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海綿城市|砂基透水磚路面鋪裝的應(yīng)用

海綿城市|砂基透水磚路面鋪裝的應(yīng)用

  • 分類:行業(yè)新聞
  • 作者:
  • 來源:
  • 發(fā)布時(shí)間:2022-07-27 14:10
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海綿城市|砂基透水磚路面鋪裝的應(yīng)用

【概要描述】海綿城市,是新一代城市雨洪管理概念,是指城市在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)雨水帶來的自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”,也可稱之為“水彈性城市”。國際通用術(shù)語為“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建”。[1]下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用。

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詳情

海綿城市概念:

海綿城市,是新一代城市雨洪管理概念,是指城市在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對(duì)雨水帶來的自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”,也可稱之為“水彈性城市”。國際通用術(shù)語為“低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建”。[1]下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時(shí)將蓄存的水“釋放”并加以利用。

 

砂基透水磚,作為透水磚中的一種,因其綜合性能好備受青睞。根據(jù)建筑工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《砂基透水磚》(JGT376-2012),是以硅砂為主要骨料或面層骨料,以有機(jī)粘結(jié)劑為主要粘結(jié)材料,經(jīng)免燒結(jié)成型工藝后制成,具有透水功能的路面磚。此外,還包括一些主要性能:透水速率≥1.5 mL/(min·cm2),透水時(shí)效≥10次,濾水率≥90%,防滑性BPN≥70,保水率≥0.06 g/cm3,磨坑深度≤35mm,以及較好的耐候性(外觀無破壞,色差≥3級(jí))。

砂基透水磚將天然高硅砂作為建筑材料,砂基透水路面可以使用砂基透水磚鋪裝而成,或是由砂基透水材料現(xiàn)澆而成,其應(yīng)用非常廣泛。

 

圖2透水路面案例:(a)東原湖山樾 ;(b)中航小鎮(zhèn);(c)悅來會(huì)展城

砂基透水路面是一種經(jīng)合金化的高分子粘結(jié)劑與精致石英砂混合壓實(shí)的路面,具有高強(qiáng)度和高耐久性、表面多孔且細(xì)密,透水率高。被廣泛應(yīng)用在各大商場、公園等。如圖2和3。在東原湖山樾,中航小鎮(zhèn)、悅來會(huì)展城、成都上都陽光和龍湖時(shí)代天街等公園、商場、馬路都鋪裝有砂基透水材料。其廣泛的應(yīng)用,不僅美化了城市,為人們帶來便利,還有助于建設(shè)海綿城市,構(gòu)建和諧可持續(xù)發(fā)展社會(huì)。

 

圖3透水路面案例:成都上東陽光(a和c);龍湖時(shí)代天街(b和d)

透水時(shí)效性長

傳統(tǒng)透水混凝土依靠重力式透水,必然需要大量貫通孔徑存在才能保證透水率,因此塵埃極易深入孔洞并堵塞全截面而造成無法清洗恢復(fù);而砂基透水路面因其并不依靠重力式透水,內(nèi)部孔徑<1μm,塵埃無法進(jìn)入透水結(jié)構(gòu)內(nèi)部,有效的解決了上述問題,如圖2是砂基透水路面使用情況,一年后,雖然表面很臟,對(duì)其進(jìn)行簡單清洗,依然能煥然如新,保持良好的透水性能。

 

圖4 項(xiàng)目情況測試:(a)一周后;(b)三個(gè)月后;(c)一年后清洗;(d)一年后

結(jié)構(gòu)決定性能,性能決定用途,所以從砂基透水材料的結(jié)構(gòu)和組成來看。砂基透水路面是利用高分子樹脂(如圖5(a))作為粘合劑,均勻的包裹在沙粒的表面,利用樹脂膠自身的特性,通過其自身的化學(xué)反應(yīng)生成大量三維網(wǎng)狀的親水性基團(tuán),從而實(shí)現(xiàn)破壞水的表面張力,賦予其極強(qiáng)的排水、濾水功能。

 

圖5(a)高分子樹脂反應(yīng)生成的三維網(wǎng)狀基團(tuán);(b)砂基透水材料的透水性能測試

實(shí)踐是用來檢驗(yàn)真理,對(duì)砂基透水材料進(jìn)行透水性測試,按照混凝土磚的檢測方法,如圖5(b)。自排濾水地面系統(tǒng)透水系數(shù)可達(dá)到5mm/s,是國家標(biāo)準(zhǔn)的10倍。而真實(shí)降雨的情況下,其透水效率會(huì)更高,因?yàn)槠浔旧聿⒉灰揽靠紫锻杆?,核心性能在于能夠破壞水的表面張力,?shí)現(xiàn)以分子膜鋪展?jié)B透基體。

濾水性能強(qiáng) 接近凈水器標(biāo)準(zhǔn)

為了檢測砂基透水材料對(duì)污水的凈化作用及過濾孔徑大小。通過對(duì)不同固含量,不同物質(zhì)、不同粒徑粉體過濾前后的粒度分布測量,判定材料過濾孔徑的大小。如圖6,試驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)1.0 μm以內(nèi)的過濾,接近于凈水器的標(biāo)準(zhǔn)。

 

圖6(a)黃黏土塵埃;(b)砂基透水材料對(duì)黃黏土渾濁液凈化前后及純凈水的比較;(c)黃黏土的粒徑分布

良好的裝飾性

凝膠材料以其獨(dú)特的性能,可以通過加各種顏料,按一定的比例配制出各種鮮艷色彩的砂基透水材料,完全達(dá)到彩色漆的水平,如圖7,表明其具有較好的裝飾性。

 

圖7多彩的砂基透水材料

抗折抗壓耐磨防滑

對(duì)砂基透水材料還進(jìn)行關(guān)鍵物理性能測試,包括抗壓、抗折和耐磨性能測試。如圖8。通過測試,其結(jié)果都能優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn),表明具有良好的物理性能,可用于路面的鋪裝。

 

圖8砂基透水材料的的(a)抗壓;(b)基層耐磨;(c)抗折;(d)面層耐磨

后期易維護(hù)

砂基濾水路面由于其表面較致密,絕大部分泥塵無法進(jìn)入其內(nèi)部孔隙。泥塵會(huì)板結(jié)于表面之上,可以利用高壓水槍沖洗產(chǎn)生的反涌作用能方便的清洗。

砂基透水路面區(qū)別于普通水泥路面和瀝青路面, 砂基本身具有耐酸、耐堿、耐溶劑的特性,因此對(duì)于不同的污染物可以采取不同的措施,以獲得較好的清理效果。

由于底層透水混凝土是堿性的,因此不宜采用酸性過強(qiáng)的清洗劑,宜采用中性或堿性的清洗劑。對(duì)表面因水泥等堿性硬化物造成污染的,也可以采用鹽酸清洗, 但清洗后需盡快沖洗表面干凈,減少酸性在底層混凝土上的停留時(shí)間。

由于整個(gè)路面是透水結(jié)構(gòu),普通的水溶液清潔劑易透過表面直接流走,容易造成清浩劑浪費(fèi),因此宜購買市場上增稠過的清潔劑,或在水溶液、有機(jī)溶劑中加入增稠劑即可,這樣可以將更多的清潔劑作用在受污染區(qū)域, 提高清潔效果和節(jié)省清潔材料。

目前常見的清理方法如下:

 

三、砂基透水路面鋪裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于透水路面的設(shè)計(jì),必須滿足以下要求:1,必須具備高透水性;2,必須具備優(yōu)良的抗凍性;3,必須有藝術(shù)裝飾效果;3,能降低噪音;5,整體穩(wěn)定性好;6,安全性能好;7,能調(diào)節(jié)空氣溫濕度,緩解熱島效應(yīng)。為此,預(yù)設(shè)的透水鋪裝路面,基本包括三層。如圖9,包括土基、透水混凝土和透水面層。在雨天時(shí),雨水能從透水面層和基層滲透進(jìn)入土層中,積累起來。而到了晴天熱天,太陽出來時(shí),水分可以從土層穿過透水基層和面層,蒸發(fā)到空氣中,并帶走部分熱量,緩解部分熱島效應(yīng)。

 

圖10透水鋪裝路面的預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)

根據(jù)實(shí)際的需求,透水鋪裝路面往往復(fù)雜得多。根據(jù)不同的需求,對(duì)透水路面的鋪裝結(jié)構(gòu)可分為三類,一類是人行路面——全透水結(jié)構(gòu)路面,它由路床(素土夯實(shí))、15 cm級(jí)配碎石層、10 cm C20透水混凝土和0.5~1cm高強(qiáng)飾面濾水層組成,此結(jié)構(gòu)適用于人行道、非機(jī)動(dòng)車道、景觀硬地等;而濕陷性黃土、鹽漬土、砂性土不應(yīng)使用本結(jié)構(gòu)。第二類是輕型荷載路面——半透水結(jié)構(gòu)路面,是由路基(素土夯實(shí),壓實(shí)度>90%)、15 cm C15混凝土層、8 cm C20透水混凝土和0.5~1cm高強(qiáng)飾面濾水層組成,此結(jié)構(gòu)適用于輕型荷載(不小于軸載4噸)的路面、停車場、廣場等;且濕陷黃土、鹽漬土、砂性土不應(yīng)使用本結(jié)構(gòu)。第三類是中型荷載路面——半透水結(jié)構(gòu)路面,是由路基(素土夯實(shí),壓實(shí)度>90%)、15 cm水泥穩(wěn)定碎石層、12 cm C20透水混凝土基層、8 cm C20透水混凝土和0.5~1cm高強(qiáng)飾面濾水層組成,此結(jié)構(gòu)適用于軸載6噸以下城鎮(zhèn)道路、停車場、廣場、小區(qū)道路;且使用基層不透水結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)設(shè)置排水措施。此三種設(shè)計(jì)鋪裝結(jié)構(gòu)組合均應(yīng)符合CJJ/T135-2009規(guī)范要求。

 

 

圖10三種常見透水路面鋪裝結(jié)構(gòu):(a)人行路面——全透水結(jié)構(gòu)路面;(b)輕型荷載路面——半透水結(jié)構(gòu)路面;(c)中型荷載路面——半透水結(jié)構(gòu)路面

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