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 水泥比重 两种途径 ： 一种为减少混凝土坯体 的水分蒸发 ， 另一种是及时补充水 分 。 混凝土表面覆盖塑料薄膜等传 根据目标透水系数和强度 ， 确定 的设计孔隙率 输出 单 位 体 积 混 凝 土 粗 集 料 单位 体 积 混 凝 土 粗 集 料 用 量 、 细 单 位 体 积 混 凝 土 粗 集 料 用 用 量 、 水 泥 用 量 、 水 用 量 集 料 用 量 、 水 泥 用 量 、 水 用 量 量 、 水 泥 用 量 、 水 用 量 统的养护方法 、 以及表面喷洒养护 剂 、 水 分 蒸 发 抑 制 剂 等 ， 都 属 于 前 一 种 途 径 ； 在 混 凝 土 坯 体 表 面 洒 水 ， 以 步骤 通过修正系数和粗集料 堆 积 密 度 ， 计 算 单 位 体 积 透水混凝土粗集料用量 。 通过粗集料体积和设计 孔 隙 率 ， 计 算 水 泥 浆 体 体 积 。 根 据 水 灰 比 ， 计 算 得 到 水 泥用量和水用量 。 通 过 b 0 和 b/b 0 值 计 算 ， 得 到 单 位 通 过 修 正 系 数 和 粗 集 料 堆 体积透水混凝土粗集料用量 积 密 度 ， 计 算 单 位 体 积 透 水 将单位体 积 透 水 混 凝 土 粗 集 料 用 混凝土粗集料用量 量 ， 转 换 为 饱 水 质 量 通过根据假设计算得到不同 通过不同尺寸粗集料在不同压实 尺寸粗集料总表面积和集料 程度下孔隙率 、 水泥浆体体积之 表 面 水 泥 浆 体 包 裹 厚 度 ， 计 间 的 曲 线 ， 确 定 出 水 泥 浆 体 体 积 。 算得到水泥浆体体积 。 通过水灰比 ， 确定出水泥用量和 根 据 水 灰 比 ， 计 算 得 到 水 泥 水用量 。 和水的用量 。 计算相对简单 计算简单 及内养护技术则属于后一种 。 透水 混凝土连通孔隙率高 ， 与大气接触 面积要远高于普通混凝土 ， 成型后 坯体的水分极易蒸发散失 ， 导致自 干 燥 收 缩 、 表 面 耐 久 性 下 降 ， 因 此 透 水 混 凝 土 的 养 护 显 得 非 常 重 要 [27] 。 张 朝 晖 等 [27] 研 究 了 自 然 养 护 、 薄膜养护以及标准养护对透水混凝 优点 计算非常简单 没 有 考 虑 粗 集 料 粒 径 、 级 考虑了 粗 集 料 粒 径 级 配 、 不 同 压 考 虑 了 粗 集 料 粒 径 级 配 、 集 实 条 件 以 及 细 集 料 对 透 水 混 凝 土 料表面水泥浆体包裹厚度对 性能的影响 透水混凝土性能的影响 没有给出水泥浆体包裹厚 土 强 度 的 影 响 。 结 果 表 明 ： 自 然 养 护 的透水混凝土强度最低 ， 薄膜养护 时强度接近标准养护 ， 说明薄膜养 缺点 配对透水混凝土性能的 影响 。 没有考虑细集料对透水 混凝土性能的影响 。 没 有 给 出 水 灰 比 (W/C) 的 确定基准 。 没有考虑不同压实条件对 透水混凝土性能的影响 。 没 有 给 出 水 灰 比 (W/C) 的 确 定 基 准 。 适 用 范 围 小 ， 只 给 出 了 NO.8 和 NO.6 （ 美 国 ASTM C33/C33M 标 准 ） 两 个 级 配 范 围 粗 集 料 ， 在 不 同 细 集 料 掺 量 下 的 b/b 0 值 。 度确定方法 ， 只给出经验 值 。 没 有 给 出 水 灰 比 (W/C) 的 确 定基准 。 没有考虑细集料对透水混 凝土性能的影响 。 没有考虑不同压实条件对透 水混凝土性能的影响 。 护对透水混凝土而言是可行的 。 Mitchell 等 [32] 采 用 薄 膜 、 标 准 白 色 养 护剂 、 豆油乳液和非成膜水分蒸发 抑 制 剂 ， 对 透 水 混 凝 土 进 行 养 护 ， 比 较了不同外养护方法对透水混凝土 性 能 、 尤 其 是 表 面 性 能 的 影 响 。 结 果 · 8 · 目前，中国城市排水系统面临着严峻的挑战，尤其是面对极端天气时，排水功能不完善所带来的城市内涝问题对人们的 生活造成了极大的影响。针对该现象，我国提出了建设海绵城市，基于此背景，从多方面对海绵城市的核心内容及发展理念进行 阐述。海绵城市综合解决了生态环境、资源利用和防洪排涝三个方面的问题，其中防洪排涝的重要基础设施就是透水砖路面，文 章对透水砖的性能及种类进行了详细的介绍，表明了透水砖在海绵城市建设过程中的作用，并对透水砖所存在的堵塞问题进行相 关分析探讨。 关键词： 海绵城市；透水砖；微生物；堵塞 中图分类号： TU984 文献标志码： A 文章编号： 1006-6012（2018）08-0262-02 我 国 现 有 的 500 多 个 城 市 中 超 过 300 个 城 市 发 生 过 内 涝， 一 旦 遇 到 极 端 天 气 带 来 强 降 雨， 引 发 的 城 市 内 涝 会 对 居 民 出 行、 交 通 运 输、 公 共 设 施 等 造 成 极大地影响。导致城市内涝有以下原因： 天 气 因 素 导 致 降 雨 量 增 大， 城 市 排 水 系 统 的 规 划 滞 后 于 城 市 化 进 程， 城 市 的 盲 目扩张导致地面渗水力下降以及诸多地 区 存 在 的 缺 水 问 题， 雨 水 充 沛 却 无 法 有 效 利 用 雨 水 [1] 。 为 系 统 性 地 解 决 此 类 问 题， 中 央 和 住 建 部 提 出 建 设 海 绵 城 市 的 设想。 1 海绵城市及其排蓄玄机 1.1 海绵城市 《 海 绵 城 市 建 设 技 术 指 南》 给 了 海 绵 城 市 这 样 一 个 定 义， 即 指 城 市 能 够 像 海 绵 一 样 具 有 良 好 的“ 弹 性 ”， 以 适 应 环境变化和 应对自然灾害的发生，下雨 时 吸 水、 蓄 水、 渗 水、 净 水， 干 旱 缺 水 时“ 释 放 ” 出 蓄 存 的 水 并 加 以 利 用 [2] 。 至 此， 很 多 学 者 形 象 地 用“ 海 绵 ” 来 描 述城市或土地的雨涝调蓄能力 , 尽管表 述 方 式 不 尽 相 同， 但 其 代 表 的 雨 洪 协 调 管 理 核 心 思 想 是 一 致 的 [3] 。 传 统 的 排 水 标 准 是 多 和 快， 这 种“ 快 排 式 ” 没 有 考 虑 水 的 循 环 利 用， 而 海 绵 城 市 综 合 考 虑 内 涝 防 治、 径 流 污 染 净 化、 雨 水 资 源 利 用 率 和 水 生 态 修 复 等 多 个 方 面。 在 确 保 城 市 排 水 防 涝 安 全 的 前 提 下， 尽 可 能 地 实 现 雨 水 在 城 市 内 部 的 积 蓄、 渗 透 和 净 化， 从 而 让 水 在 城 市 中 的 迁 移 变 得“ 智 慧”起来。 1.2 国 内 外 现 代 雨 洪 管 理 体 系 的 发 展 与 低影响开发 相 较 国 内， 国 外 对 雨 洪 管 理 体 系 提 出 的 较 早， 并 且 一 些 西 方 发 达 国 家 针 对 本 国 国 情 提 出 了 不 同 的 技 术。 美 国 的 最 佳 管 理 措 施 及 低 影 响 开 发 模 式、 澳 大 利 亚 的 水 敏 感 城 市 设 计、 英 国 的 可 持 续 城 市 排 水 系 统 设 计 理 念、 新 西 兰 的 低 影 响 城市设计和开发等都是一些较为经典的 实践。 海 绵 城 市 的 国 际 通 用 术 语 为“ 低 影 响 开 发 雨 水 系 统 构 建 ”， 低 影 响 开 发 （LID) 强 调 优 先 统 筹 规 划 , 在 保 护 该 地区原有自然水文功能的基础上 , 利用 综合管理措施来减轻对该地区原有生 态 造 成 的 影 响。 研 究 表 明，LID 措 施 可 262 以 有 效 控 制 城 市 暴 雨 径 流 和 污 染。 在 不 同 的 降 雨 条 件 下，LID 模 式 能 够 使 溢 流 率、 总 径 流 量 和 峰 值 流 量 有 不 同 程 度 的 减 少， 且 洪 峰 时 间 可 延 迟 0-48 分 钟。 同 时，SS（ 悬 浮 物 ）、COD（ 化 学 需 氧 量 ）、TN（ 总 氮 ） 和 TP（ 总 磷 ） 的 负 荷 率 分 别 降 低 19.20 ％ ～ 68.71 ％， 19.19％～ 67.78％，18.72％～ 60.91％ 和 19.89 ％ ～ 68.75 ％。 可 见 LID 技 术 在海绵城市建设中的重要性。从 2014 年 海绵城市建设开展至今，我国已有 30 多 个 海 绵 城 市 建 设 试 点 城 市， 多 个 海 绵 城 市 示 范 工 程 在 国 际 上 获 得 广 泛 的 认 可。 尽 管 如 此， 我 国 在 海 绵 城 市 建 设 方 面 仍 然 存 在 一 定 的 问 题。 因 此， 正 视 生 态 灾 害 的 预 警 以 及 将 要 面 临 的 严 峻 挑 战， 借 鉴 国 际 上 成 功 的 建 设 案 例， 结 合 我 国 的 国 情 和 水 文 地 理 环 境， 将 雨 洪 管 理 系 统 进一步完善。 1.3   海绵城市建设的系统性和跨尺度规划 建设海绵城市是解决我国水环境问 题 的 客 观 要 求， 我 国 所 面 临 的 水 危 机 除 了“ 逢 雨 必 涝， 雨 停 即 旱 ”， 还 包 括 径 流 污 染 等 一 系 列 问 题。 以 往 中 国 水 污 染 治 理 行 业 更 强 调 的 是 点 源 治 理， 未 来 将 会往城市水系统整体规划治理等方向发 展， 海 绵 城 市 正 是 这 一 发 展 趋 势 的 典 型 代 表。 但 水 危 机 不 是 一 朝 一 夕 能 解 决 的 问 题， 国 内 有 些 地 区 对 建 设 海 绵 城 市 仍 存 在 误 区， 出 现 了 把 工 厂 的 砖 挖 掉 种 植 植 物 等 现 象。 应 该 认 识 到 水 危 机 是 互 为 关 联 的 综 合 性 问 题， 建 设 海 绵 城 市 是 建 设 可 持 续 的 城 市 水 环 境 系 统， 应 该 从 整 体 的 角 度 系 统 地 进 行 解 决。 正 如 故 宫 为 什么这么长时间以来从未发生过洪涝灾 害， 而 现 代 城 市 却 屡 见 不 鲜， 就 是 因 为 故 宫 有 个 完 善 的 整 体 系 统。 此 外， 很 多 时候把关注度更多地放在了一些应用广 泛 的 热 门 点 上， 例 如 LID 技 术 的 应 用、 雨 洪 管 理 和 水 资 源 的 利 用 等。 诚 然， 这 些 确 实 是 海 绵 城 市 建 设 的 重 点 方 向， 但 并 不 全 面， 真 正 的 解 决 方 案 应 该 是 从 不 同层面去承接和配合的，包括宏观层面、 中观层面和微观 层 面 。 宏 观 方 面 例 如 北 京市综合水生态安全格局，中观方面的 六盘水城市海绵系统，和微观方面的哈 尔 滨 群 力 雨 洪 公 园 案 例 [3] 。 从 这 些 案 例中，可以看出海绵城市建设的多尺度 构建方法，这样的一个循环过程才是完 整 的。 2 透水砖技术 2.1 透水砖的特点 由海绵城市理念延伸出的是对城市 防 洪 排 涝 的 改 进， 与 雨 水 回 收 再 利 用 的 管 理， 要 达 到 这 些 效 果， 透 水 性 材 料 必 不 可 少， 其 中 应 用 相 当 广 泛 的 一 部 分 就 是 透 水 砖。 透 水 砖 作 为 一 种 道 路 铺 装 材 料， 具 有 良 好 的 透 水 性， 其 原 理 是 通 过 透 水 砖 的 内 部 孔 隙 形 成 排 水 通 道， 孔 隙 率 越 高， 特 别 是 有 较 多 连 通 孔 的 透 水 砖 排 水 性 能 越 好， 性 能 较 好 的 透 水 砖 透 水 率 在 20mm/s 以 上， 能 应 付 60mm/h 的 降 雨 量。 即 使 是 暴 雨， 雨 水 也 能 快 速 地 渗 入 地 下， 在 减 轻 城 市 排 水 系 统 负 担 的 同 时 也 能 留 住 宝 贵 的 水 资 源， 用 于 补 充 土 壤 湿 度， 使 植 物 得 到 充 足 水 份。 同 时， 在 阳 光 的 照 射 下， 透 水 砖 中 储 存 的 水 份 可 以 慢 慢 蒸 发， 吸 收 热 量， 以 达 到 降 低 地表温度，调节城市气候的功能。此外， 透 水 砖 凸 凹 的 表 面 可 以 吸 收 噪 音， 减 轻 噪 音 污 染， 丰 富 多 样 的 色 彩 也 为 城 市 道 路建设增添了艺术感。 2.2 透水砖的种类与应用 从 荷 兰 制 作 第 一 块 透 水 砖 至 今， 透 水 砖 已 经 有 非 常 多 的 种 类， 市 面 上 应 用 较多的主要有以下方面：（1）普通透水 砖： 原 材 料 是 普 通 碎 石 的 多 孔 混 凝 土 材 料， 压 制 成 一 定 的 形 状 而 得 到 成 品， 一 般用于人行道和广场；（2）聚合物纤维 混 凝 土 透 水 砖： 花 岗 岩 石 骨 料、 高 强 水 泥和水泥聚合物增强剂是该类透水砖的 主要材料，同时还需掺合聚丙烯纤 维， 对 原 料 的 配 比 要 求 较 为 严 格， 搅 拌 后 采 用 压 制 成 形 的 方 法 制 得， 主 要 应 用 于 市 政、 住 宅 小 区 的 人 行 步 道、 广 场 和 停 车 场 等 场 所；（3） 混 凝 土 透 水 砖： 原 材 质 主 要 是 河 泥、 水 泥、 水 和 透 水 剂， 相 比于其他透水砖，生产成本较 低，制作 流 程 简 易， 便 于 操 作， 现 多 应 用 于 高 速 公路、飞机场 跑道、车行道等交通道路 上， 也 常 见 于 大 面 积 的 广 场 及 部 分 园 林 建筑；（4）彩石复合混凝土透水砖和彩 石 环 氧 通 体 透 水 砖： 彩 石 复 合 混 凝 土 透 水 砖 的 材 质 面 层 由 天 然 彩 色 花 岗 岩、 大 理 石 与 改 性 环 氧 树 脂 胶 合 而 成， 再 与 底 层聚合物 纤维多孔混凝土经压制复合成 形；而彩石环氧通体透水 （下转第 267 页） -----------------------------------------------------Page 1-----------------------------------------------------  2018 年 8 月 将数据代入儿童活动区域安全性表 n i = 1 住宅与房地产 安 全 路 线。 由 于 缺 乏 前 人 研 究 结 果， 数 据 量 和 精 度 不 足， 所 以 一 些 数 据 难 以 量 化分析，评价体系有待进一步完善。 【创新与发展】 科学出版社 ,2000. [2] 贾荻帆 , 栾晓峰 .GIS 技术在自然保护区规 划中的应用 [J]. 环境保护科学 ,2011,37(6):70- 重，a 为 影 响 因 子 评 价 分 值 ） 得 到 儿 童 参考文献： 宁波洁净板护墙板防火A板慈溪奉化宁海加气块轻质砖厂家砌块 活 动 安 全 程 度 分 值， 安 全 程 度 随 数 值 增 [1] 胡永宏 , 贺思辉 . 综合评价方法 [M]. 北京 : 表 3 分值 4 安全路线的选线 本研究中依据开放式社区主要对外 开 放 流 线 设 置 儿 童 活 动 的 起 止 点， 利 用 已有的线要素和节点要素建立网络建立 几 何 网 络 分 析。 在 节 点 属 性 表 中 添 加 安 全 程 度 值 字 段， 分 别 为 每 个 儿 童 活 动 节 点 进 行 赋 值。 并 将 权 重 和“ 安 全 程 度 ” 字 段 进 行 关 联，GIS 软 件 将 对 权 重 产 生 求 和 处 理。 最 终 生 成 开 放 式 社 区 内 最 安 全的儿童活动路线，如图 1 所示。 SAP) 作 为 内 养 护 材 料 对 透 水 混 凝 土 性 能 的 影 响 。 研 究 表 明 ， 以 吸 水 饱 和 的 细 轻 集 料 作 为 养 护 材 料 ， 透 水 混 凝 土 的 水 分 损 失 和 薄 膜 养 护 的 接 近 ， 水 化 程 度 比 薄 膜 养 护 的 要 高 ， 收 缩 也 比 薄 膜 养 护 的 小 ； 7d 强 度 两 者 相 似 ， 但 是 28d 强 度 则 加 细 轻 集 料 的 更 高 。 透 水 混 凝 土 孔 隙 率 相 当 时 ， 以 SAP 作 为 内 养 护 材 料 的 比 薄 膜 养 护 的 强 度 更 高 ， 加 入 SAP 后 ， 透 水 混 凝 土 的 收 缩 、 水 分 损 失 和 磨 损 都 降 低 ； 经 过 一 个 冬 天 后 ， 未 进 行 专 门 养 护 的 SAP 透 水 混 凝 土 性 能 与 薄 膜 养 护 的 相 当 ， 说 明 加 入 SAP 能 够 有 效 改 善 透 水 混 凝 土 的 抗 冻 融 性 能 ， 可 能 是 因 为 SAP 失 水 之 后 ， 体 积 缩 小 ， 其 周 围 形 成 封 闭 气 孔 ， SAP 起 到 了 引 气 剂 的 作 用 所 致 。 诸 多 养 护 方 法 中 ， 外 养 护 剂 和 SAP 的 成 本 偏 高 ， 加 入 饱 和 吸 水 的 细 轻 集 料 需 对 透 水 混 凝 土 配 合 比 进 行 调 整 。 综 合 分 析 表 明 ， 采 用覆盖塑料薄膜方式养护透水砖较为简单实惠 。 4 透水砖服役后的维护 雨水在渗透通过透水性路面时 ， 所携带的泥沙 、 植物残渣以及非点源污染物等都有可能沉积在材料 层 孔 隙 内 ， 造 成 透 水 性 路 面 透 水 能 力 的 下 降 。 在 行 人 或 车 辆 作 用 下 ， 刮 风 时 沉 积 于 路 面 上 的 沙 粒 等 可 能 会 被 挤 压 进 入 路 面 材 料 层 孔 隙 中 ， 导 致 透 水 性 路 面 透 水 能 力 的 下 降 。 透 水 性 路 面 的 透 水 能 力 一 旦 丧 失 ， 其 铺 设 意 义 也 将 失 去 。 因 此 ， 透 水 性 路 面 需 定 期 维 护 ， 清 除 路表面以及沉积在材料层孔隙内的残渣 、 碎 屑 、 沙 粒 等 堵 塞 物 ， 确 保 透 水 性 路 面 拥 有 持 续 透 水 能 力 。 透水性路面常用的清堵维护方法有 ： 真空吸取 、 [35] 冲 洗 和 用 水 管 或 消 防 带 清 洗 比 较 相 似 ， 差 异 主 要 集 中 在 水 压 和 水 量 ， 高 压 冲 洗 压 力 高 ， 水 量 小 ， 水 管 或 消 防 带 清 洗 刚 好 相 反 。 在 诸 多 措 施 中 ， 高 压 水 冲 洗 的 效 果 最 差 ， 往 往 使 沉 积 在 较 表 层 的 碎 屑 残 渣 进 入 到 孔 隙 更 深 处 ， 不 仅 起 不 到 清 堵 效 果 ， 反 而 可 能 使 路 面 透 水 能 [36]
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那样堵塞在透水砖孔隙内的沉积物才可以被清理出 来 ， 不 过 并 不 现 实 ； 水 管 或 消 防 带 清 洗 能 够 使 孔 隙 中 沉 积 物 的 附 着 力 减 弱 进 而 清 洗 出 来 ， 清 堵 效 果 比 较 明 显 [36] ， 但 是 其 效 率 比 较 低 ， 用 水 量 也 比 较 大 ， 并 不 适 用 建 筑 2009 砌 块 / 2 与 砌 块 建 筑 2016 / 5 塞 物 吸 取 出 来 ， 清 堵 效 果 比 较 好 [36] ， 同 时 也 适 用 于 大 面 积 路 面 的 维 护 。 James 等 [38] 将 透 水 连 锁 混 凝 土 路 面 砖 路 面 的 缝 隙 表 层 10mm~20mm 填 充 材 料 清 除 后 ， 路 面 透 水 能 力 得 到 有 效 改 善 ， 说 明 对 于 堵 塞 于 路 面 砖 缝 隙 孔隙内的沉积物 ， 可以通过将缝隙内的表层集料吸 出 、 清 洗 后 加 以 清 除 。 Winston 等 [37] 研 究 表 明 ， 使 用 带 吸 尘器的再生空气道路清扫机对透水连锁混凝土路面 建 筑 砌 块 与 砌 块 建 筑 2016 / 5 -----------------------------------------------------Page 3----------------------------------------------------- 宁波洁净板护墙板防火A板慈溪奉化宁海加气块轻质砖厂家砌块
陈 晋 栋 等 ： 国 内 外 水 泥 基 透 水 混 凝 土 路 面 砖 的 研 究 进 展 建筑砌块与砌块建筑 表 明 薄 膜 养 护 的 效 果 最 好 ， 无 论 是 耐 磨 性 还 是 抗 拉 强 度 都 最 高 ； 养 护 剂 中 豆 油 乳 液 的 养 护 效 果 最 好 ， 与 薄 膜 养 护 效 果 差 距 不 是 很 大 ， 说 明 豆 油 乳 液 养 护 有 潜 力 于大面积路面工程的维护 。 无论是人工清扫还是机械 清扫 ， 只能将路表材料顶层区域内的残渣碎屑清除 ，