透水砖铺装地面垫层结构对城市雨水入渗过程的影响分析
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摘要：本文首先介绍了透水砖的主要应用种类，然后分析了透水砖的使用情况、透水机理和透水砖铺装，最后分析了透水砖对城市雨水入渗过程的影响。
关键词：透水砖；使用情况；影响
中图分类号：O552.2 文献标识码：A文章编号：
1.现在主要应用的透水砖种类
1.1荷兰砖
荷兰砖具有透气、透水、高强、耐磨、防滑、抗折、抗冻融、美观且价格经济的优点，而且它块型较小，因此铺设灵活、色彩搭配自由、效果简洁大方，是广为流行的铺地砖的一种。荷兰型混凝土铺地砖有60mm、70mm和80mm三种厚度（通常采用厚度为60mm）中间带槽的辅块（厚60mm）可与整块搭配使用，形成各种图案，沿辅块预留槽可切割形成两个保留倒角的正方形小块，用于特殊图案的排列及边角处理。盲道砖有泡球面与灯心绒面两种，分别用于盲道示硷和导引。主要适用于公共汽车道路与停车场、自行车道、行人广场、人行道、庭院和车站等。荷兰砖常见形状有矩形、方形、六边形、扇形、鱼鳞形等多种，拼铺方式也多样。由于荷兰砖兼具古典与现代两种风范，再配以周边环境的不同变化，可充分体现铺装美感。
1.2舒布洛克砖
舒布洛克砖是由荷兰砖改进发展而来的地面铺装材料，其主要性能特点如下：高承载力，抗压强度在30Mpa以上，具有非常高的承载能力；耐久、耐磨、耐腐蚀，抗折强度很高，对基础不均匀沉陷的适应能力强，抗高温、抗冻融能力强；、维护方便，面层不易磨损，对碱性物质、汽车漏油等的化学腐蚀具有非常强的抵抗能力；实用性能好，对车辆急刹车等高度摩擦力的耐磨性能和抗冲击能力比较强美观；柔性路面，使用舒布洛克砖铺设的地面是一块块独立、自由的小地砖形成的柔性路面，荷载作用下可自由移动不产生裂缝。施工简便快捷在夯实并整平的基础上铺一层25mm左右的表面平整的砂垫层，便可铺设舒布洛克砖，无需用砂浆。舒布洛克砖切割方便，可切成任意大小的块进行铺设。舒布洛克砖本身使用寿命长，维护费用低。舒布洛克砖表面粗糙适当，雨雪天防滑性高；透水性好，铺设时又有填缝砂，路面上的积水很快渗透到地下；表面粗糙不反光，强烈光射不刺眼；路面上的各种标记如行车道分割线、斑马线、盲道等可由不同颜色的舒布洛克砖来永久性设置。
1.3连锁砖
连锁砖具有透气、透水、高强、耐磨、防滑、抗折、抗冻融的特点，而且它外型独特，配合颜色、排列图案和面层质感的变化，使得铺设生动活泼且更加显得平面立体化，具特殊的装饰效果。砖与砖的连锁效果，适合各种荷载较大地面，且不易起翘，保证每一块的位置准确并避免发生侧向移动。适用于人行道、车行道、停车场、广场等处。
1.4劈裂砖
劈裂砖又称劈离砖或双合砖，是将黏土、页岩、耐火土等几种原料按一定比例混合，经湿化、真空挤出成型（在成型时做成背靠背的两层）、干燥、烧结，烧成后将其从中间劈离开成两块而制成。劈裂砖具有强度高、粘接牢、色泽柔和、耐冲洗且不褪色等优点，而且耐酸碱、耐腐蚀，符合当前环保与保洁要求等特性。其背面有很深的燕尾槽，施工中粘接坚牢，不会脱落。还具有质地坚牢，耐磨防滑，透水调湿，不会发生釉层起翘脱落等特点。由于劈裂砖所体现的古朴自然、瑰丽无华、富丽雅致的特点，因此适用于各类建筑外的外墙装饰。此外，劈裂砖有多种规格，也适用于楼堂馆所、车站、候车室、餐厅等室内地面铺设。厚砖适用于广场、公园、停车场、走廊、人行道等露天地面铺设，也可做游泳池、浴池池底和池岸的贴面材料。
2透水砖使用情况
近年来，透水砖路面逐渐在许多道路工程中得到应用，例如北京“二七”剧场路东侧路段、三里河路东侧路段、西三环南路西侧路段、奥林匹克公园内的景观大道、丰台体育场等等。这样做的目的一方面是利用透水砖来补偿地下水、减缓解城市“热岛效应”，另一方面是为了收集雨水。但值得注意的是，透水砖铺装仅是雨水收集工程的一部分，虽然发达国家普遍使用透水砖来达到上述目的，但是他们都有一系列技术标准和规范及后期维护措施给予支持，收集并利用雨水的设想才能实现；而我国目前实现此目的还存在一些不足，主要是相关技术标准和规范还不完善，特别是雨水收集配套系统不健全。因此，我们可以借鉴德国普及透水砖的作法，他们首先从公共区域开始，比如人行道、步行街、自行车道、郊区道路、郊游步行路、公共广场等做起，直至80%的城市地面改建成透水地面。
3透水砖透水机理
生态型路面砖透水系统中的透水砖与垫层因内部含有大量的连通空隙，在下雨或有积水时，水顺着连通空隙逐层下渗至土壤，部分来不及下渗的暂时存储在空隙中（部分由于地下原因等不能下渗的，可以人工设立储水池进行雨水收集），在一定条件下再进行下渗或者蒸发，从而使雨水在地表与地下进行互补。即使在雨天，雨水就会透过渗透层下渗到地下或被储蓄、收集；在干燥或高温时，再逆向透过渗透层补偿空气湿度。另外也可以用来收集雨水进行回灌喷洒，达到空气雨水循环，缓解城市的热岛效应。
4市政道路中常用的透水砖铺装
4.1一般透水砖铺装结构组成
透水砖铺装结构一般由4部分组成：面层、整平层、基层及垫层组成。①面层。主要为水泥与级配砂石构成预制透水砖。一般规格为250mm×250mm×60mm，由直径10mm无砂的砾石混凝土构成，其空隙率可达25%。②整平层。它的主要功能为用石灰砂浆放在透水透气砖下面起稳定作用，其它处为粗砂或中砂以便渗水。③基层。主要由透水性及蓄水性能较好又具有一定强度和稳定性的天然级配砂砾材料、级配碎石或无砂混凝土构成。④垫层，又称过滤层。主要由粗砂或中砂构成；该层既可在雨水由地表向地下透渗过程中起过滤作用，又可防止软土路基污染基础层。垫层下一般直接与土路床相连。
4.2透水砖铺装中两种基层的比选
目前北京地区透水砖铺装的基层一般有两种：级配碎石或无砂混凝土。两种基层均能达到一定下渗率要求，下渗率的大小与基层透水性程度成正比，与土壤初始含水率成反比。在其他条件相同的情况下，基层采用级配碎石与采用无砂混凝土比较，前者的地面径流小于后者。但在地下水位较高或者路基下多为软土地基的地段，不宜采用级配碎石作为基层的透水砖铺装。
5.1地基土含水量的变化
可以将透水砖雨水入渗过程分为降水过程中、降水停止后等阶段。降水时，表层水流量的大小与流域地质有直接关系。当地表具备表层流的条件时，渗入地下的水做横向流动；应用透水砖后，使水分运移速度减慢。降水后，入渗过程停止，而地基水分的移动却并未停止，则继续向深层土壤运动。
5.2初始含水量对入渗的影响
初始含水量较小时，入渗速度快；随着含水量的逐渐增加，入渗率便逐渐减小；当趋于稳定时，入渗率则更低。因为在初始含水量较低时，需要更多的水分来补充较大气隙，以达到饱和。
5.3垫层结构对降水后土壤水分的影响
当垫层结构自上而下为中砂10cm、砂砾料20cm)的入渗效果最优。松散砂砾料比纯无砂和泥土有效空隙率大，利于降水的下渗。透水砖及其垫层，孔隙大，水分向下移动快，垫层水分舒干快，使地表尽快干燥。
6结语
1）透水砖路面适用于对路基承载能力要求不高的人行道、步行街、休闲广场、非机动车道、小区道路以及停车广场等场合，按照柔性路面设计方法进行路面结构设计。2）透水砖路面结构应设置柔性基层，以利于调节含水量变化导致路基变形。3）透水砖路面具有补充地下水、消除城市热岛效应、减少城市内涝频次、改善城市人居环境等优点，社会效益明显，因此提倡广泛使用。4）应加快制定透水砖铺装应用配套政策，促进城市雨水利用技术的推广应用，完善相关技术标准和规范的制定。5）透水砖铺装设计、施工及后期维护都要考虑北方城市的环境问题。
由于北方春秋季刮风时，灰尘很大，而细小的沙尘有可能将透水砖的缝隙堵塞，并可能出现泥浆，因此需要及时清除透水砖上面的杂质。另外，透水砖由于其性能和功能特点，要求路基处理得必须特别平整，而且要对不同材料不同层进行铺贴处理。由于不同地区、不同地质条件、不同环境有不同要求，这就需要对施工技术严格规范。
参考文献
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