一种城市海绵砖及其施工工艺的制作方法

本发明属于建筑材料类，涉及海绵砖技术领域，尤其涉及一种城市海绵砖及其施工工艺。

背景技术：

随着现代社会的快速发展，人们生活水平的提高，对道路的要求也越来越高。现如今道路建设中使用传统混凝土结构密实，但无法吸收噪音，车辆行驶过程中噪音太大，特别下雨天，这种噪音更为明显，且阻碍了雨水的渗透，造成路面积水，妨碍交通运行，严重影响了居民的生活和工作。而海绵砖(透水砖)则是为解决城市地表硬化，营造高质量的自然生活环境，维护城市生态平衡而诞生的环保建材新产品。同时，海绵砖在地表水分蒸发的时候可以释放出水气，增加空气的湿度，为城市植物的生产提供了更好的生产环境。其具有防滑、高强度、降噪、吸音、抗寒、耐风化和颜色丰富等优点。

现有技术中的海绵砖的排水效果和路面铺设效果并不理想，海绵砖的形状结构多为长方体规整结构，结构单一，透水系数也不理想，在降水量比较多的城市或者遇连续下雨或暴雨的天气时，雨水无法快速渗透，路面上的积水不能及时排走，给行人带来不便或者引发城市内涝等灾害。此外，现有的海绵砖施工完成后，容易发生松动和位移，影响路面的整齐度和结实度，使用一定时间后，容易出现堵塞不渗水或断裂等缺陷。

鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提供一种强度高、具有良好的透水性和透气性的城市海绵砖。

本发明的第二目的在于提供一种具有良好的透水性和透气性，可使雨水迅速深入地下，并且养护方便的城市海绵砖的施工工艺。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

根据本发明的一个方面，本发明提供一种城市海绵砖，包括底层和一体成型于底层上表面的面料层；

所述底层的下表面交错的设置有多条流水通道，且交错的节点处设置有蓄水槽；所述底层的相对的侧面上分别设有相匹配的凸起与凹槽，且所述凹槽在所述凸起所在的侧面上的投影与所述凸起所在位置重合；

所述面料层包括上层和下层，所述上层的四周边缘设置有倾斜向下的导流斜边。

作为进一步优选技术方案，所述蓄水槽为圆形、椭圆形、矩形或菱形。

作为进一步优选技术方案，在所述底层侧面的长度方向和/或宽度方向上设置有所述凸起与凹槽，且所述凸起与凹槽的形状相同，数量一致。

作为进一步优选技术方案，所述下层与所述底层的长度和宽度均相同，所述下层的上表面与所述导流斜边的底部之间形成一环形的水流通道。

作为进一步优选技术方案，所述底层和面料层均由水泥混凝土制备而成，且面料层中包含颜料，面料层的孔隙小于底层的孔隙。

作为进一步优选技术方案，所述底层的平均孔隙直径为面料层的平均孔隙直径的2－6倍。

作为进一步优选技术方案，所述底层与面料层的厚度比为4－9：1；所述下层与上层的厚度比为1－2：1。

作为进一步优选技术方案，所述凸起为弧形、方形或三角形。

作为进一步优选技术方案，所述凸起为一个或多个。

作为进一步优选技术方案，所述导流斜边的倾斜角度为45°。

作为进一步优选技术方案，按重量份数计，所述底层的水泥混凝土包括80－120份的水泥、550－750份的骨料和1－10份的抗裂纤维，所述面料层的水泥混凝土包括10－20份的水泥，70－110份的骨料，1－8份的白水泥和1－4份的颜料。

作为进一步优选技术方案，所述颜料为氧化铁系列或群青系列。

进一步地，所述颜料为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁橙、氧化铁棕、氧化铁黑、群青或群青蓝中的一种。

作为进一步优选技术方案，所述抗裂纤维由废纸打浆而成，或者由废纸浆和废塑料纤维的混合物打浆而成。

作为进一步优选技术方案，所述骨料为细砂、碎石、石粉、煤灰粉、钢渣或建渣。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种城市海绵砖的施工工艺，包括如下步骤：

垫层的铺设，在地基夯实后，将砂子铺设在地基上，形成垫层；

基层的铺设，垫层铺设完成后，在垫层上铺设一层块状碎石；

找平层的铺设，块状碎石铺设完成后，在块砖碎石上铺设一层砂子，并整理平整；

面层的铺设，找平层铺设完成之后，从路面的一侧或一端开始在找平层上铺设城市海绵砖，将带有凸起的侧边放置在前面，带有凹槽的侧边位于后面，然后将另一块城市海绵砖带有凹槽的一侧与前一块城市海绵砖前面的凸起相对接，如此延续铺设直至完成整个路面的面层的铺设。

作为进一步优选技术方案，面层的铺设过程中，相邻的城市海绵砖之间有一定宽度的缝隙，并通过凹凸结构连接成整体，该缝隙能够使雨水流过并渗入至地基。

作为进一步优选技术方案，垫层的铺设中，所述砂子为中砂，所述中砂的粒径为5－20mm，垫层的厚度为50mm－80mm；

基层的铺设中，所述块砖碎石为陶粒、砂石、砾石、鹅卵石、河卵石或建筑废料，所述块状碎石的粒径为5－60mm，基层的厚度为150－250mm，压实系数为93％以上；

找平层的铺设中，所述砂子为细砂，所述细砂的粒径为0.3－5mm，找平层的厚度为20－40mm。

作为进一步优选技术方案，在垫层的铺设前，还包括施工准备的步骤，根据设计图纸的要求，进行清理土方、杂物和路床开挖，并达到设计标高，标定高程，检查纵坡、横坡及边线，是否符合设计要求。

作为进一步优选技术方案，施工准备完成后，进行地基的夯实，修整路基，采用人工或机械按标高填挖土方，且填土方应符合路基土填土基本要求，场地经找平根据土质预留虚高后用平碾或夯实至密实度要求。

进一步地，地基的夯实过程中，压实系数为95％以上；如有地下管线设施同时施工，做好沟槽换填处理，当管线埋设覆土深度小于50cm厚时，为保障地下设施不受损坏可采用反开槽施工，先修筑基层后开工。

作为进一步优选技术方案，面层铺设完成后，还包括清理现场和养护的步骤，所述养护时间不少于7天。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的城市海绵砖，通过在底层的下表面设置流水通道和蓄水槽，在面料层的上层设置倾斜向下的导流斜边，不仅具有良好的透水性能，增加了渗水系数，而且外形美观，具有蓄水作用，具有高透水率、高蓄水率和高抗压强度的优点；即在确保砖体的力学性能、透水性和蓄水性的同时，还有利于砖体表面的孔隙进行后期清洗与修复，从而使得城市海绵砖长久保持良好的透水性和透气性。同时在底层的侧面设置有凸起和凹槽，利于渗水的同时，方便砖体之间的连接，加固稳定。

2、本发明提供的城市海绵砖的施工工艺，在城市海绵砖底层的侧面上设有相匹配的凸起与凹槽，相邻的城市海绵砖通过凸起与凹槽进行嵌合，增加了各城市海绵砖之间的契合度，连接可靠，进而避免城市海绵砖发生松动和位移，保证路面的整齐度和美观度；同时施工简便，效率高，铺设效果好。

3、本发明的城市海绵砖透水性和透气性好，强度高，连接可靠，能明显减轻地面径流，有效排除路面积水，方便交通出行，并可预防城市内涝，改善小区环境，吸声降噪，美化环境，同时施工简便，成本低，养护方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的城市海绵砖主视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的城市海绵砖的底层下表面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的城市海绵砖的剖面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的相邻的城市海绵砖连接后的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的城市海绵砖的施工剖面结构示意图。

图标：100－底层；101－流水通道；102－蓄水槽；103－凸起；104－凹槽；200－面料层；201－上层；202－下层；300－导流斜边；400－垫层；500－基层；600－找平层；700－面层。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面将结合实施例和附图对本发明做进一步详细的说明。

实施例1

图1为本发明实施例提供的城市海绵砖主视结构示意图，图2为本发明实施例提供的城市海绵砖的底层下表面结构示意图，图3为本发明实施例提供的城市海绵砖的剖面结构示意图，如图1－图3所示，本实施例提供一种城市海绵砖，包括底层100和一体成型于底层100上表面的面料层200；底层100的下表面交错的设置有多条流水通道101，且交错的节点处设置有蓄水槽102；底层100的相对的侧面上分别设有相匹配的凸起103与凹槽104，且凹槽104在凸起103所在的侧面上的投影与凸起103所在位置重合；面料层200包括上层201和下层202，上层201的四周边缘设置有倾斜向下的导流斜边300。

本实施例提供的城市海绵砖在底层100的下表面设置多条流水通道101，且流水通道101交错的设置，在交错的节点处设置有蓄水槽102，同时在底层100的侧面上设置有凸起103以及与凸起103相匹配的凹槽104，在面料层200的上层201上设置导流斜边300，改变了以往城市海绵砖结构单一的缺点，通过该结构的设置有效提高城市海绵砖的透水性和蓄水性，同时，还有利于对城市海绵砖孔隙的后期清洗与修复。同时，底层100侧面上凹槽104和凸起103的设置，可以进一步提高渗水效果，并提高施工效率，使得连接更为可靠，确保砖体表面具有良好的平整度，牢固可靠。

本实施例的可选方案中，底层100和面料层200均由水泥混凝土制备而成，且面料层200中包含颜料，面料层200的孔隙小于底层100的孔隙。

进一步地，按重量份数计，底层100的水泥混凝土包括80－120份的水泥、550－750份的骨料和1－10份的抗裂纤维，面料层200的水泥混凝土包括10－20份的水泥，70－110份的骨料，1－8份的白水泥和1－4份的颜料。

本实施例的可选方案中，抗裂纤维由废纸打浆而成，或者由废纸浆和废塑料纤维的混合物打浆而成。

本实施例的可选方案中，骨料为细砂、碎石、石粉、煤灰粉、钢渣或建渣。

本实施例的可选方案中，颜料为氧化铁系列或群青系列。

进一步地，颜料为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁橙、氧化铁棕、氧化铁黑、群青或群青蓝中的一种。

本实施例的底层100和面料层200均由现有的水泥混凝土一体成型的制备而成，且其骨料多为建筑或发电厂等的废弃物，制得的城市海绵砖可实现废物利用，降低成本，同时减少污染的效果。同时抗裂纤维也采用废弃物制成，进一步实现废物利用，节能环保。面料层200中填加一定量的氧化铁系列或群青系列的颜料，使得城市海绵砖颜色更为丰富，视觉效果好，增加一定的可观性。

本实施例的可选方案中，蓄水槽102为圆形、椭圆形、矩形或菱形。

本实施例的蓄水槽102可以起到蓄水的作用，在干燥时可用于调节空气湿度，将存贮的水释放出来；蓄水槽102的形状并不限于以上一种形状，还可以有其他的多边形形状。

本实施例的可选方案中，在底层100侧面的长度方向和/或宽度方向上设置有凸起103与凹槽104，且凸起103与凹槽104的形状相同，数量一致。

本实施例的可选方案中，凸起103为弧形、方形或三角形。

本实施例的可选方案中，凸起103为一个或多个。

本实施例的凸起103和凹槽104相对应的设置在底层100的两侧边上，并且可以只在底层100的长度方向上设置，或者只在底层100的宽度方向上设置，或者在长度方向和宽度方向上均设置；凸起103和凹槽104的数量和形状可以根据实际情况进行调整，并不限于以上几种形状，数量一般为1个、2个、3个或4个。

本实施例的可选方案中，下层202与底层100的长度和宽度均相同，下层202的上表面与导流斜边300的底部之间形成一环形的水流通道。优选地，导流斜边300的倾斜角度为45°。

本实施例导流斜边300与下层202形成的水流通道，能够扩大渗水面积，增加渗水次数，明显减轻地面径流，而且外观美观。

本实施例的可选方案中，底层100的平均孔隙直径为面料层200的平均孔隙直径的2－6倍；有利于砖体的透水性和蓄水性。

进一步地，底层100与面料层200的厚度比为4－9：1；下层202与上层201的厚度比为1－2：1。例如，城市海绵砖的尺寸为200×100×60mm，其中底层100的厚度为50mm，下层202的厚度为5mm，上层201的厚度为5mm，水流通道的宽度为3mm。

本实施例提供的城市海绵砖具有良好的抗压强度、透水性和蓄水性，当暴雨来临时，可通过本发明的城市海绵砖起到快速渗水作用，并且在快速疏导雨水的同时，起到蓄水作用，雨过天晴后或干旱缺水时，城市海绵砖的蓄水能力可以逐渐挥发，加以利用，缓解空气干燥的压力，不易起尘，减少雾霾现象。

实施例2

本实施例提供一种城市海绵砖的施工工艺，包括如下步骤：

(1)施工准备，根据设计图纸的要求，进行清理土方、杂物和路床开挖，并达到设计标高，标定高程，检查纵坡、横坡及边线，是否符合设计要求。

(2)地基的夯实，修整路基，采用人工或机械按标高填挖土方，且填土方应符合路基土填土基本要求，场地经找平根据土质预留虚高后用平碾或夯实至密实度要求。

进一步地，地基的夯实过程中，压实系数为95％以上；如有地下管线设施同时施工，做好沟槽换填处理，当管线埋设覆土深度小于50cm厚时，为保障地下设施不受损坏可采用反开槽施工，先修筑基层500后开工。

(3)垫层400的铺设，在地基夯实后，将砂子铺设在地基上，形成垫层400。

(4)基层500的铺设，垫层400铺设完成后，在垫层400上铺设一层块状碎石。

(5)找平层600的铺设，块状碎石铺设完成后，在块砖碎石上铺设一层砂子，并整理平整。

(6)面层700的铺设，找平层600铺设完成之后，从路面的一侧或一端开始在找平层600上铺设城市海绵砖，将带有凸起103的侧边放置在前面，带有凹槽104的侧边位于后面，然后将另一块城市海绵砖带有凹槽104的一侧与前一块城市海绵砖前面的凸起103相对接，如此延续铺设直至完成整个路面的面层700的铺设。

(7)清理现场和养护，养护时间不少于7天，且在此期间应严禁行人、车辆等的走动和碰撞。

进一步地，图4为本发明实施例提供的相邻的城市海绵砖连接后的结构示意图，如图4所示，面层700的铺设过程中，相邻的城市海绵砖之间有一定宽度的缝隙，并通过凹凸结构连接成整体，该缝隙能够使雨水流过并渗入至地基。

图5为本发明实施例提供的城市海绵砖的施工剖面结构示意图，如图5所示，垫层400的铺设中，砂子为中砂，中砂的粒径为5－20mm，垫层400的厚度为50mm－80mm；

基层500的铺设中，块砖碎石为陶粒、砂石、砾石、鹅卵石、河卵石或建筑废料，块状碎石的粒径为5－60mm，基层500的厚度为150－250mm，压实系数为93％以上；

找平层600的铺设中，砂子为细砂，细砂的粒径为0.3－5mm，找平层600的厚度为20－40mm。

其中，找平层600中的细砂为风积砂。对于找平层600的铺设，根据施工场地用途的不同，确定相应的找平层600厚度，一般来讲，人行道的找平层600厚度为20－25mm，停车场的找平层600的厚度25－35mm，车行道的找平层600的厚度为35－40mm。

面层700的厚度，即城市海绵砖的厚度为60mm。

本实施例面层700中的城市海绵砖采用凹凸镶嵌的连接方式，使路面形成一整体，且相邻的城市海绵砖之间有一定宽度的缝隙，下雨时雨水可顺着该缝隙流向地基，进而伸入地下，不会出现单块砖体突出或凹陷的现象，施工效率高，并可节约材料和节省工时。同时，本实施例采用找平层600细砂，基层500块状碎石的铺设方式，细砂的透水性和稳定性好，有效提高积水的渗透速度；同时为进一步降低块状碎石与地基之间的接触面的空隙较大，导致块状碎石与地基之间接触的部位处地基承受的压强较大，因而容易造成经常行走部位区域沉陷程度较大，在基层500与地基之间铺设一层中砂；进而有效降低沉陷的效果，增大路面的负重量和使用寿命，并提高排水效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。