海綿城市建設(shè)視域下透水性道路材料的應(yīng)用

孔德羽

東南大學(xué)交通學(xué)院 江蘇 南京 211189

引言

隨著現(xiàn)代城市發(fā)展理念的變革,生態(tài)、綠色、環(huán)保日益成為城市發(fā)展的主題。當(dāng)前,由于城市規(guī)劃、設(shè)計(jì)等因素的影響,城市內(nèi)澇逐步對(duì)城市發(fā)展帶來(lái)極端不利影響。為實(shí)現(xiàn)城市排水系統(tǒng)的優(yōu)化與改善,海綿城市被納入了重要的發(fā)展范疇。因此,海綿城市道路材料也受到相應(yīng)關(guān)注,要提升城市的排污減澇能力,如何選擇適宜的建設(shè)材料,成為了海綿城市道路建設(shè)工程的關(guān)鍵。

1 透水性道路材料

1.1 透水性道路材料原理 海綿城市道路的透水性鋪裝,可以幫助雨水快速的滲透到地下排水系統(tǒng),加快城市道路排水能力。透水性道路材料原理在于其所采用的材料以不連續(xù)或者單一的骨料加以組合,使堆積骨料中存在大量的孔隙,從而使水分能夠有充分的滲透空間。一般透水性路面其主要結(jié)構(gòu)為四層,即表層、透水性路基、過(guò)濾層、路床,其透水原理為,雨水經(jīng)表層滲入透水性路基層,并通過(guò)更大的孔隙滲向地下過(guò)濾層,過(guò)濾層將污染濃度降低,并且透水性鋪裝在底層設(shè)有儲(chǔ)水層或可以引流的路床,以實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用等目的。

1.2 透水性道路材料優(yōu)勢(shì)分析 透水性道路材料之所以受到廣泛應(yīng)用,是因?yàn)槠渑c海綿城市構(gòu)想高度契合,使道路的排水效果得到顯著的增強(qiáng)。具體優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在如下方面：(1)排水透水優(yōu)勢(shì)。透水性材料由于采取不連續(xù)或單一級(jí)配方式,可以使材料產(chǎn)生大量的連通孔隙,這使得雨水的滲透速度顯著提升,以減少路面的積水并保持排水系統(tǒng)的暢通,避免城市內(nèi)澇問(wèn)題。(2)儲(chǔ)水蓄水優(yōu)勢(shì)。生態(tài)、綠色、環(huán)保城市建設(shè)理念中,其核心顯然并不只在于解決內(nèi)澇問(wèn)題,而還應(yīng)該突出對(duì)雨水資源的利用,因此在道路透水材料的支撐下,還建立了地下儲(chǔ)水系統(tǒng),以使雨水被高效循環(huán)利用,而節(jié)約城市水資源。(3)吸噪降噪優(yōu)勢(shì)。道路透水性材料的多孔結(jié)構(gòu),可以將道路聲波進(jìn)行不規(guī)則傳導(dǎo),使聲音難以反射,從而大幅的降低路面的噪音,避免了城市道路噪音污染。(4)降溫控溫優(yōu)勢(shì)。由于城市規(guī)劃中綠化資源缺乏,導(dǎo)致大部分城市存在熱島效應(yīng),使道路氣溫日益升高,并影響城市的整體溫度。而透水性道路材料,則可以利用孔隙將熱量向地下傳輸,大幅提升了散熱效率。

2 海綿城市建設(shè)中透水性道路材料的應(yīng)用

2.1 透水性路面磚 從透水性道路材料應(yīng)用看,透水性路面磚屬于應(yīng)用較為普遍的類型之一,它具體可劃分為陶瓷透水路面磚、自然砂透水路面磚及混凝土透水路面磚。從生產(chǎn)工藝上的差異上看,自然砂透水路面磚及混凝土路面磚相似度較高,其透水顆粒接近于自然環(huán)境中的特性,以砂或者石粒作為原材料進(jìn)行加工膠結(jié),使其具備施工材料的特性,并能夠承受特定環(huán)境下的抗壓性,進(jìn)而構(gòu)成完整的透水體系。陶瓷透水路面磚的生產(chǎn)工藝,則是以碎陶瓷、玻璃、生活建筑垃圾等粉碎性材料燒結(jié)而成,在高溫高壓的加工環(huán)境下,使陶瓷透水路面磚制作成型,并且保持了高透水性及抗壓性,屬于一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、高效的透水性道路建設(shè)材料。在海綿城市道路實(shí)踐建設(shè)過(guò)程中,透水性路面磚依托其造價(jià)低、施工維護(hù)便利、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),在減少路面積水、減輕排水壓力及緩解城市內(nèi)澇等方面作用明顯,使其在海綿城市建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

2.2 透水性水泥混凝土 透水性道路建設(shè)材料具備豐富的材料空間,其中透水性水泥混凝土材料,采用了單粒級(jí)粗骨料作為骨架,結(jié)合水泥漿的固化作用,通過(guò)對(duì)骨料的包裹使其滿足應(yīng)用的條件,并保持多孔的基本形態(tài)。與此同時(shí),在水泥漿硬化膠結(jié)后形成多孔堆聚結(jié)構(gòu),其內(nèi)部的孔隙直徑一般超過(guò)1 mm,使其在實(shí)踐中顯示出優(yōu)異的透水性能。但根據(jù)城市道路透水性需求的差異,其對(duì)于透水性水泥混凝土的要求也較高,約為15%～25%。通過(guò)長(zhǎng)期的海綿城市建設(shè)實(shí)踐證明,透水性混凝土由于制作成本低,應(yīng)用操作相對(duì)便捷,可直接依靠機(jī)械完成,大幅提升了道路建設(shè)的能效比。

2.3 透水性瀝青混凝土 透水性瀝青混凝土屬于當(dāng)前常見(jiàn)的道路鋪裝材料,透水性瀝青混凝土由單一粒徑骨料構(gòu)成。為保證符合路面建設(shè)的各項(xiàng)指標(biāo),在使用中對(duì)于材料的配比相對(duì)嚴(yán)格,對(duì)于骨料或者礦粉填料用量進(jìn)行了規(guī)范,從而保證在經(jīng)壓實(shí)后,透水性瀝青路面孔隙率能夠達(dá)到20%以上。從透水性瀝青路面的整體效果看,這種材料的整體性較好,表面平整度及承載力均具備顯著優(yōu)勢(shì),可大面積應(yīng)用于公路、停車場(chǎng)等領(lǐng)域。但其缺點(diǎn)也同樣明顯,即由于孔隙堵塞率高,必須加強(qiáng)日常的清掃和維護(hù)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述,現(xiàn)代城市發(fā)展理念的變革,使綠色、環(huán)保成為城市發(fā)展的主題,海綿城市即是利用低影響開發(fā)理念,改變傳統(tǒng)城市排水處理方法,借助自然力量分散排水,將大自然賜予我們的雨水充分利用起來(lái),造福人類。透水性材料完全符合變廢為寶、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的綠色建筑材料的要求,因此應(yīng)在今后的研究中不斷完善,使透水性材料更好地運(yùn)用到海綿城市的建設(shè)中,為未來(lái)城市的發(fā)展提供重要保障。