場、公園等。如圖2和3。在東原湖山樾，中航小鎮(zhèn)、悅來會展城、成都上都陽光和龍湖時代天街等公園、商場、馬路都鋪裝有砂基透水材料。其廣泛的應用，不僅美化了城市，為人們帶來便利，還有助于建設海綿城市，構(gòu)建和諧可持續(xù)發(fā)展社會。

圖3透水路面案例：成都上東陽光(a和c)；龍湖時代天街（b和d）

透水時效性長

傳統(tǒng)透水混凝土依靠重力式透水，必然需要大量貫通孔徑存在才能保證透水率，因此塵埃極易深入孔洞并堵塞全截面而造成無法清洗恢復；而砂基透水路面因其并不依靠重力式透水，內(nèi)部孔徑<1μm，塵埃無法進入透水結(jié)構(gòu)內(nèi)部，有效的解決了上述問題，如圖2是砂基透水路面使用情況，一年后，雖然表面很臟，對其進行簡單清洗，依然能煥然如新，保持良好的透水性能。

圖4 項目情況測試：(a)一周后；(b)三個月后；(c)一年后清洗；(d)一年后

結(jié)構(gòu)決定性能，性能決定用途，所以從砂基透水材料的結(jié)構(gòu)和組成來看。砂基透水路面是利用高分子樹脂（如圖5(a)）作為粘合劑，均勻的包裹在沙粒的表面，利用樹脂膠自身的特性，通過其自身的化學反應生成大量三維網(wǎng)狀的親水性基團，從而實現(xiàn)破壞水的表面張力，賦予其極強的排水、濾水功能。

圖5(a)高分子樹脂反應生成的三維網(wǎng)狀基團；(b)砂基透水材料的透水性能測試

實踐是用來檢驗真理，對砂基透水材料進行透水性測試，按照混凝土磚的檢測方法，如圖5(b)。自排濾水地面系統(tǒng)透水系數(shù)可達到5mm/s，是國家標準的10倍。而真實降雨的情況下，其透水效率會更高，因為其本身并不依靠孔隙透水，核心性能在于能夠破壞水的表面張力，實現(xiàn)以分子膜鋪展?jié)B透基體。

濾水性能強 接近凈水器標準

為了檢測砂基透水材料對污水的凈化作用及過濾孔徑大小。通過對不同固含量，不同物質(zhì)、不同粒徑粉體過濾前后的粒度分布測量，判定材料過濾孔徑的大小。如圖6，試驗中實現(xiàn)1.0 μm以內(nèi)的過濾，接近于凈水器的標準。

圖6(a)黃黏土塵埃；(b)砂基透水材料對黃黏土渾濁液凈化前后及純凈水的比較；(c)黃黏土的粒徑分布

良好的裝飾性

凝膠材料以其獨特的性能，可以通過加各種顏料，按一定的比例配制出各種鮮艷色彩的砂基透水材料，完全達到彩色漆的水平，如圖7，表明其具有較好的裝飾性。

圖7多彩的砂基透水材料

抗折抗壓耐磨防滑

對砂基透水材料還進行關(guān)鍵物理性能測試，包括抗壓、抗折和耐磨性能測試。如圖8。通過測試，其結(jié)果都能優(yōu)于標準，表明具有良好的物理性能，可用于路面的鋪裝。

圖8砂基透水材料的的(a)抗壓；(b)基層耐磨；(c)抗折；(d)面層耐磨

后期易維護

砂基濾水路面由于其表面較致密，絕大部分泥塵無法進入其內(nèi)部孔隙。泥塵會板結(jié)于表面之上，可以利用高壓水槍沖洗產(chǎn)生的反涌作用能方便的清洗。

砂基透水路面區(qū)別于普通水泥路面和瀝青路面， 砂基本身具有耐酸、耐堿、耐溶劑的特性，因此對于不同的污染物可以采取不同的措施，以獲得較好的清理效果。

由于底層透水混凝土是堿性的，因此不宜采用酸性過強的清洗劑，宜采用中性或堿性的清洗劑。對表面因水泥等堿性硬化物造成污染的，也可以采用鹽酸清洗， 但清洗后需盡快沖洗表面干凈，減少酸性在底層混凝土上的停留時間。

由于整個路面是透水結(jié)構(gòu)，普通的水溶液清潔劑易透過表面直接流走，容易造成清浩劑浪費，因此宜購買市場上增稠過的清潔劑，或在水溶液、有機溶劑中加入增稠劑即可，這樣可以將更多的清潔劑作用在受污染區(qū)域， 提高清潔效果和節(jié)省清潔材料。

目前常見的清理方法如下：

三、砂基透水路面鋪裝結(jié)構(gòu)設計

對于透水路面的設計，必須滿足以下要求：1，必須具備高透水性；2，必須具備優(yōu)良的抗凍性；3，必須有藝術(shù)裝飾效果；3，能降低噪音；5，整體穩(wěn)定性好；6，安全性能好；7，能調(diào)節(jié)空氣溫濕度，緩解熱島效應。為此，預設的透水鋪裝路面，基本包括三層。如圖9，包括土基、透水混凝土和透水面層。在雨天時，雨水能從透水面層和基層滲透進入土層中，積累起來。而到了晴天熱天，太陽出來時，水分可以從土層穿過透水基層和面層，蒸發(fā)到空氣中，并帶走部分熱量，緩解部分熱島效應。

圖10透水鋪裝路面的預設結(jié)構(gòu)

根據(jù)實際的需求，透水鋪裝路面往往復雜得多。根據(jù)不同的需求，對透水路面的鋪裝結(jié)構(gòu)可分為三類，一類是人行路面——全透水結(jié)構(gòu)路面，它由路床（素土夯實）、15 cm級配碎石層、10 cm C20透水混凝土和0.5～1cm高強飾面濾水層組成，此結(jié)構(gòu)適用于人行道、非機動車道、景觀硬地等；而濕陷性黃土、鹽漬土、砂性土不應使用本結(jié)構(gòu)。第二類是輕型荷載路面——半透水結(jié)構(gòu)路面，是由路基（素土夯實，壓實度>90%）、15 cm C15混凝土層、8 cm C20透水混凝土和0.5～1cm高強飾面濾水層組成，此結(jié)構(gòu)適用于輕型荷載（不小于軸載4噸）的路面、停車場、廣場等；且濕陷黃土、鹽漬土、砂性土不應使用本結(jié)構(gòu)。第三類是中型荷載路面——半透水結(jié)構(gòu)路面，是由路基（素土夯實，壓實度>90%）、15 cm水泥穩(wěn)定碎石層、12 cm C20透水混凝土基層、8 cm C20透水混凝土和0.5～1cm高強飾面濾水層組成，此結(jié)構(gòu)適用于軸載6噸以下城鎮(zhèn)道路、停車場、廣場、小區(qū)道路；且使用基層不透水結(jié)構(gòu)時應設置排水措施。此三種設計鋪裝結(jié)構(gòu)組合均應符合CJJ/T135-2009規(guī)范要求。

圖10三種常見透水路面鋪裝結(jié)構(gòu)：(a)人行路面——全透水結(jié)構(gòu)路面；(b)輕型荷載路面——半透水結(jié)構(gòu)路面；(c)中型荷載路面——半透水結(jié)構(gòu)路面

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原標題:技術(shù)篇-砂基透水磚路面鋪裝的應用