浅谈透水混凝土在海绵城市建设中的重要性

 摘 要：文章通过对透水混凝土性能的介绍，有针对性地提出透水混凝土在建设海绵城市中的应用推广和及其存在问题，解读透水混凝土如何支撑建设海绵城市的绿色构想。

关键词：透水混凝土；海绵城市

改革开放以来，伴随着高楼大厦的拔地而起、新型城镇化建设的稳步推进，随之而来的不仅有国民经济突飞猛长，还有因排水不通畅，让城市生态平衡失调成为社会新问题。我国降水受季风影响大，尤其在东南部沿海地区，降雨强度大、梅雨期长、极易出现暴雨洪水。其屋顶的设计无论是商业楼盘还是居民建筑，基本不配备雨水处理系统，且大多采用大坡度泄水的款式。由此一来，大量的降水汇聚到街道、人行道、停车场等地势低洼处。激增的雨水被硬质路面阻碍，无法补给地下水，在城市道路上形成地表径流，导致积水、内涝、黑臭、富营养化问题严峻。就目前各大城市地下管网布局来看，虽耗费了大量建材资金和人力处理排水，但依然无法应对降雨的弹性变化，深陷“暴雨必涝”和“看海”的怪圈。仅靠传统的工程依赖性治水思路将给排水分开治理，也只是扬汤止沸，不能从源头解决问题的办法显然如饮鸩止渴，只会带来无法估量的后遗症，让城市生态系统不堪重负。如何切实有效地推进低影响开发建设模式，平衡人与自然的和谐关系对发展“绿色经济”至关重要，这也正是建设海绵城市的必要。

1 透水的混凝土的性质和生态效益

1.1 透水混凝土的性质

透水混凝土是由水、胶结材料（水泥或沥青）、粗骨料、减水剂、矿物质掺和料、专用添加剂等原材料拌合而成，用体积法和填充理论思路进行配合比设计得到骨架—孔隙的多孔堆聚结构，详细计算思路可参考ACI522R-10标准。目前，按照 GB/T 50081 —2002标准进行抗压强度测试，实验表明其强度可达到25MPa 以上。其中确定最佳水胶比是如何在透水系数和抗压强度之间找到一个平衡点的关键，也是决定透水混凝土性能（强度、耐久性、其他物理性质）优劣的重要环节。

1.2 透水混凝土的生态效益

透水混凝土是一种环境友好型材料，用它替代传统城市建设中的非透水地面能带来以下优点：（1）强大的原地透水功能，一举三得。不仅能及时排走路面积水，补给局部范围内的地下水资源，稳定地下水压力，从而达到防止地面沉降的目的。还能避免轮胎侧滑、雨水泼溅，减少安全隐患。同时兼具缓解城市地下管网的泄水压力。对改善临街商铺、住宅的生活环境不可或缺。（2）透水混凝土也可在颜色上做足文章。结合建筑美学，可将无机耐候颜料按要求兑水后与混凝土充分搅拌，制成颜色各异的彩色透水混凝土，与周围景观相得益彰，使其具有设计感、适用性和观赏功能，是个功能复合体。（3）相比于传统不透水路面，在雨后天晴或夜晚时易发生反光、眩光、海市蜃楼的现象。其独特的蜂窝状结构和大量的开放式孔隙不易发生漫反射，使行人、司机的通行安全和舒适度更有保障。同时兼具吸声降噪、吸附尘埃、吸湿调温作用，能有效传递热量，缓解城市“热岛效应”。

2 建设“海绵城市”的意义

海绵城市是一种城市雨水管理的理念，它的实质类似欧美一些国家的水敏感性城市设计（WSUD）、绿色雨水基础设施（WG|）等理念，都是将雨洪管理理念与水资源可持续利用、生态环境、土地利用、城市建设及管理机制等紧密联系起来的一种顶层的城市建设和雨水管理模式。2013年中国官方首次提出海面城市建设规划（采用渗、滞、蓄等措施将70%的城市降雨就地消纳和利用），2014年住建部引发了《海绵城市建设技术指南》。2015年我国开始海绵城市的试点工作。

我国的雾霾导致雨水中包裹着大量尘粒、盐粒、烟粒，使雨水的纯净度降低，不能直接被二次利用到植被灌溉、补给地下水和居民生活用水，需通过净化去污才能循环使用。而在传统城市建设中宽马路大广场，大量地表过度硬化，用工程措施排除雨水破坏了城市生态系统原有的功能，导致逢雨必涝。而海绵城市则是将透水混凝土“快吸缓释”的性能运用到雨水归类、分流、净化、蓄存上，使城市像海绵一样对雨水进行渗透吸纳，积蓄净化，在需要时将续存的水排放并源化利用，可以缓解城市内涝、削减河道污染、节约水资源、改善城市的生态环境。

海绵城市这种生态利用雨水的管理理念是传统排水系统的优化和加强，在城市生态问题日渐突出的当下，建设海绵城市迫在眉睫。

3 透水混凝土在海绵城市中应用的重要性及其问题

在海绵城市建设中，透水混凝土能发挥对雨水吸纳、蓄渗和缓释作用，有效缓解城市内涝和热岛效应，达到削减城市径流污染负荷和节约水资源的作用。作为一种全新的概念和技术，国内外有关专家学者们进行孜孜不倦的研究和探索。它的出现改变了城市雨水径流的循环模式，极大地增强了新城镇化建设的可控性与协调性，给城市雨洪管理、污水防治工作带来新思路，是建筑节能环保时代下，建筑创新领域必然的发展方向。但是在应用过程中，也存在着以下的问题：（1）由于其结构设计的需要，透水混凝土底层压实度较低，具有多孔轻质的特点，是一种半脆性材料。虽然内部连通的大孔隙使透水混凝土铺筑的路面具有很强的速排水、高渗透能力。但是目前在透水混凝土中常见的孔隙率大于18%，甚至可以超过20%，从而导致的问题是其耐腐蚀度、抗弯曲变形能力、抗车辙性能难以保证。还有若大量推广应用到城市乡道路上，由于道路车辆来往较多、周边环境复杂，灰尘、砂石、污垢、油渍等杂质极易嵌入孔隙中，堵塞孔隙。（2）相较欧美等国家，它们有成熟而完善的法规制度和对透水混凝土研制的专项补助基金。但是由于我国起步晚，软件设备、模拟实验室等客观因素制约了行业发展，缺少适合我国国情、可供分析研究的一手资料，所以表现逊色。（3）我国幅员广阔、各地其降雨分布层次不齐、水文地质条件差别较大，已建的灰色基础设施配置不合理给全面建设海绵城市带来考验。

4 结语

水资源短缺、城市内涝、水质恶化、热岛效应等诟病，已成为新型城市建设细胞中癌变的一部分，哪怕有阵痛，也必须摘除。这是一个相当漫长的过程，需要花费更多的时间、精力和资金，一蹴而就的想法是不现实的。对于透水混凝土的应用推广工作，我国目前还在试点阶段。任何新型事物都需要实践者和领跑者，基于“十三五”规划期间，我国将生态文明建设作为经济社会发展的要义，如何解决城市生态问题，是摆在我国专家学者和科技工作者面前的第一要务。而透水混凝土的良好性能成为实现海绵城市理念的决定性因素，因此在海绵城市建设中具有极广阔的研究空间。

参考文献

[1] 王思思.张丹明.澳大利亚水敏感城市设计及启示[J].中国给水排水，2010（20）.

[2] 车伍，张伟，王建龙，李俊奇.低影响开发与绿色雨水基础设施——解决城市严重雨洪问题措施[J].建设科技，2010（21）.

[3] 车伍，闫攀，赵杨，Frank Tian.国际现代雨洪管理体系的发展及剖析[J].中国给水排水，2014，30（18）.

基金项目：文章为嘉兴学院重点SRT项目，项目编号：851715047。