石 高 科

(諸暨市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，浙江 諸暨　311800)

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透水性機(jī)動(dòng)車(chē)路面在“海綿城市”建設(shè)中的應(yīng)用

石 高 科

(諸暨市規(guī)劃設(shè)計(jì)院，浙江 諸暨311800)

介紹了透水性機(jī)動(dòng)車(chē)路面鋪設(shè)系統(tǒng)的概念及類(lèi)型，闡述了透水性鋪設(shè)材料系統(tǒng)在實(shí)際工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀，指出透水性機(jī)動(dòng)車(chē)路面鋪設(shè)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)城市熱濕氣候環(huán)境方面具有極大的改良性和優(yōu)越性。

透水性路面，鋪設(shè)材料，瀝青混合料，海綿城市

0　引言

海綿城市的提出對(duì)于生態(tài)良性循環(huán)有很大的指導(dǎo)意義，其中大城市道路用地面積占城市建設(shè)用地面積的15%～20%，而機(jī)動(dòng)車(chē)道面積又占道路用地面積的很大一部分。另外機(jī)動(dòng)車(chē)道路面又常用作大排水系統(tǒng)，因此機(jī)動(dòng)車(chē)道路面是否有良好的透水性顯得格外重要。現(xiàn)在很多城市對(duì)大面積硬質(zhì)鋪裝的選擇仍是沒(méi)有新意沒(méi)有創(chuàng)新，瀝青、混凝土、花崗巖鋪設(shè)路面，這種做法正在導(dǎo)致著生態(tài)環(huán)境惡化的不斷加快；而透水性機(jī)動(dòng)車(chē)路面是能夠改變現(xiàn)狀的比較理想的選擇，與傳統(tǒng)的密實(shí)性城市人工路面鋪設(shè)相比，透水性機(jī)動(dòng)車(chē)路面鋪設(shè)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)城市熱濕氣候環(huán)境方面具有極大的改良性和優(yōu)越性，透水性機(jī)動(dòng)車(chē)路面的種類(lèi)多種多樣，只有能夠清楚了解各種透水性鋪設(shè)的做法，才能夠正確地將其運(yùn)用于城市機(jī)動(dòng)車(chē)路面鋪設(shè)設(shè)計(jì)中，使城市路面設(shè)計(jì)在各個(gè)方面體現(xiàn)人與環(huán)境的和諧共發(fā)展。

1　透水性機(jī)動(dòng)車(chē)路面鋪設(shè)系統(tǒng)的概念及作用

透水性機(jī)動(dòng)車(chē)路面鋪設(shè)系統(tǒng)是指將透水性?xún)?yōu)良，空隙率高的鋪設(shè)材料應(yīng)用于面層、基層、墊層甚至土壤基層，并且在保證必要的路用強(qiáng)度、耐磨性和長(zhǎng)久性的前提下，使路面上的水能夠及時(shí)順利進(jìn)入鋪設(shè)路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，或者通過(guò)具有臨時(shí)貯水能力的基層，直接下滲入土壤基層，或者進(jìn)入鋪面內(nèi)部排水管然后排除，使雨水及時(shí)順利進(jìn)入地下和消除地表徑流避免形成地表積水等目的的機(jī)動(dòng)車(chē)路面鋪設(shè)形式[2]。

透水性機(jī)動(dòng)車(chē)路面鋪設(shè)系統(tǒng)代替不透水鋪設(shè)形式可以有效緩解城市不透水的硬化路面對(duì)于城市地下水資源的負(fù)面影響。透水性機(jī)動(dòng)車(chē)路面鋪設(shè)系統(tǒng)的多孔結(jié)構(gòu)形式能使在其上行駛著的車(chē)輛的輪胎噪聲、機(jī)械噪聲降低,對(duì)整個(gè)交通的聲環(huán)境是有利的。透水性機(jī)動(dòng)車(chē)路面鋪設(shè)系統(tǒng)下墊層的土壤中富含的毛細(xì)水在太陽(yáng)輻射作用下的蒸騰作用，緩解了“熱島效應(yīng)”。透水性機(jī)動(dòng)車(chē)路面鋪設(shè)系統(tǒng)兼有城市防洪防澇的作用，也有改善城市光環(huán)境方面的作用[3]。

2　透水性路面鋪設(shè)系統(tǒng)的分類(lèi)、做法及優(yōu)點(diǎn)

透水性路面鋪設(shè)系統(tǒng)作為一種比較先進(jìn)的鋪設(shè)類(lèi)型，從鋪設(shè)的最上面至土壤基層的各個(gè)結(jié)構(gòu)層都要具有良好的透水性，并且還得保證它具有優(yōu)良的承載能力以及穩(wěn)定性，這就對(duì)透水路面鋪設(shè)系統(tǒng)從組合結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)材料量方面提出了較高的要求。結(jié)構(gòu)方案是否合理、是否實(shí)際可行，由透水性鋪設(shè)材料的組成設(shè)計(jì)和使用性能的好壞所決定，因此，選擇恰當(dāng)?shù)耐杆凿佋O(shè)材料用于透水性鋪設(shè)路面十分重要。

1)“呼吸式”陶瓷是用特有的制作程序把粘土加工為圓形顆粒狀,然后1 000 ℃～1 300 ℃的高溫?zé)?圓形顆粒直徑為0.5 mm～3 mm。用合成樹(shù)脂粘合劑按照規(guī)定的配方拌入這種圓形顆粒物中進(jìn)行鋪設(shè)路面。該做法的特點(diǎn)是透水性好。可應(yīng)用于要求透水性?xún)?yōu)良的人行道、建筑周邊道路、停車(chē)場(chǎng)地、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地、公園等的地面鋪設(shè)[1]。

2)透水聯(lián)鎖塊是如今在我國(guó)各個(gè)城市的人行道地面、廣場(chǎng)鋪設(shè)、停車(chē)場(chǎng)地等應(yīng)用最為廣泛的面層材料，其中包括透水磚、植草磚。雖然該鋪設(shè)類(lèi)型平整性差、整體性不好、接縫比較多、對(duì)車(chē)輛的順暢行駛有阻礙影響，但是它成本低廉、施工簡(jiǎn)單、透水性持久性?xún)?yōu)良，所以應(yīng)用前景良好[2]。

3)透水性瀝青混合料主要用在高等級(jí)公路，以及為了改善路面水損壞問(wèn)題在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置瀝青穩(wěn)定碎石排水基層。透水性瀝青混合料主要是應(yīng)用于對(duì)透水鋪設(shè)面承載力要求較高的場(chǎng)所[2]。

4)透水性混凝土又稱(chēng)多孔隙混凝土，是孔隙率介于水泥穩(wěn)定性碎石與常規(guī)混凝土之間的一種混凝土。想要透水混凝土良好的滲透能力長(zhǎng)期維持，必須注意及時(shí)維護(hù)、養(yǎng)護(hù)。另外，因?yàn)橥杆炷潦莿傂哉w類(lèi)材料的一種，透水混凝土中細(xì)集料用量很少，所以它抗折強(qiáng)度大大減弱，因此有必要注意它下基層的施工設(shè)計(jì)，以防止面層在危急時(shí)刻發(fā)生斷裂，縮短路面的使用壽命[2]。

透水性混凝土瀝青路面鋪設(shè)材料與傳統(tǒng)不透水性混凝土瀝青路面鋪設(shè)材料相比有很多優(yōu)點(diǎn)：傳導(dǎo)熱快、蓄熱快、隨環(huán)境的溫度變化反應(yīng)時(shí)間較短，另外降雨結(jié)束以后，透水性混凝土瀝青路面鋪設(shè)材料可以緩慢向周?chē)嵊帜芗皶r(shí)有效地改善局部地區(qū)大氣的溫度。在相同的自然氣候條件下，透水性混凝土瀝青路面鋪設(shè)材料的水分蒸發(fā)較傳統(tǒng)不透水性混凝土瀝青路面鋪設(shè)材料顯著。透水性混凝土瀝青路面鋪設(shè)材料對(duì)改良城市局部地區(qū)熱環(huán)境、改善水循環(huán)具有很好的效果[4]。路面積水及時(shí)滲入進(jìn)地表，有效緩解了城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)的壓力，同時(shí)有效控制減弱了對(duì)自然水體污染，增強(qiáng)了地面的透氣和透水性，維持土壤的濕度，城市地表生態(tài)維持動(dòng)態(tài)平衡，吸收街區(qū)交通噪聲，營(yíng)造相對(duì)安靜怡人的街區(qū)環(huán)境，有效地保護(hù)透水性混凝土瀝青路面鋪設(shè)材料地面下的動(dòng)物、植物、微生物生存環(huán)境[5]。

5)根據(jù)城市里面道路的地形狀況增做地表溝渠、地下的盲溝和暗管，讓地面積水進(jìn)入到附近的草地或者其他有蓄水能力的地方。其中用到滲結(jié)合的方式設(shè)計(jì)盲溝和暗管[10]。

6)一種新型的透水鋪裝形式——具有導(dǎo)滲導(dǎo)排管的透水混凝土鋪裝系統(tǒng)，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分五層：土壤基層、級(jí)配砂礫碎石、多孔隙的穩(wěn)定碎石層、導(dǎo)滲導(dǎo)排管路、透水混凝土層[12]。

7)在機(jī)動(dòng)車(chē)道路面中由于其對(duì)承載力的要求較高，所以要改良面層混凝土的強(qiáng)度、加厚基層并且提高其壓實(shí)度。透水性路面分兩種排水方式：縱向排水和橫向排水；若積水只是縱向經(jīng)過(guò)路面結(jié)構(gòu)層的上面結(jié)構(gòu)，然后被下面的結(jié)構(gòu)層堵住變?yōu)闄M向排水，這種叫做排水型路面，如圖1所示；縱向排水路面叫做完全透水路面，如圖2所示；若包括以上兩種排水形式叫做半透水半排水路面[9]。

8)透水性瀝青路面鋪設(shè)是在混合料中加入纖維，通過(guò)添加抗剝落劑的方式保證要求達(dá)到的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。透水性瀝青路面屬于柔性路面，透水性水泥混凝土路面屬于剛性路面。我國(guó)南方城市溫度高并且溫差小，透水性瀝青路面不適合；而透水性水泥混凝土路面不受高溫影響，只對(duì)溫差比較敏感，并且由于透水性路面孔隙的存在，使得溫度梯度系數(shù)更低，減弱了對(duì)溫差的敏感程度。為了降低雜物進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)的幾率，上層使用較細(xì)骨料下層使用粗骨料，這樣可以同時(shí)提高上層路面的強(qiáng)度[11]。

3　透水性鋪設(shè)材料系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例

1)透水性路面鋪設(shè)材料在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用有悠久的歷史，典型的例子就是法國(guó)巴黎凡爾賽宮苑景園中遺留下來(lái)的砂礫以及巴黎戰(zhàn)神花園草地樹(shù)林中砂礫小路和草地布置的非常得體。古代我國(guó)典型例子就是蘇州園林中花街鋪地和卵石鋪地在滿(mǎn)足透水性需求的條件下視覺(jué)效果很好。又比如北京團(tuán)城，智慧的先人利用天然降水，用倒梯形的青磚和深埋滲排涵洞做法干鋪設(shè)地面并且楔形磚墁地，其各邊向內(nèi)收縮1 cm，并且磚和磚之間無(wú)灰漿，形成的斷面形狀是三角形即縱橫交叉的透水透氣通道，使得團(tuán)城地面上高出四周4 m～5 m的古樹(shù)枝繁葉茂[6]。

2)美國(guó)在20世紀(jì)60年代首先用了透水性瀝青鋪面材料。20世紀(jì)70年代末比利時(shí)將透水性瀝青混合料用在了高速公路鋪面[6]。1970年英國(guó)用無(wú)砂透水混凝土鋪設(shè)普通剛性要求的路面，效果還算滿(mǎn)意，但最終由于28 d強(qiáng)度僅有13.8 MPa，10年后因?yàn)閮鋈诙黄茐牡?。美?guó)1979年在佛羅里達(dá)州的某座教堂周?chē)褂脽o(wú)砂多孔混凝土建成兼具透水性功能的停車(chē)場(chǎng)。美國(guó)在20世紀(jì)80年代出現(xiàn)了透水性混凝土攪拌站。1991年,在美國(guó)佛羅里達(dá)州成立了透水性混凝土路面材料協(xié)會(huì)[7]。20世紀(jì)90年代之后，發(fā)達(dá)國(guó)家中的城市建設(shè)都開(kāi)始認(rèn)識(shí)到透水性材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料鋪設(shè)路面的重要性[6]。

3)20世紀(jì)70年代日本為了解決過(guò)度消耗地下水源導(dǎo)致地基

下沉等問(wèn)題，采取了雨水還原地下的對(duì)策，開(kāi)始使用透水性瀝青路面,并且20世紀(jì)80年代日本的建設(shè)省推行雨水滲透計(jì)劃。日本的透水性鋪設(shè)系統(tǒng)主要使用在公園路面、廣場(chǎng)地面、停車(chē)場(chǎng)地面、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地和城市道路面[3]。1987年,日本的研究學(xué)者申請(qǐng)透水性混凝土路面鋪設(shè)材料專(zhuān)利，采用高分子樹(shù)脂和微細(xì)骨料包裹單粒級(jí)粗骨料制造透水性混凝土[7]。僅東京在1996年就鋪設(shè)透水性地面495 000 m2[3]。自1997年開(kāi)始，日本所有的高速公路不管是新建的還是維修的路面都用透水性材料[6]。

4)邢臺(tái)市南二環(huán)城市快速路，這個(gè)項(xiàng)目竣工并通車(chē)已經(jīng)5年，路面使用狀況優(yōu)良并且排路面積水順暢，路面結(jié)構(gòu)一直很穩(wěn)定，表明了良好的路用性能[8]。

4　結(jié)語(yǔ)

透水性路面鋪設(shè)系統(tǒng)作為海綿城市建設(shè)的代表做法依然存在很多有待解決的問(wèn)題，它們的種類(lèi)以及路用性能等都有著不同程度等級(jí)差距，另外產(chǎn)品本身質(zhì)量也有著相當(dāng)大的提升空間，大力推廣該做法在我國(guó)的應(yīng)用，努力提升施工的質(zhì)量，是建設(shè)海綿城市的基本要求，是社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)必不可少的舉措。

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Application of permeable pavement in “sponge city” construction

Shi Gaoke

(ZhujiPlanning&DesignInstitute,Zhuji311800,China)

The paper introduces the concept and categories of permeable pavement vehicle pavement paving system, describes application status of permeable paving material system in actual engineering, and finally points out that: permeable vehicle pavement paving system has great modification and priority in from aspects of adjusting city hot-wet climatic environment.

permeable pavement, paving material, asphalt mixture, sponge city

1009-6825(2016)19-0111-02

2016-04-27

石高科(1984- )，男，工程師

TU991

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