葉欣　崔偉康　張佳文　朱曉雯　吳淑偉　蔣元海

摘 要：文章通過對透水混凝土性能的介紹，有針對性地提出透水混凝土在建設(shè)海綿城市中的應(yīng)用推廣和及其存在問題，解讀透水混凝土如何支撐建設(shè)海綿城市的綠色構(gòu)想。

關(guān)鍵詞：透水混凝土；海綿城市

改革開放以來，伴隨著高樓大廈的拔地而起、新型城鎮(zhèn)化建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)，隨之而來的不僅有國民經(jīng)濟(jì)突飛猛長，還有因排水不通暢，讓城市生態(tài)平衡失調(diào)成為社會新問題。我國降水受季風(fēng)影響大，尤其在東南部沿海地區(qū)，降雨強(qiáng)度大、梅雨期長、極易出現(xiàn)暴雨洪水。其屋頂?shù)脑O(shè)計無論是商業(yè)樓盤還是居民建筑，基本不配備雨水處理系統(tǒng)，且大多采用大坡度泄水的款式。由此一來，大量的降水匯聚到街道、人行道、停車場等地勢低洼處。激增的雨水被硬質(zhì)路面阻礙，無法補(bǔ)給地下水，在城市道路上形成地表徑流，導(dǎo)致積水、內(nèi)澇、黑臭、富營養(yǎng)化問題嚴(yán)峻。就目前各大城市地下管網(wǎng)布局來看，雖耗費(fèi)了大量建材資金和人力處理排水，但依然無法應(yīng)對降雨的彈性變化，深陷“暴雨必澇”和“看海”的怪圈。僅靠傳統(tǒng)的工程依賴性治水思路將給排水分開治理，也只是揚(yáng)湯止沸，不能從源頭解決問題的辦法顯然如飲鴆止渴，只會帶來無法估量的后遺癥，讓城市生態(tài)系統(tǒng)不堪重負(fù)。如何切實有效地推進(jìn)低影響開發(fā)建設(shè)模式，平衡人與自然的和諧關(guān)系對發(fā)展“綠色經(jīng)濟(jì)”至關(guān)重要，這也正是建設(shè)海綿城市的必要。

1 透水的混凝土的性質(zhì)和生態(tài)效益

1.1 透水混凝土的性質(zhì)

透水混凝土是由水、膠結(jié)材料（水泥或瀝青）、粗骨料、減水劑、礦物質(zhì)摻和料、專用添加劑等原材料拌合而成，用體積法和填充理論思路進(jìn)行配合比設(shè)計得到骨架—孔隙的多孔堆聚結(jié)構(gòu)，詳細(xì)計算思路可參考ACI522R-10標(biāo)準(zhǔn)。目前，按照 GB/T 50081 —2002標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測試，實驗表明其強(qiáng)度可達(dá)到25MPa 以上。其中確定最佳水膠比是如何在透水系數(shù)和抗壓強(qiáng)度之間找到一個平衡點(diǎn)的關(guān)鍵，也是決定透水混凝土性能（強(qiáng)度、耐久性、其他物理性質(zhì)）優(yōu)劣的重要環(huán)節(jié)。

1.2 透水混凝土的生態(tài)效益

透水混凝土是一種環(huán)境友好型材料，用它替代傳統(tǒng)城市建設(shè)中的非透水地面能帶來以下優(yōu)點(diǎn)：（1）強(qiáng)大的原地透水功能，一舉三得。不僅能及時排走路面積水，補(bǔ)給局部范圍內(nèi)的地下水資源，穩(wěn)定地下水壓力，從而達(dá)到防止地面沉降的目的。還能避免輪胎側(cè)滑、雨水潑濺，減少安全隱患。同時兼具緩解城市地下管網(wǎng)的泄水壓力。對改善臨街商鋪、住宅的生活環(huán)境不可或缺。（2）透水混凝土也可在顏色上做足文章。結(jié)合建筑美學(xué)，可將無機(jī)耐候顏料按要求兌水后與混凝土充分?jǐn)嚢瑁瞥深伾鳟惖牟噬杆炷?，與周圍景觀相得益彰，使其具有設(shè)計感、適用性和觀賞功能，是個功能復(fù)合體。（3）相比于傳統(tǒng)不透水路面，在雨后天晴或夜晚時易發(fā)生反光、眩光、海市蜃樓的現(xiàn)象。其獨(dú)特的蜂窩狀結(jié)構(gòu)和大量的開放式孔隙不易發(fā)生漫反射，使行人、司機(jī)的通行安全和舒適度更有保障。同時兼具吸聲降噪、吸附塵埃、吸濕調(diào)溫作用，能有效傳遞熱量，緩解城市“熱島效應(yīng)”。

2 建設(shè)“海綿城市”的意義

海綿城市是一種城市雨水管理的理念，它的實質(zhì)類似歐美一些國家的水敏感性城市設(shè)計（WSUD）、綠色雨水基礎(chǔ)設(shè)施（WG|）等理念，都是將雨洪管理理念與水資源可持續(xù)利用、生態(tài)環(huán)境、土地利用、城市建設(shè)及管理機(jī)制等緊密聯(lián)系起來的一種頂層的城市建設(shè)和雨水管理模式。2013年中國官方首次提出海面城市建設(shè)規(guī)劃（采用滲、滯、蓄等措施將70%的城市降雨就地消納和利用），2014年住建部引發(fā)了《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》。2015年我國開始海綿城市的試點(diǎn)工作。

我國的霧霾導(dǎo)致雨水中包裹著大量塵粒、鹽粒、煙粒，使雨水的純凈度降低，不能直接被二次利用到植被灌溉、補(bǔ)給地下水和居民生活用水，需通過凈化去污才能循環(huán)使用。而在傳統(tǒng)城市建設(shè)中寬馬路大廣場，大量地表過度硬化，用工程措施排除雨水破壞了城市生態(tài)系統(tǒng)原有的功能，導(dǎo)致逢雨必澇。而海綿城市則是將透水混凝土“快吸緩釋”的性能運(yùn)用到雨水歸類、分流、凈化、蓄存上，使城市像海綿一樣對雨水進(jìn)行滲透吸納，積蓄凈化，在需要時將續(xù)存的水排放并源化利用，可以緩解城市內(nèi)澇、削減河道污染、節(jié)約水資源、改善城市的生態(tài)環(huán)境。

海綿城市這種生態(tài)利用雨水的管理理念是傳統(tǒng)排水系統(tǒng)的優(yōu)化和加強(qiáng)，在城市生態(tài)問題日漸突出的當(dāng)下，建設(shè)海綿城市迫在眉睫。

3 透水混凝土在海綿城市中應(yīng)用的重要性及其問題

在海綿城市建設(shè)中，透水混凝土能發(fā)揮對雨水吸納、蓄滲和緩釋作用，有效緩解城市內(nèi)澇和熱島效應(yīng)，達(dá)到削減城市徑流污染負(fù)荷和節(jié)約水資源的作用。作為一種全新的概念和技術(shù)，國內(nèi)外有關(guān)專家學(xué)者們進(jìn)行孜孜不倦的研究和探索。它的出現(xiàn)改變了城市雨水徑流的循環(huán)模式，極大地增強(qiáng)了新城鎮(zhèn)化建設(shè)的可控性與協(xié)調(diào)性，給城市雨洪管理、污水防治工作帶來新思路，是建筑節(jié)能環(huán)保時代下，建筑創(chuàng)新領(lǐng)域必然的發(fā)展方向。但是在應(yīng)用過程中，也存在著以下的問題：（1）由于其結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要，透水混凝土底層壓實度較低，具有多孔輕質(zhì)的特點(diǎn)，是一種半脆性材料。雖然內(nèi)部連通的大孔隙使透水混凝土鋪筑的路面具有很強(qiáng)的速排水、高滲透能力。但是目前在透水混凝土中常見的孔隙率大于18%，甚至可以超過20%，從而導(dǎo)致的問題是其耐腐蝕度、抗彎曲變形能力、抗車轍性能難以保證。還有若大量推廣應(yīng)用到城市鄉(xiāng)道路上，由于道路車輛來往較多、周邊環(huán)境復(fù)雜，灰塵、砂石、污垢、油漬等雜質(zhì)極易嵌入孔隙中，堵塞孔隙。（2）相較歐美等國家，它們有成熟而完善的法規(guī)制度和對透水混凝土研制的專項補(bǔ)助基金。但是由于我國起步晚，軟件設(shè)備、模擬實驗室等客觀因素制約了行業(yè)發(fā)展，缺少適合我國國情、可供分析研究的一手資料，所以表現(xiàn)遜色。（3）我國幅員廣闊、各地其降雨分布層次不齊、水文地質(zhì)條件差別較大，已建的灰色基礎(chǔ)設(shè)施配置不合理給全面建設(shè)海綿城市帶來考驗。

4 結(jié)語

水資源短缺、城市內(nèi)澇、水質(zhì)惡化、熱島效應(yīng)等詬病，已成為新型城市建設(shè)細(xì)胞中癌變的一部分，哪怕有陣痛，也必須摘除。這是一個相當(dāng)漫長的過程，需要花費(fèi)更多的時間、精力和資金，一蹴而就的想法是不現(xiàn)實的。對于透水混凝土的應(yīng)用推廣工作，我國目前還在試點(diǎn)階段。任何新型事物都需要實踐者和領(lǐng)跑者，基于“十三五”規(guī)劃期間，我國將生態(tài)文明建設(shè)作為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的要義，如何解決城市生態(tài)問題，是擺在我國專家學(xué)者和科技工作者面前的第一要務(wù)。而透水混凝土的良好性能成為實現(xiàn)海綿城市理念的決定性因素，因此在海綿城市建設(shè)中具有極廣闊的研究空間。

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基金項目：文章為嘉興學(xué)院重點(diǎn)SRT項目，項目編號：851715047。

作者簡介：葉欣（1994- ），女，浙江杭州人，本科；蔣元海，教授，研究方向：建筑材料。endprint