北方寒冷地区海绵城市透水材料的选择

北方寒冷地区海绵城市透水材料的选择

徐冉1潘纪磊2

1.身份证号：41092719931201xxxx山东济南250000；

2.身份证号：37120219850428xxxx山东济南250000

摘要：近年来随着我国经济的飞速发展，全民小康政策的实施，城市化发展越来越迅速，随之而来的问题也逐渐显露出来。环境的污染导致的雾霾问题，水资源短缺、河水污染、城市内涝、排水困难，解决这一系列问题成为了我国的当务之急。2014年11月住房和城乡建设部正式出台了《海绵城市建设技术指南―低影响开发雨水系统构建（试行）》，标志着海绵城市的建设已被国家提升到了国家环境的高度上来。透水性材料的出现正是解决我国当前城市内涝问题的关键。

关键词：寒冷；海绵城市；透水材料

在这些背景条件下，我国各大城市都纷纷推出了各自地区的“海绵城市透水材料”措施。国家建设部也相应颁布了“海绵城市透水材料”的国家标准图集。由于我国幅员广阔，南北气候差异大，处于严寒地区的北方城市透水材料选择不能完全参照或搬照南方“海绵城市透水材料”的成功经验，而需要针对北方气候，因地制宜选择适应本地气候的透水材料。

1.透水性材料的存在意义

城市传统地面排水观念认为雨水排得越多、越快、越通畅，城市的排水系统越先进，实际上这种思维存在两方面局限性：一方面城市硬质趋于逐渐扩张，城市防洪压力较大，许多城市排水系统的排水能力及速度难以适应城市扩张的脚步，许多城市在发展的过程中都出现了“逢雨必涝”的尴尬局面；另一方面则是这样的排水系统无法循环利用雨水，造成水资源的浪费。同时，夏季降雨量增多时，由于地表径流未能合理补充地下水，反而造成城市内涝这一困局。而透水性材料能够很好地克服这两个弊端，形成环保而高效的排水系统，一方面能迅速适应城市扩张的快速与大范围规模，减小城市防洪压力，缓解城市内涝；另一方面能够循环利用雨水，合理利用水资源。下渗过程中能够及时滋养植被根须，另外储存水资源，进行循环利用，在减少了水资源浪费的同时还能满足城市应急用水的需求。

2.透水性材料的的分类

渗透设施包括透水铺装、下沉式绿地、种植屋面、生物滞留设施、渗透塘、渗井等。

透水铺装主要包括透水水泥混凝土路面、透水沥青路面和透水砖路面三大类。透水水泥混凝土路面适用于非机动车道、轻载交通道路、广场和停车场等；透水沥青路面适用于非机动车道和轻载交通道路；透水砖路面适用于人行步道、广场、步行街、停车场等。

3.透水水泥混凝土路面

透水水泥混凝土路面是能让雨水暂时储存及向基层渗透的结构体，可减少城市雨水径流的排放、降低路面温度、道路噪声，透水水泥混凝土由三部分组成即骨料形成的骨架、水泥浆体形成的胶结层及他们之间的空隙，原材料主要有水泥、骨料、外加剂和增强材料等。考虑雨水渗透到地下对土壤的影响，严寒地区不宜使用全透水结构的透水水泥混凝土路面，若一定要使用建议使用底层封闭的半透水结构透水水泥混凝土路面，即在透水水泥混凝土路面的下层浇筑一层不透水水泥混凝土将面层渗透下来的水有组织的排出使面层不积水也能降低道路噪声。

4.透水沥青路面

透水沥青路面是由透水沥青混合料修筑、路表水可进入路面横向排出，或渗入至路基内部的沥青路面总称。透水沥青路面的透水面层应采用高黏度改性沥青作为结合料，基层可采用高黏度改性沥青、改性沥青或普通道路石油沥青。透水沥青路面的结构形式分为三种，一是路表水进入表面层后排入临近的排水设施，二是路表水由面层进入基层（或垫层）后排入临近排水设施，三是路表水进入路面后深入路基。透水沥青混合料在低温时可能因沥青胶结料开裂而造成性能下降。

5.透水路面砖

透水砖从工艺上主要分为两类，一类是养护型透水砖，这种类型透水砖是将原料进行破碎、筛分选取适宜的粒径范围，再加入粘结剂和水等辅助原料混合搅拌，然后放入模具中采用一定的压力压制成型，进行脱模后放置养护，制成具有透水性能和符合标准的路面铺装材料。另一种是烧结型透水砖，这种类型透水砖是将制备透水砖的原料经过破碎、筛分、配料、混料、成型、脱模、高温烧制等一系列工序，制成具有透水性能和符合标准的路面铺装材料。

养护型透水砖是通过粘接剂固化在一起，由于水的热胀冷缩的原因，在北方寒冷地区抗冻性较差，使用寿命大大缩短；烧结型透水砖可选用大多数固体废弃物来制备，其本身通过高温烧结后瓷化，具有较好的抗冻性，可以大大提升在寒冷地区的使用寿命，但是烧结过程中需要使用天然气或电力等能源，相对于养护型透水砖在经济上的投入要大许多。

常见透水路面砖有缝隙式透水砖、混凝土透水砖、硅砂透水砖、陶瓷透水砖、胶黏材料透水砖等。对于严寒地区来讲抗冻胀性是透水砖选择的非常重要的指标，同时北方地区由于在冬季时使用除冰盐和融雪剂，故抗盐冻性指标也需考虑。

6.结语

我们处在一个高速发展的社会，雨水环境问题给我们带来的困扰将会越来越大，透水性路面因本身具有透水、降噪、环保等优点，将被得到广泛应用。在不同气候条件的地区选用透水性路面材料时应考虑到各类材料耐候性的差别，透水水泥混凝土在高温、低温、高湿情况下均能很好的适应；透水沥青在高温、高湿情况下适应性较差；透水路面砖随自身性能的不同对环境的适应性差别较大。北方严寒地区在选用透水铺面材料时，抗冻融性应作为材料选择的重要指标之一，在其他条件允许的情况下优先选用透水水泥混凝土，慎用强度较低的透水路面砖，少用透水沥青。

参考文献

[1]刘睿智.基于海绵城市视角的透水性铺装材料的研究[J].江苏建材，2015（6）：14～17.

[2]许道坤，吕伟娅.低冲击开发模式应用：透水路面发展综述[J].新型建筑材料，2012（3）：31～34.

[3]吕伟娅，管益龙，张金戈.绿色生态城区海绵城市建设规划设计思路探讨[J].中国园林，2015（6）：16～20.

[4]焦玉，陈新宇透水性人行道铺装方案探讨[J]建筑与工程，2006（8）：103.

[5]徐瑞萍，郑宝骏公园和风景区道路铺装技术的探讨[J]科协论坛，2009（2）：110.

[6]张雪峰，栗阳，贾晓林.利用固体废弃物制备渗水砖的研究现状[J].中国陶瓷，2013（5）：5-8.