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【摘要】文章介绍了透水砖的起源、发展，城市路面铺设透水砖的作用以及推广的必要性。探讨了透水砖在推广过程中的主要问题及解决方案。
【关键词】透水砖；雨水；环境；城市化
透水砖起源于荷兰。荷兰在围海造城的工程中,发现地面会因为长期接触不到水而造成持续不断的沉降。为了使地面不再下沉,荷兰人制造了一种小型路面砖铺设在街道路面上,并使砖与砖之间预留了2毫米的缝隙.这样雨水会从砖之间的缝隙中渗入地下.这就是很有名的荷兰砖。经过大量的工程实践和技术人员的不断改进，形成了今天的透水砖。透水砖，顾名思义，是一种可以渗透水的地砖，其原理是水在重力作用下沿砖内开放性毛细孔道向下渗透。由于透水砖孔隙率大，遇到大雨时可以使雨水顺行而下，所以对减少路面径流，有效恢复地表水循环系统有不可替代的作用。同时，也为工业废料的资源化利用提供了一条有效途径。
按照土力学定义，土是气、液、固三相混合物，缺少任何一项，其结构是不稳定的。降雨是土中水的重要来源，而且陆地上的淡水大都来自降雨。城市中铺设透水砖有三个作用，第一，可以防止路面积水并涵养地下水。水资源是一种特殊资源，关系到国计民生、生态保护和生态建设，关系到人民生活水平的提高，在国民经济中具有不可替代的特殊地位。我国是严重缺水国家，水资源供需矛盾十分突出。雨水是重要的水资源，而透水砖能迅速吸纳表面积水。砖体被浸湿后，水在砖之间的空隙流动，在城市里铺设透水砖路面，就能在强降雨时，减小市政排水容量，防止路面积水。另一方面，雨水通过透水砖入渗土壤，加大土壤贮水量，使水资源自然循环，改善地面沉降。第二，可以减轻城市热岛效应。相比硬化路面，，透水砖可吸收热量，调节地表局部空间的温湿度，相当于改变了下垫面的热力属性，吸热慢而热容量大，在相同的太阳辐射条件下，升温较慢，因而其表面温度明显低于硬化路面。由于保水性好，水分蒸发散耗的热量大，对缓解城市热岛效应有较大作用。第三，透水砖深入地下的水，蒸发出的水分，可以增大湿度，改善气候，减少可吸入粉尘和颗粒物。
城市建设要在满足其功能的前提下，尽量减少用硬化材料铺装，增大路面的透水和透气性，以保护地面通透雨水的功能，使雨水能够及时渗入地下土壤，削减暴雨洪峰,减少水土流失，涵养当地水源，改善区域的生态环境，这既能避免城市在雨季时出现大面积积水现象，又可帮助城市利用雨水来补充地下水资源。但对如此繁杂的区域进行透水地面改造是一项巨大的工程，其难点是针对不同区域铺设不同砖体，既要起到透水作用，还要耐用和美观。我国在城市建设中，高度重视对各类地面的非硬化铺设，积极推广透水砖路面铺设，如：小区道路、步行道、停车场、广场和其它类型的地面，并取得了巨大经济和社会效益，但是，透水砖在推广过程中的问题也应引起我们的高度重视。
第一是产品质量和价格问题。从科研角度看，我国透水砖研究主要集中在实验室内，按JC/T945-2005透水砖行业标准，采用无气蒸馏水测定其透水系数，但是对雨水、不同浓度的泥浆水等溶液渗透性能的研究不够。从生产角度看，我国市场上见到的透水砖从材质和生产工艺上可分为两大类。一类是以建筑垃圾、固体工业废料和生活垃圾为主要原料，通过粉碎、成形、高温烧制而成，叫做陶瓷透水砖。另一类是以无机非金属材料为主要原料，利用有机或无机粘结剂通过成形、固化而成的，我们称其为非陶瓷透水砖。目前，我国生产透水砖的企业有1000多家，受资金、生产工艺、材料等各方面限制，产品质量参差不齐，透水系数千差万别，透水砖行业普遍存在生产、使用无序，监管缺位等问题，迫切需要国家制定相关产品的国家质量标准，优化生产企业，加大生产规模，降低成本及产品价格，同时加大对透水砖的科研投入,特别是对透水功能及新材料的研究。
第二是铺装工艺和雨水收集系统的配套问题。铺装工艺是指在透水砖的铺装过程中，垫层、找平层的施工方式。透水砖的垫层可以是砂砾料、级配砾石、无砂混凝土等，找平层可采用粗、中砂等。铺装工艺决定了铺装层的渗透系数和铺装层容水量，从而直接影响降雨径流关系。如果铺装工艺从面层到垫层的渗透系数和孔隙率依次增大时,透水路面吸纳雨水的能力也增大, 反之则减小。路面透水性能好，光靠透水砖是不够的，同时要有专门配套的雨水收集系统，设施同样很重要。但是，我国的透水砖路面施工中，90%以上没有雨水收集系统，而且，为了降低费用，用灰土做垫层、减薄垫层甚至垫层缺失的现象大量存在，施工达不到设计标准等,这些都极大地影响了透水砖路面透水能力。因此, 亟待出台完善透水砖铺装系统生产施工的统一标准。同时，还应建立整套的雨水收集系统，不仅在路面，更多的是在屋顶、广场周边建立蓄水设施，如雨洪池雨洪涵道等，并与绿化浇灌、洗车服务等用水系统联系起来，使雨水真正能够循环利用。
第三是因地制宜问题。我国地大物博，不同地区的土壤、气候、地下水位差别很大。如土壤，不同类型的土壤渗透系数不同，路基土壤的渗透系数越大, 雨水穿过透水地面渗到地下越快,消纳的雨水也就越多,透水性能最好的路基土壤层是砾石夹砂层,最差的是黏土。如果施工遇到黏土层,局部小范围的可采用换土法解决，若下部黏土层范围很大,这时要考虑利用其上部垫层中的透水孔隙作为雨水的存储空间,通过加大上部垫层厚度的方法来处理或加装雨水收集系统。再如气候、地下水位，北方处在干旱地区，水资源匮乏。以北京为例，其年降水量在500毫米左右，且降水又比较集中。但南方的情况截然相反。那里水资源丰富，地下水位很高，多雨，如广州日降水量就可达到600毫米，这种条件下设置透水砖路面吸收的雨水有限，不会对雨峰产生什么影响。这非常值得正在大力发展基础设施建设的中小城市借鉴，不要盲目跟从概念炒作，最重要的就是扎扎实实做好城市的基础排水系统，提高防洪标准，透水砖的使用必须因地制宜。
第四是寿命及保护问题。透水砖的寿命体现在两个方面，一方面，由于透水性要求，使得透水砖的密度及抗压强度都比普通硬化路面地砖低，加上北方地区冬季温度较低，雨雪渗入透水砖的孔隙后会产生冻融循环，导致冻胀破坏,即强度问题。另一方面是透水性。透水砖在推广过程中使用环境条件严峻制约其透水功能的发挥，尽管我国的环境治理近年来取得了长足进步，但平时空气中的含尘量、城市中的扬尘、雨雪后的污泥浊水都可能使透水砖的透水性能受到严重影响甚至丧失透水功能。为了延长其使用寿命，必须从多方面入手，例如，针对停车碾轧便道问题，建议交管部门加装电子眼，加大检查和处罚力度，配合道路维护部门保护透水砖。同时，对透水砖进行定期养护，尤其是淤泥积聚、透水性差下凹地段。
城市化的进程不应以牺牲环境为代价，只有解决透水砖在推广过程中的问题，才能加快其推广步伐，更好地保护环境，造福子孙。
参考文献：
[1] 利用雨水涵养地下水研究《江苏环境科技》常州规划院 张怡 2007.
[2] 透水砖的生产工艺与发展前景《砖瓦》马养志，2004.7.
【关键词】透水砖；雨水；环境；城市化
透水砖起源于荷兰。荷兰在围海造城的工程中,发现地面会因为长期接触不到水而造成持续不断的沉降。为了使地面不再下沉,荷兰人制造了一种小型路面砖铺设在街道路面上,并使砖与砖之间预留了2毫米的缝隙.这样雨水会从砖之间的缝隙中渗入地下.这就是很有名的荷兰砖。经过大量的工程实践和技术人员的不断改进，形成了今天的透水砖。透水砖，顾名思义，是一种可以渗透水的地砖，其原理是水在重力作用下沿砖内开放性毛细孔道向下渗透。由于透水砖孔隙率大，遇到大雨时可以使雨水顺行而下，所以对减少路面径流，有效恢复地表水循环系统有不可替代的作用。同时，也为工业废料的资源化利用提供了一条有效途径。
按照土力学定义，土是气、液、固三相混合物，缺少任何一项，其结构是不稳定的。降雨是土中水的重要来源，而且陆地上的淡水大都来自降雨。城市中铺设透水砖有三个作用，第一，可以防止路面积水并涵养地下水。水资源是一种特殊资源，关系到国计民生、生态保护和生态建设，关系到人民生活水平的提高，在国民经济中具有不可替代的特殊地位。我国是严重缺水国家，水资源供需矛盾十分突出。雨水是重要的水资源，而透水砖能迅速吸纳表面积水。砖体被浸湿后，水在砖之间的空隙流动，在城市里铺设透水砖路面，就能在强降雨时，减小市政排水容量，防止路面积水。另一方面，雨水通过透水砖入渗土壤，加大土壤贮水量，使水资源自然循环，改善地面沉降。第二，可以减轻城市热岛效应。相比硬化路面，，透水砖可吸收热量，调节地表局部空间的温湿度，相当于改变了下垫面的热力属性，吸热慢而热容量大，在相同的太阳辐射条件下，升温较慢，因而其表面温度明显低于硬化路面。由于保水性好，水分蒸发散耗的热量大，对缓解城市热岛效应有较大作用。第三，透水砖深入地下的水，蒸发出的水分，可以增大湿度，改善气候，减少可吸入粉尘和颗粒物。
城市建设要在满足其功能的前提下，尽量减少用硬化材料铺装，增大路面的透水和透气性，以保护地面通透雨水的功能，使雨水能够及时渗入地下土壤，削减暴雨洪峰,减少水土流失，涵养当地水源，改善区域的生态环境，这既能避免城市在雨季时出现大面积积水现象，又可帮助城市利用雨水来补充地下水资源。但对如此繁杂的区域进行透水地面改造是一项巨大的工程，其难点是针对不同区域铺设不同砖体，既要起到透水作用，还要耐用和美观。我国在城市建设中，高度重视对各类地面的非硬化铺设，积极推广透水砖路面铺设，如：小区道路、步行道、停车场、广场和其它类型的地面，并取得了巨大经济和社会效益，但是，透水砖在推广过程中的问题也应引起我们的高度重视。
第一是产品质量和价格问题。从科研角度看，我国透水砖研究主要集中在实验室内，按JC/T945-2005透水砖行业标准，采用无气蒸馏水测定其透水系数，但是对雨水、不同浓度的泥浆水等溶液渗透性能的研究不够。从生产角度看，我国市场上见到的透水砖从材质和生产工艺上可分为两大类。一类是以建筑垃圾、固体工业废料和生活垃圾为主要原料，通过粉碎、成形、高温烧制而成，叫做陶瓷透水砖。另一类是以无机非金属材料为主要原料，利用有机或无机粘结剂通过成形、固化而成的，我们称其为非陶瓷透水砖。目前，我国生产透水砖的企业有1000多家，受资金、生产工艺、材料等各方面限制，产品质量参差不齐，透水系数千差万别，透水砖行业普遍存在生产、使用无序，监管缺位等问题，迫切需要国家制定相关产品的国家质量标准，优化生产企业，加大生产规模，降低成本及产品价格，同时加大对透水砖的科研投入,特别是对透水功能及新材料的研究。
第二是铺装工艺和雨水收集系统的配套问题。铺装工艺是指在透水砖的铺装过程中，垫层、找平层的施工方式。透水砖的垫层可以是砂砾料、级配砾石、无砂混凝土等，找平层可采用粗、中砂等。铺装工艺决定了铺装层的渗透系数和铺装层容水量，从而直接影响降雨径流关系。如果铺装工艺从面层到垫层的渗透系数和孔隙率依次增大时,透水路面吸纳雨水的能力也增大, 反之则减小。路面透水性能好，光靠透水砖是不够的，同时要有专门配套的雨水收集系统，设施同样很重要。但是，我国的透水砖路面施工中，90%以上没有雨水收集系统，而且，为了降低费用，用灰土做垫层、减薄垫层甚至垫层缺失的现象大量存在，施工达不到设计标准等,这些都极大地影响了透水砖路面透水能力。因此, 亟待出台完善透水砖铺装系统生产施工的统一标准。同时，还应建立整套的雨水收集系统，不仅在路面，更多的是在屋顶、广场周边建立蓄水设施，如雨洪池雨洪涵道等，并与绿化浇灌、洗车服务等用水系统联系起来，使雨水真正能够循环利用。
第三是因地制宜问题。我国地大物博，不同地区的土壤、气候、地下水位差别很大。如土壤，不同类型的土壤渗透系数不同，路基土壤的渗透系数越大, 雨水穿过透水地面渗到地下越快,消纳的雨水也就越多,透水性能最好的路基土壤层是砾石夹砂层,最差的是黏土。如果施工遇到黏土层,局部小范围的可采用换土法解决，若下部黏土层范围很大,这时要考虑利用其上部垫层中的透水孔隙作为雨水的存储空间,通过加大上部垫层厚度的方法来处理或加装雨水收集系统。再如气候、地下水位，北方处在干旱地区，水资源匮乏。以北京为例，其年降水量在500毫米左右，且降水又比较集中。但南方的情况截然相反。那里水资源丰富，地下水位很高，多雨，如广州日降水量就可达到600毫米，这种条件下设置透水砖路面吸收的雨水有限，不会对雨峰产生什么影响。这非常值得正在大力发展基础设施建设的中小城市借鉴，不要盲目跟从概念炒作，最重要的就是扎扎实实做好城市的基础排水系统，提高防洪标准，透水砖的使用必须因地制宜。
第四是寿命及保护问题。透水砖的寿命体现在两个方面，一方面，由于透水性要求，使得透水砖的密度及抗压强度都比普通硬化路面地砖低，加上北方地区冬季温度较低，雨雪渗入透水砖的孔隙后会产生冻融循环，导致冻胀破坏,即强度问题。另一方面是透水性。透水砖在推广过程中使用环境条件严峻制约其透水功能的发挥，尽管我国的环境治理近年来取得了长足进步，但平时空气中的含尘量、城市中的扬尘、雨雪后的污泥浊水都可能使透水砖的透水性能受到严重影响甚至丧失透水功能。为了延长其使用寿命，必须从多方面入手，例如，针对停车碾轧便道问题，建议交管部门加装电子眼，加大检查和处罚力度，配合道路维护部门保护透水砖。同时，对透水砖进行定期养护，尤其是淤泥积聚、透水性差下凹地段。
城市化的进程不应以牺牲环境为代价，只有解决透水砖在推广过程中的问题，才能加快其推广步伐，更好地保护环境，造福子孙。
参考文献：
[1] 利用雨水涵养地下水研究《江苏环境科技》常州规划院 张怡 2007.
[2] 透水砖的生产工艺与发展前景《砖瓦》马养志，2004.7.