透水混凝土路面在北京市政道路工程中的應(yīng)用

王曉穎，曲樂永

（北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京市 100082）

透水混凝土路面在北京市政道路工程中的應(yīng)用

王曉穎，曲樂永

（北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京市 100082）

對透水混凝土路面的現(xiàn)狀進(jìn)行分析總結(jié)，對透水混凝土路面的典型結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行梳理歸納。結(jié)合北京市臺基廠大街市委周邊道路維修改造工程中透水路面的實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)行技術(shù)要點(diǎn)及施工注意事項(xiàng)的總結(jié)。工程將透水路面結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)的高承載側(cè)縫式排水溝系統(tǒng)綜合考慮，通過路面表層、側(cè)向、層間等多渠道與排水設(shè)施相連，保證機(jī)動車路面的排水效果。從竣工通車后的實(shí)際效果來看，該技術(shù)方案較為成功地將路面透水與排水利用相結(jié)合，對海綿城市的建設(shè)具有一定的借鑒意義。

透水路面；路用性能；結(jié)構(gòu)組合；海綿城市

0 引言

目前，我國許多城市洪澇災(zāi)害頻發(fā)與水資源短缺的矛盾不斷加深，對北京而言，受全球氣候變暖、城市熱島效應(yīng)、局地氣候變化等多方面因素影響，極端降雨事件的強(qiáng)度和頻率明顯增加，快速的城鎮(zhèn)化造成硬質(zhì)地面的比例提升，以上因素造成城市排水的壓力越來越大。城市內(nèi)澇問題已成為北京城市發(fā)展的“軟肋”，如何解決路面積水成為當(dāng)下亟待解決的問題，給城市道路建設(shè)、雨水系統(tǒng)規(guī)劃帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

城市道路路面作為城市空間的重要載體，其對雨水的收集利用等成為建設(shè)“海綿城市”的重要結(jié)構(gòu)性一環(huán)。而北京城區(qū)尚未有對此完善的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)。北京市臺基廠大街市委周邊道路的實(shí)施，對透水路面的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行了驗(yàn)證，本項(xiàng)目將透水混凝土路面的應(yīng)用作為工程重點(diǎn)。本項(xiàng)目景觀性要求較高，為保證與建筑網(wǎng)格和周邊景觀的一致性，緩解路面的熱島效應(yīng)，最終確定采用灰色基調(diào)的透水型路面材料。根據(jù)荷載要求、景觀要求、交通特點(diǎn)，將結(jié)構(gòu)分為細(xì)粒徑透水混凝土路面和透水瀝青路面及透水人行道結(jié)構(gòu)。同時(shí)將透水性人行步道、砂基透水磚、溫拌瀝青混凝土、排水路面結(jié)構(gòu)與路側(cè)排水設(shè)施綜合考慮，通過路面表層、側(cè)向、層間等多渠道與排水設(shè)施相連，保證機(jī)動車路面的排水效果。

1 透水混凝土路面概述

透水路面是指由較大空隙率混合料作為路面結(jié)構(gòu)層、允許路表水進(jìn)入路基的一種路面結(jié)構(gòu)．相對于目前以密實(shí)型路面鋪裝為主的城市道路，透水路面能夠有效地補(bǔ)充地下水，緩解城市熱島效應(yīng)；減小暴雨時(shí)的洪峰流量，減輕城市排水系統(tǒng)壓力；顯著降低車輛行駛噪聲，有效改善道路行駛的安全性和舒適性。

1.1 透水瀝青路面

透水瀝青路面[1]是由透水瀝青混合料修筑，路表水可進(jìn)入路面橫向排出，或滲入至路基內(nèi)部的瀝青路面總和。瀝青混合料的特點(diǎn)是有較大的孔隙率和大粒徑骨料含量較多，具有一些優(yōu)良的路用性能，如良好的透水性能；提高了路面的抗滑性能；具有良好的吸音性能等，但是，透水性瀝青混合料的多孔性決定了對整體強(qiáng)度和耐久性的更高要求，透水性瀝青混合料自身的蓄水能力，可能會在結(jié)構(gòu)內(nèi)部滯留一部分雨水而影響使用壽命，因此透水性瀝青路面主要應(yīng)用于對景觀要求高及交通量較低的道路中。

1.2 透水水泥混凝土路面

透水水泥混凝土路面[2]的研究，在我國尚處起步階段。透水水泥混凝土有強(qiáng)度較高、耐久性好、適應(yīng)多種工況等特點(diǎn)，近年來依托工程的一些技術(shù)攻關(guān)仍在進(jìn)行，并已經(jīng)取得了一些成果。

2 透水路面典型結(jié)構(gòu)組合及功能

透水瀝青路面從結(jié)構(gòu)上可分為面層、基層和墊層，與傳統(tǒng)密實(shí)的路面結(jié)構(gòu)相比，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要更多地考慮儲水、透水功能。

透水瀝青路面面層一般采用多孔瀝青混合料，可以鋪筑一層或兩層．要求使用強(qiáng)度高、耐磨耗的堿性或中性集料，同時(shí)多采用高黏度改性瀝青作為結(jié)合料。透水路面基層在面層下，一方面參與路面結(jié)構(gòu)的承載，具有力學(xué)強(qiáng)度；另一方面在降雨期間可以作為儲水層，暫時(shí)儲存雨水。透水基層材料主要包括開級配瀝青穩(wěn)定碎石（ATPB）、透水性良好的級配碎（礫）石、多孔混凝土基層、水泥穩(wěn)定碎石透水基層等。墊層介于基層與路基之間，一般采用粗砂、砂礫、粒徑較小的碎石等透水性好的粒料類材料，或選用聚醋類、尼龍或聚丙烯材料制成的土工織物，主要起隔離路基、防止細(xì)粒料堵塞透水層的過濾作用，粒料類的墊層還可以改善路基水溫狀況，提高路面結(jié)構(gòu)的水穩(wěn)性和抗凍脹能力。透水路面的結(jié)構(gòu)功能及典型結(jié)構(gòu)型式見表1、表2。

表1 透水混凝土路面結(jié)構(gòu)功能一覽表

表2 透水路面典型結(jié)構(gòu)型式

我國目前對透水性路面研究主要是針對面層透水的排水性路面，圖1為各類透水路面的典型結(jié)構(gòu)示意。

3 透水混凝土路面在北京市政道路中的應(yīng)用實(shí)踐

3.1 應(yīng)用背景

本項(xiàng)目位于北京市臺基廠大街，周邊緊鄰重要機(jī)關(guān)部門，環(huán)境要求高、地理位置重要。為保證與建筑網(wǎng)格和周邊景觀的一致性，緩解路面的熱島效應(yīng)，同時(shí)本項(xiàng)目場地地下土壤類型主要為砂性土，為涵養(yǎng)水源提供了較好的基礎(chǔ)環(huán)境，道路兩側(cè)大部分為綠地，可將收集雨水就近利用。經(jīng)專家反復(fù)論證后最終確定景觀性要求高的機(jī)動車路面采用透水型路面材料，既滿足行車要求，又保證行車和行走的舒適性，減少行車過程中的水霧，緩解路面的熱島效應(yīng)，突出了景觀效果。主要方案為大型車交通組成為主的路面采用透水瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，小型車交通組成為主的路面采用透水水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)型式均為排水行路面。

3.2 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)

3.2.1 透水瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)

區(qū)域內(nèi)部分路段考慮有重型車輛通行，為保證道路的使用年限，路面結(jié)構(gòu)采用透水瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)，見圖2和圖3。

圖2 透水瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)

圖3 工程實(shí)施效果1

3.2.2 透水水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)

考慮多為小型車輛通行，路面結(jié)構(gòu)采用透水水泥混凝土結(jié)構(gòu)，為確保結(jié)構(gòu)安全性及耐久性，理論上進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)用上調(diào)研現(xiàn)有實(shí)際工程，綜合考慮后確定本工程結(jié)構(gòu)組合，也為排水型路面，見圖4和圖5，該結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)首次應(yīng)用于北京城市道路工程中。

圖4 透水水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)

圖5 工程實(shí)施效果2

3.2.3 透水路面與排水邊溝的系統(tǒng)組合設(shè)計(jì)

透水需與排水相結(jié)合，將雨水有效排除并利用，本項(xiàng)目綜合考慮景觀、交通的需求，設(shè)計(jì)了高承載側(cè)縫式排水溝，其為連續(xù)的線性排水，綜合采用排水縫隙及泄水孔，并兼顧道路路面排水及透水路面的透水結(jié)構(gòu)層排水，其排水效果優(yōu)于傳統(tǒng)的點(diǎn)式排水，可避免出現(xiàn)局部積水現(xiàn)象。既能有效收集排除雨水，又能將其排至周邊綠地進(jìn)行利用，外觀效果美觀，具有較強(qiáng)的隱蔽性，可滿足道路對整體鋪裝效果及景觀的要求，見圖6和圖7。

圖6 透水瀝青混凝土路面及側(cè)縫式排水溝

圖7 工程實(shí)施效果3

工程竣工后，經(jīng)過多次暴雨天氣，排水效果良好，結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。

3.3 后期維護(hù)注意事項(xiàng)

根據(jù)近年來科研項(xiàng)目調(diào)查及分析結(jié)果表明，透水路面使用3～5 a后透水效果逐年下降。為加強(qiáng)透水效果，應(yīng)加強(qiáng)后期維護(hù)及清理工作。透水路面建成后歷年維護(hù)注意事項(xiàng)：

（1）透水路面結(jié)冰容易造成凍脹損壞，出現(xiàn)降雪應(yīng)及時(shí)掃除，嚴(yán)禁采用尖銳工具除冰、除雪。

（2）路面使用后隨著時(shí)間增長，會出現(xiàn)空隙堵塞，造成透水能力下降，可以使用高壓水（5～20 MPa）沖刷空隙洗凈堵塞物，或用壓縮空氣沖刷空隙使堵塞物去除，或用真空泵吸出雜物等方法進(jìn)行處理。

4 結(jié)語

透水路面的研究及應(yīng)用對緩解目前城市積水問題，改善水環(huán)境具有積極的意義，是推進(jìn)海綿城市建設(shè)技術(shù)性措施的一個(gè)重要方面，本項(xiàng)目北京市市政道路透水路面的建設(shè)為實(shí)際操作積累了寶貴的工程經(jīng)驗(yàn)，對其它工程具有一定的借鑒意義。

由于條件限制，臺基廠大街透水結(jié)構(gòu)的鋪設(shè)效果缺乏定量分析數(shù)據(jù)；在透水路面的研究中還缺乏對降雨強(qiáng)度更細(xì)致的分析；缺乏場地資料的評估，尤其是對于土壤和地下水相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取；缺乏結(jié)構(gòu)耐久性的研究等等。這是一項(xiàng)系統(tǒng)性工作，未來還有很多針對性研究需要深入進(jìn)行并完善。

[1]CJJ/T190-2012,透水瀝青路面技術(shù)規(guī)程[S].

[2]CJJ/T135-2009,透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程[S].

[3]同衛(wèi)剛.生態(tài)型透水瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能研究[D].陜西西安:長安大學(xué),2015.

U412.216

B

1009-7716（2017）12-0185-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.12.051

2017-06-16

王曉穎（1983-），女，河北唐山人，工程師，從事道路設(shè)計(jì)工作。