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摘要：我国城市建设最近几年发展非常迅速，推动我国整体经济建设快速发展。海绵城市建设作为“十三五”新城镇化建设的主要内容，是我国当下力推以解决城市雨洪管理难题的新建设模式。海绵城市在城市地面建设中主要使用透水铺装系统。
关键词：透水铺装系统；结构及功能
引言
城市建设的快速发展是我国整体经济建设的重要体现形式，近年来，国内城市的“热岛效应”、遭遇强暴雨时引发的内涝、径流污染、地下水资源枯竭等问题，严重影响了城市生态建设和可持续发展。开展“海绵城市”的建设，是解决上述问题的一个重要战略措施。海绵城市建设是一个集规划、设计、施工和运营管理的系统性工程，实施过程其中一个技术手段是透水铺装的应用。透水铺装采用大空隙结构层或排水渗透设施使雨水能够通过铺装结构就地下渗，消除地表径流，还原地下水，并可吸收地面扬尘及噪音，有效改善城市生态系统。
1透水铺装的结构形式
透水铺装的结构形式有很多种，具体是根据透水铺装区域的地质条件、地下空间的具体情况、透水铺装的材料种类、地下水水位和透水铺装的功能要求变化而区分的。本论文主要介绍的是透水沥青路面、透水水泥混凝土路面施工要求和标准。以下就是对着两种路面施工的具体介绍:透水水泥混凝土路面的施工当应用于承载力要求较低的轻型载重路面时，透水水泥混凝土路面的结构是混凝土基层、粉煤灰稳定砂砾基层和路基、水泥混凝土面层和混凝土基层等半透水结构。当透水混凝土路面应用于人行道施工时，采用的就是级配砂砾、及级配砾石基层和路基、透水混凝土面层以及级配碎石等全透水结构。在全透水结构的应用中，为了更好的实现路面的渗透排水功能，最重要的一环便是路面的面层与基层要和雨水口的汇集位置设置透水形式，并且要在路面的底层设计完善的排水系统。透水沥青路面的应用范围比较广泛，可以应用在市政工程、公共广场、大型的停车场和道路工程中。透水沥青路面的排水位置不同，一共分为三种类型：第一种类型是当遇到降雨天气，路面的地表水会首先渗入到路面的面层，然后雨水会排放到距离位置最近的排水设施，并且透水沥青路面在施工时，为了降低路面噪音，提高路面的摩擦性，在路面的面层位置设置了封层，可以有效地将噪音降到最低，并且提高路面的抗滑能力，降低道路交通事故发生的概率。第二种就是当地表水渗入到面层以后，没有直接排入到邻近的排水系统中，而是进入到基层或者是垫层中，最后进入到邻近的排水系统中，这时的封层是设置在基层的位置，这样的好处是可以将雨水储存起来。第三种类型地表水的排放位置是路面的路基，这种渗水沥青里面可以有效的将地表水进入到地下水中，增加地下水的储存量，改善地下土壤的生态环境。
2透水铺装的功能
2.1雨水下渗机理
透水铺装雨水下渗包括两个过程：吸湿过程和传递过程。因为铺装系统属于多孔结构，具有大量的孔隙，降雨落到地面湿润材料并在固相表面形成薄膜水和吸湿水，同时进入孔隙内形成毛管水；由于材料的毛管势作用，使得间隙内的少量雨水被吸附从而阻止其下渗。其次为传递过程。当持续降落雨水超过了材料的吸附能力后，孔隙中的水会堆积融合形成小水滴，这时雨水会在重力的作用下沿间隙传递到下层材料表面，如此作用完成雨水的下渗。
2.2可以有效的提高路面的生态环境
下水的主要来源就是降雨，如果路面采用的不透水的路面建设，就会影响雨水的下渗情况，不仅会造成地下水得不到及时有效的补充，还会造成地表径流面积的增大，影响居民的正常生活，对城市的生态环境造成不良的影响。而且没有透水路面对雨水的过滤作用，雨水本身带有一定的的污染物质，直接排放到河流中，会造成河流的污染问题。
透水铺装路面具有较大的孔隙率，可以对雨水起到基本的过滤作用，将一些污染物质排出在雨水以外，将清洁过的雨水渗透到地表以下，既能保证土壤不受到雨水的污染，还有效的补充了地下水。而且没有透水功能的路面，降雨产生的大量雨水不能渗透到地表以下，大量的雨水存留在路面，经过太阳光线的辐射，会反射出大量的热量，会导致城市的热岛效应。
2.3净化雨水径流
地表雨水径流包含大量污染物，会对自然水体造成污染。研究结果表明，透水混凝土铺装对径流污染物去除率达到80%以上。(1)对金属元素的净化。许多城市的雨水PH值较低，会溶解较多的金属元素，且一般的基层材料对金属元素的去除率较低。透水性路面对径流雨水中金属元素Cu、Pb、Zn、FCa的去除率分别为20%～99%，74%～99%，73%～99%，98～99%。研究人员正开发一些吸附性能良好的基层材料来提高透水铺装地面对金属元素的去除效果，例如使用硝酸铁浸泡过的石英砂。试验结果表明，透水铺装地面能够稳定吸附金属元素。(2)对有机污染物的净化。路面径流携带了大量有机污染物质，包括油脂类物质、COD和多环芳烃等。透水铺装地面能够有效去除有机污染物，雨水径流中除了大部分有机物被过滤和吸附，还有部分将被微生物降解。研究人员通过油污等有机物在降解过程中，系统内氧气含量的下降，二氧化碳含量的升高以及水中的CH2、CH3基团的减少来确定降解的程度。
2.4对城市气温的调节
随着城市化进程的推进，城市中大量密集建筑物涌现，绿色植被削减以及地表的硬化等问题使得城市具有高吸热量和低容热量的特点。太阳辐射使地表温度迅速升高并向大气中辐射热量，造成城市温度异常，诸如“城市热岛效应”等问题。透水铺装“支撑体”由于具有大孔隙率和蓄水能力，可以将一部分太阳辐射热吸收，同时系统内部水分以蒸发形式进入大气，起到调节气温的作用。
3透水铺装的经济性分析
透水铺装材料的研究，主要集中在如何解决孔隙大小与透水性、透水时效性、强度耐久性、造价等相矛盾的问题，但大孔隙具有易堵塞、透水年限短、无过滤功能，不满足“自然净化”的生态功能，易造成海绵城市建设配套系统失效。高分子聚合物可以明显提高铺装材料的强度、耐磨、冻融等物理力学性能。因此，将高分子聚合物作为胶凝剂或外掺剂来研究透水铺装是一个发展趋势。大孔隙生态透水铺装明显存在固有的缺陷，而砂质微孔渗滤铺装结构具有多功能属性，能够克服大孔隙类生态透水铺装的系列缺陷，大孔隙透水铺装材料虽然造价较低，但在规范规定使用年限内翻新次数较多，不能满足海绵城市对透水铺砖的要求。砂基透水砖等微孔渗滤结构，尽管存在生产质量控制难、采用进口设备成本高和产品价格高问题，但综合比较其应用效果，明显优于大孔隙类透水铺装产品。
结语
透水铺装系统是一套对城市雨洪调控的重要技术，在城市强降雨情况下可起到吸收、过滤、储存作用，不仅可以通过缓慢渗透作用将雨水渗透到地底层，大大解决了因道路硬化而出现的无法下渗导致大流量地表径流等问题，而且对城市非点源污染起到很好控制作用。
参考文献
[1]张艳娟，张洪涛，徐向舟，等.一种静压成型混凝土透水砖的制备与物理性能试验[J]．中国水土保持科学，2010，08(5):104－108．
[2]XieM，GaoD，LiuXB，etal.UtilizationofWaterworksSludge intheProductionofFired/UnfiredWaterPermeableBricks［J］．AdvancedMaterialsＲesearch，2012，531:316－319．
[3]陈汉昌.透水水泥混凝土力学性能试验研究[J]．施工技术，2011，40(11):51－54．