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”。國際通用術語為“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建”。[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，以有機粘結劑為主要粘結材料，經免燒結成型工藝后制成，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合金化的高分子粘結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，內部孔徑<1μm，塵埃無法進入透水結構內部，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

結構決定性能，性能決定用途，所以從砂基透水材料的結構和組成來看。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、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部孔隙。泥塵會板結于表面之上，可以利用高壓水槍沖洗產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構，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構設計

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構

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構可分為三類，一類是人行路面——全透水結構路面，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，此結構適用于人行道、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構。第二類是輕型荷載路面——半透水結構路面，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，此結構適用于輕型荷載（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構。第三類是中型荷載路面——半透水結構路面，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，此結構適用于軸載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構時應設置排水措施。此三種設計鋪裝結構組合均應符合CJJ/T135-2009規(guī)范要求。

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

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