透水磚在濟南海綿城市建設中的應用

殷志奎，于　苗，張　杰（山東綠景水土保持工程設計咨詢有限公司，山東 濟南 250101）

透水磚在濟南海綿城市建設中的應用

殷志奎，于苗，張杰
（山東綠景水土保持工程設計咨詢有限公司，山東 濟南 250101）

【摘要】以濟南為例，采用透水磚作為海綿城市建設的典型雨水促滲措施，對其種類、鋪裝要點、生態優勢等方面進行分析與總結，并將透水磚鋪裝地面與常規硬化地面保水效益進行對比，結果顯示，相同條件下透水磚地面比混凝土硬化地面下滲雨水量高出3～4倍，對于減輕地面徑流效果明顯。因此，透水磚是城市地面雨水下滲的良好材料。

【關鍵詞】透水磚；雨水促滲；海綿城市；泉城；水生態文明

泉城濟南，一座與“泉”息息相關的城市，隨著城市的發展和進步，建設海綿城市、水生態文明城市逐漸成為“泉城”發展的主題。海綿城市要求在城建過程中，應用低影響開發模式，優先采用各類生態型措施，加強對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，使城市開發建設后的水文特征接近開發前，有效緩解城市內澇、消減城市徑流污染負荷、節約水資源、保護和改善城市生態環境，進而建設成具有自然積存、自然滲透、自然凈化功能的海綿型城市。然而，隨著城鎮化進程的不斷推進、城市建設硬化面積的大幅增加，直接導致地面雨水下滲量減少、徑流量增加。

據了解，建筑區占地占據著城區近70%的土地面積，是城市雨水排水系統的起端，更是建設海綿城市，采取雨水促滲措施重點區域。目前，有效雨水蓄滲已在很多地區投入試點工程，比如屋頂綠化、生態樹池、立面綠化、雨水花園、滲透管溝、下滲井、雨水收集等措施，本文以透水磚為例，分析雨水促滲措施在海綿城市建設中的巨大作用。

1　透水磚的分類

透水磚最早起源于荷蘭，在荷蘭人圍海造城的過程中，發現排開海水后的地面會因為長期接觸不到水分而造成持續不斷的地面沉降，為了使地面不再下沉，荷蘭人制造了一種小型路面磚鋪設在街道路面上，并于磚之間預留了2mm的縫隙，使雨水從縫隙中滲入地下，所以透水磚也叫荷蘭磚。目前已在德國、法國、日本、美國等廣泛應用，并發展出越來越多的種類。

常用的透水磚類型很多，根據透水磚的制作工藝可分為水泥混凝土磚、陶瓷磚以及砂基磚。水泥混凝土磚是通過水泥膠結、壓制成型；陶瓷磚是通過高溫煅燒成型；砂基磚是以天然硅砂為原料，通過高分子粘結劑、常溫下固結成形。

在透水性能方面，陶瓷磚＞砂基磚＞水泥混凝土磚，在制作成本方面與透水性能的排序相同。透水磚在使用過程中，應緊跟海綿城市的建設宗旨，在滿足抗壓強度的基礎上，盡可能的采用透水性能佳的透水磚，而不是單純的考慮成本。

2　透水磚的鋪裝

透水磚可應用于小區人行道、景觀道路、廣場、步行街等區域。一般如果使用透水磚，下層也會采用隔水層，主要是為了人行道上不積水，如果底層還采用透水層，一般人行道的基礎就是薄薄一層沙礫，徹底透水之后會引起沉降不均。

因此，透水磚地面應根據相關規程進行鋪設，一是滿足荷載、透水、防滑等使用功能及抗凍脹等耐久性要求，二是要根據當地水文、地質、氣候等條件，并結合區域雨水排放規劃和雨洪利用要求來確定。

透水磚路面結構層由透水磚面層、找平層、基層、墊層組成，透水磚各結構層的要求分述如下：1）面層。透水磚的透水系數不小于1.0×10-2cm/s，防滑性能不小于60，耐磨系數不大于35mm；道路類型為人行道、步行街的透水磚抗壓強度為40.0MPa，抗折強度為5.0MPa，磚縫間接縫寬度為3mm。2）找平層。面層與基層之間應設置找平層，該層透水性能不宜低于面層所采用的透水磚，一般采用中砂或透水干硬性砂漿，厚度為30mm。3）基層。基層采用級配碎石形式，基層頂面壓實度按重型擊實標準，應達到95%以上，級配碎石集料基層壓碎值應小于26%，公稱最大粒徑不宜大于26.5mm，集料中小于或等于0.075mm顆粒含量不應超過3%；基層厚度為200mm。4）墊層。當透水磚路面土基為黏性土時，宜設置墊層，當土基為砂性土或底基層為級配碎、礫石時，可不設置墊層。

除以上結構層外，還要求土基應穩定、密實、均質，其中路槽底面土基回彈模量值不宜小于20MPa，壓實度不應低于90%且不大于93%。

3　透水磚與常規硬化保水效益對比

透水磚以豐富多彩的顏色、多種多樣的造型、以及“雨天不濕鞋”的特性，在城市中得到了越來越多的應用，但通過調查濟南東部及南部的部分新建小區，大理石鋪砌地面、瀝青地面或混凝土地面的比重仍然較大，透水磚的使用率和使用面積仍有較大的提升空間。

參照《室外排水設計規范》（GB50014）和《雨水控制與利用工程設計規范》（DB11/685），混凝土、瀝青地面雨水徑流系數為0.8~0.9，大理石等鋪砌地面雨水徑流系數為0.5~0.6，但透水磚地面雨水徑流系數僅為0.08~0.45。

水的流失量計算采用的經驗公式為：

式中：Ls為項目建成后由于地面擾動每年損失的水量，m3；A為項目區地面擾動面積，m2；ψ1為地面擾動前徑流系數；ψ2為地面擾動后徑流系數；H為多年平均降雨量，mm。

針對上述幾種地面形式保水效益的簡單對此如表1示：

表1不同形式路面保水效益對比表

分析表1可知，透水磚地面的透水性能遠比傳統地面優越，下滲量可增加1～4倍，而濟南市新建小區綠化率一般在35%左右，建筑密度在20%左右 （高層住宅），道路廣場占地比重可達45%。因此，若能保證透水磚鋪裝率，盡可能的使徑流量不超過開發前的水平，可有效避免因城市建設造成的排洪壓力，透水磚將成為濟南市創建海綿城市和水生態文明城市的有力助推劑。

4　透水磚路面的優點

“海綿城市”以“海綿”一詞極其形象地反應了對“吸水、滯水、吐水”的要求，而透水磚地面的很多生態優點與其相吻合。

一是對地下水資源的保護作用，雨水可以通過透水磚與地面下墊層相通的滲水路徑滲入下部土壤，因而對于地下水資源保護起到積極的作用，因為市區硬化地面占總面積的比例較大，因此，可以有效緩解硬化地面對于城市地下水資源的負面影響。

二是吸聲降噪，當聲波打在透水磚表面時，聲波引起小孔或間隙的空氣運動，通過摩擦轉變為熱能，從而使聲波衰減。

三是對城市熱環境的改善作用，雨過天晴以后，下墊層中豐富的毛細水通過自然蒸發和太陽輻射作用下的蒸騰作用使地表的溫度降低，從而有效地緩解了“熱島現象”。

四是緩解地表徑流的作用，市區硬化地面常常出現雨水蓄積和漫流現象，這種情況無疑會加重城市排水系統的壓力，而透水磚地面由于自身良好的透水性能，能有效地緩解城市排水系統的泄洪壓力，徑流曲線平緩，其峰值較低，并且流量也是緩升緩降，這對于城市防洪無疑是有利的。

5　透水磚應用中存在的問題

通過調查，濟南市海信慧園、明湖白鷺郡、中建鳳棲第等新建小區采用人車分流的形式，車輛通過小區外車輛入口全部進入地下車庫，因此，小區內地面道路廣場荷載要求較低，幾乎全部采用了透水磚措施。新東方花園、盛世花城、新生活家園等小區設置有地面停車位，區內道路荷載要求較高，因此，采用了瀝青路面，而廣場及景觀道路等荷載要求低的區域采取了透水磚措施。另外，泉城廣場、國際會展中心等人流量較大，因此，從美觀、耐用性等角度考慮，大部分采用了大理石地面，僅在部分綠化斑塊或廣場四周采取了透水磚措施。但是，仍有一些項目未綜合考慮雨水蓄滲要求，即使適宜布設透水磚的區域，亦未采取相應措施。通過對比，透水鋪裝率高的小區，植物成活率更高，地面徑流明顯更低，夏季人體感受也更清涼，因此亟需人們更多的重視透水鋪裝率問題。

6　結語

在海綿城市的創建中，透水磚不是唯一的方式，但其具有廣泛地適用性和實用性，小區人行道、景觀道路、廣場、步行街等區域均可采用，相同條件下透水磚地面比混凝土硬化地面下滲雨水量可高出3～4倍，對于減輕地面徑流效果明顯，同時，可改善區域小環境，緩解“熱島現象”、吸聲降噪，是創海綿城市的有力助推劑。

（責任編輯張玉燕）

【中圖分類號】TU522.1

【文獻標識碼】B

【文章編號】1009-6159（2015）-05-0067-02

作者簡介：殷志奎（1985—），男，助理工程師