裴桂紅 王澤民

（1湖北商貿(mào)學(xué)院建筑經(jīng)濟(jì)與工程管理學(xué)院， 湖北 武漢 430079；2西南石油大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院， 四川 成都 610500）

0 引言

快速的城市化進(jìn)程使得城市綠地、花園被鋼筋混凝土和不透水的柏油馬路所替代。由于城市內(nèi)部大部分自然面積被不透水面積代替，當(dāng)城市遭遇大雨甚至暴雨時(shí)節(jié)，城市內(nèi)部就會(huì)出現(xiàn)“內(nèi)澇”等水文災(zāi)害[1]?，F(xiàn)階段城市內(nèi)部的水文災(zāi)害主要原因在于城市不透水面積的增加。海綿城市的目的就在于將不透水面積合理替換成透水面積，主要采用滲水、蓄水、排水、凈水的手段將降雨合理地進(jìn)行分配。然而，各地降水情況不一致導(dǎo)致具體的分配標(biāo)準(zhǔn)也是大有不同的，所以不可能每一個(gè)城市都按照一個(gè)模式、一種透水比例去建設(shè)海綿城市。因此，為了更好的評(píng)價(jià)海綿城市的建設(shè)效果，需要采用一定的輔助手段來模擬并用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。這樣才可以對(duì)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的海綿城市建設(shè)效果進(jìn)行科學(xué)的評(píng)估和評(píng)價(jià)。本文通過自行設(shè)計(jì)的試驗(yàn)，對(duì)成都某住宅小區(qū)的道路路面透水性能進(jìn)行了研究，分析了影響道路透水能力的主要因素，研究成果可為海綿城市設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)管理提供參考。

1 道路路面透水能力試驗(yàn)

1.1 路面的滲透系數(shù)測(cè)試

試驗(yàn)測(cè)試地點(diǎn)位于成都市新都區(qū)某住宅小區(qū)，道路路面為柏油路面。雨水在道路路面中的入滲遵從達(dá)西定律[2-5]。達(dá)西定律的表達(dá)式為：

式中：V為流體入滲速度；Kt為路面滲透系數(shù)；I為水力坡度。

采用路面水分滲透儀測(cè)定滲透能力，路面滲水儀如下圖 1所示。其測(cè)試主要步驟為：

（1）選點(diǎn)：在路面上選好點(diǎn)，用掃帚和鋼絲刷將測(cè)點(diǎn)上火土雜物清除干凈。

（2）按底座大小在底座上抹一點(diǎn)膩?zhàn)樱瑢x器底座按上并擰緊，抹實(shí)膩?zhàn)?，不使漏水?/p>

（3）將鏟有少量紅墨水的水灌入儀器中，直至小量筒上端溢水孔為（至600mm高度為止），從開始讀數(shù)加水到開始讀數(shù)應(yīng)在3秒鐘內(nèi)完成。

（4）水達(dá)到預(yù)定水位后（600mm）即開動(dòng)秒表，每30秒鐘記一次水位高度，直到3分鐘為止。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

圖1 滿水狀態(tài)下的路面滲水儀

表 1 現(xiàn)有小區(qū)路面的滲透系數(shù)

1.2 不同濕度對(duì)路面滲透系數(shù)的影響

由于路面的滲透能力與當(dāng)天的濕度有關(guān)，當(dāng)天的濕度越大，路面的滲水能力就會(huì)隨之下降[7-8]。本文分別在陰雨天和晴天做出滲透系數(shù)的測(cè)量試驗(yàn)。測(cè)量中選取的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的水力坡度為1‰，在同一水力坡度下(1‰)選取不同的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)測(cè)量不同濕度下的小區(qū)路面的滲透系數(shù)。

表2 不同濕度下的小區(qū)路面滲透系數(shù)

實(shí)驗(yàn)測(cè)量的四條道路為小區(qū)內(nèi)部的四段主干路。在測(cè)量主干路的滲透系數(shù)時(shí)，實(shí)驗(yàn)點(diǎn)9至實(shí)驗(yàn)點(diǎn)18，在測(cè)量時(shí)由于當(dāng)天下雨濕度過大，滲透系數(shù)有所降低。在晴天時(shí)，小區(qū)內(nèi)部主干路的滲透系數(shù)為79.13ml/min，在陰雨天時(shí)，小區(qū)內(nèi)部主干路的滲透系數(shù)為66.525ml/min。為了使研究結(jié)果更加精確，選取小區(qū)內(nèi)部水力坡度為1‰,瀝青路面作為唯一實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，在不同濕度下測(cè)量該點(diǎn)路面的滲透系數(shù)。結(jié)果如下表3所示。

表 3 相對(duì)濕度對(duì)瀝青路面滲透系數(shù)影響變化

試驗(yàn)結(jié)果表明，同一路面在同一坡度下，路面的滲透系數(shù)在濕度變大的情況下會(huì)發(fā)生較大的變化。對(duì)于小區(qū)內(nèi)部的水力坡度最大值點(diǎn)，在陰雨天氣下，路面的滲水能力近于飽和，所以該處水力低處會(huì)出現(xiàn)小范圍的徑流現(xiàn)象。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在同一濕度下，瀝青路面的5個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的滲透系數(shù)大致相同，在陰雨時(shí)(即濕度超過80%)各個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的滲透系數(shù)下降明顯。說明濕度越大，路面滲透能力越小，如圖2所示。

圖2 各實(shí)驗(yàn)點(diǎn)滲透系數(shù)隨濕度的變化曲線

2 結(jié)論

通過變水頭實(shí)驗(yàn)對(duì)某小區(qū)瀝青路面滲透系數(shù)進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明：滲透系數(shù)在濕度變化的情況下，變化十分明顯，雨水入滲對(duì)道路路面的滲透系數(shù)影響較大。測(cè)量實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于時(shí)間跨度問題，數(shù)據(jù)沒有包含暴雨時(shí)節(jié)，但是由測(cè)量數(shù)據(jù)完全可以推斷在暴雨條件下，該小區(qū)完全沒有能力使過多的雨水下滲。因此有必要在該小區(qū)范圍內(nèi)，推廣建設(shè)可滲水、蓄水、滯水的海綿城市化路面。