老舊城區(qū)透水性鋪面系統(tǒng)建設(shè)研究

趙普天，吳國(guó)璽，畢翼飛，余顯顯

(許昌學(xué)院 城鄉(xiāng)規(guī)劃與園林學(xué)院，河南 許昌 461000)

1 引言

海綿城市建設(shè)是目前城市環(huán)境治理和景觀提升改造的重要環(huán)節(jié)。其中老舊城區(qū)成為了海綿城市建設(shè)以及相對(duì)應(yīng)的景觀提升改造中的復(fù)雜問題集中區(qū)域。經(jīng)調(diào)查，大多數(shù)老舊城區(qū)仍然是以排為主，加之老舊城區(qū)中多見街道較窄、人口密度較大、車輛總數(shù)較多、建筑密度大，綠地面積較少的現(xiàn)狀，如遇強(qiáng)降水，則勢(shì)必導(dǎo)致普遍的積水現(xiàn)象。造成了通行不暢，甚至城區(qū)“看?！?。因此，老舊城區(qū)道路鋪面提升改造、提升排水能力、使老舊城區(qū)道路發(fā)揮集滲作用，建立行之有效的、適用于老舊城區(qū)的景觀透水性鋪面系統(tǒng)十分必要。

2 老舊城區(qū)道路系統(tǒng)現(xiàn)存的主要問題

老舊城區(qū)開發(fā)早，有著城市硬化面大的“底子”。道路作為占城市總面積近1/3的硬質(zhì)系統(tǒng)，是城市最主要的雨水接受面之一[1]。經(jīng)調(diào)查，目前大多數(shù)老舊城區(qū)內(nèi)的道路系統(tǒng)無論是人行步道、車道、廣場(chǎng)或是停車場(chǎng)，大部分仍舊鋪設(shè)的是不透水鋪裝，其形成的是大塊的不透水城市鋪面。在城市環(huán)境提升整治中雖進(jìn)行了部分的透水材料替代，如部分路段使用了透水磚、透水瀝青混凝土等作為鋪裝面層，但多僅體現(xiàn)在人行道或面積極其有限的景觀綠道層面上，這種透水性鋪裝的城市面層僅是以點(diǎn)狀分布，未能夠形成有效的滲、蓄、排模式，加之以粗放的管理導(dǎo)致了透水材料的滲水能力近乎喪失，對(duì)老舊城區(qū)雨洪現(xiàn)象的整治效果微乎其微，亦談不上城市雨水資源的回收再利用。

3 老舊城區(qū)透水性鋪面提升改造的必要性論證

雖然海綿城市建設(shè)以“慢排緩釋”和“源頭分散式”控制為主要規(guī)劃設(shè)計(jì)理念[2]。但在實(shí)際建設(shè)中應(yīng)考慮老舊城區(qū)道路系統(tǒng)的自身特殊性，街道窄、車輛密度大是其顯著特點(diǎn)。因而在改造中依然需要面對(duì)道路系統(tǒng)以排為主的局面，但是改變老舊城區(qū)道路結(jié)構(gòu)和做法，科學(xué)地結(jié)合透水性鋪面建設(shè)，并結(jié)合道路周圍的市政綠地提升改造，為老舊城區(qū)道路增添集滲作用，構(gòu)建一個(gè)適用于老舊城區(qū)的行之有效的透水性鋪面系統(tǒng)，以更好地削減道路雨洪徑流，同時(shí)在一定程度上發(fā)揮截留雨水和利用雨水的作用。因此，在老舊城區(qū)環(huán)境治理中不僅要注重“面子”的景觀建設(shè)，更要結(jié)合“里子”，構(gòu)建一套可行的適用于老舊城區(qū)的透水性鋪面系統(tǒng)，從而更好地實(shí)現(xiàn)老舊城區(qū)環(huán)境的綜合治理。

目前大多數(shù)老舊城區(qū)道路鋪裝主要分為傳統(tǒng)的水泥砼剛性路面和不透水瀝青混凝土的柔性路面。在實(shí)際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，由于水泥砼剛性路面雖有強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)，但一旦破損則難以修復(fù)；尤其是在中部和北方城市，伴隨著連年累月的熱脹冷縮效應(yīng)，不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定的水泥砼路面產(chǎn)生凹陷或拱起，且水泥砼路面在板縫處會(huì)有所破損，影響通行體驗(yàn)。因此，老舊城區(qū)道路景觀提升改造中目前更多地采用了瀝青混凝土路面。按照一般做法要求：城鎮(zhèn)道路路面應(yīng)具有不透水性，以防止水分滲入道路結(jié)構(gòu)層和土基，致使路面的使用功能喪失[3]。但不透水瀝青路面，尤其是采用細(xì)粒面層的瀝青路面一旦遇水(如：降雨、城市灑水降塵等)，光滑的路表面是車輪缺乏足夠的附著力，易產(chǎn)生滑溜或空轉(zhuǎn)的危險(xiǎn)，可能造成交通事故，同時(shí)亦增加了老舊城區(qū)瞬時(shí)降水排水壓力。因此，考慮透水性鋪面技術(shù)改造是有必要的。使路面具有一定的透水性，透水鋪面較為粗糙的路表面抗滑能力更強(qiáng)，且更能夠快速的排出路表積水，以提升老舊城區(qū)道路的通行體驗(yàn)。

目前針對(duì)老舊城區(qū)交通通行的壓力的改造方式主要是進(jìn)行道路的路面拓寬，而多數(shù)地方目前的做法是拆除原有的綠化帶，并做硬化處理。這種做法無疑將原本就少的老舊城區(qū)道路綠化又做了再次削減。由于老舊城區(qū)道路本身較窄，在不進(jìn)行拆遷拓寬的前提下，恢復(fù)原有的綠化帶或新建道路綠化帶不夠現(xiàn)實(shí)。透水性鋪裝地面由于自身良好的透水性能的滲水能力，能有效地緩解城市排水系統(tǒng)的泄洪壓力[4]。因此，進(jìn)行老舊城區(qū)硬質(zhì)化的道路系統(tǒng)改造，首先應(yīng)考慮道路鋪裝材料和鋪裝結(jié)構(gòu)的替代，如需以拆除原有的綠化帶為代價(jià)實(shí)現(xiàn)窄路的拓寬，則更應(yīng)考慮透水性鋪面技術(shù)改造。

4 老舊城區(qū)透水性鋪面系統(tǒng)建設(shè)策略

4.1 老舊城區(qū)道路鋪裝材料的替代

針對(duì)目前老舊城區(qū)的不透水硬質(zhì)化鋪裝材料，建議進(jìn)行透水性鋪裝材料替代。目前常見的透水性鋪裝材料為：透水性瀝青混凝土、透水性水泥混凝土、透水磚、聚氨酯碎石透水材料等。在使用透水性鋪裝材料時(shí)應(yīng)保障透水材料孔隙率在20%左右甚至更高，保障路面有不小于10～20 cm/s級(jí)的滲透系數(shù)，以保證良好的透水性能[5]。若要進(jìn)一步提高其透水能力，則需要進(jìn)一步提高透水混合粒料中的粗集料配比，減少細(xì)集料，這種做法為增加透水性而犧牲了一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，其抗剪強(qiáng)度較低，因此其不適宜用在載重量較大的道路路段，但較適用于老城區(qū)載重量不大的(如規(guī)定只跑小型機(jī)動(dòng)車)的路段，或非機(jī)動(dòng)車道。

選用透水性材料還應(yīng)結(jié)合材料的耐候性，當(dāng)溫度較低時(shí)，在條件允許的情況下，應(yīng)優(yōu)先選用透水水泥混凝土。在炎熱地區(qū)選用透水瀝青混凝土作為鋪面材料時(shí), 應(yīng)著重考量其高溫穩(wěn)定性。在降雨較多、環(huán)境濕度較高的地區(qū)，透水性路面采用透水水泥混凝土較之透水瀝青混合料更為有利[6]。

4.2 老舊城區(qū)道路鋪裝結(jié)構(gòu)的替代

要發(fā)揮透水性鋪裝材料的性能，使其成為較為完善的透水性鋪面系統(tǒng)，必須考慮配合透水材料的路面結(jié)構(gòu)。因此將原本老舊城區(qū)單純的不透水鋪裝結(jié)構(gòu)，進(jìn)行透水性鋪面結(jié)構(gòu)替代勢(shì)在必行。海綿城市建設(shè)雖提倡排蓄結(jié)合，但針對(duì)老舊城區(qū)道路建設(shè)，還是要首先滿足道路積水的快速排放，在此基礎(chǔ)之上，再進(jìn)行一定的雨水集蓄及下滲設(shè)計(jì)。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮機(jī)動(dòng)車通行的路面重點(diǎn)考慮面層快速排水，提升表面粗糙度以避免水滑；非機(jī)動(dòng)車道考慮面層和基層透水，結(jié)合道路市政雨水管網(wǎng)以分擔(dān)機(jī)動(dòng)車道的排水壓力；而人行道和景觀綠道等考慮完全透水，避免采用“透水材料+粗砂+水泥砼基層”的“偽透水”路面結(jié)構(gòu)，在分擔(dān)機(jī)動(dòng)車道和非機(jī)動(dòng)車道排水壓力的同時(shí)，避免積水、塌陷、翻漿等現(xiàn)象，同時(shí)如能夠結(jié)合城市道路綠化和公園綠地，則能夠更好地起到蓄集雨水再利用，以及涵養(yǎng)地下水的作用。

4.3 老舊城區(qū)透水性鋪面系統(tǒng)構(gòu)建

老舊城區(qū)的透水性鋪面系統(tǒng)構(gòu)建應(yīng)具體問題具體分析，盡可能做到功能性與適用性相結(jié)合。全面考量老舊城區(qū)建設(shè)的各方面細(xì)節(jié)，合理規(guī)劃透水鋪面、不透水鋪面并合理結(jié)合市政綠化，構(gòu)建良好的排水+透水的體系才能夠更好地發(fā)揮透水性鋪面系統(tǒng)的作用。

4.3.1 道路透水性鋪面設(shè)計(jì)

在老舊城區(qū)范圍內(nèi)，應(yīng)綜合考量道路通行的具體情況，選擇合適的透水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(圖1、圖2)。老舊城區(qū)載重較輕的路段，可做排水型透水路面。透水面層中應(yīng)鋪設(shè)排水管網(wǎng)，便于快速排水，透水層下做不透水基層以保證道路整體強(qiáng)度。應(yīng)保證透水性鋪面改造后的機(jī)動(dòng)車道馬歇爾穩(wěn)定度800 kg以上，以保證機(jī)動(dòng)車通行。

圖1有分車綠化帶的透水性道路鋪面設(shè)計(jì)示意

非機(jī)動(dòng)車道由于其對(duì)路面的平整度要求較高，且載重較輕，可考慮做半保水型透水路面。采用透水面層+透水基層+有組織排水結(jié)構(gòu)+隔水結(jié)構(gòu)。這樣做的目的是盡可能增大道路的透水面，以提高其整體的排水能力，提高密集降水時(shí)的排水效率。道路墊層為不透水材料，雨水可依次透過面層和基層，沿不透水墊層頂面排出路基之外，保證路基不受路面滲水影響，應(yīng)保證非機(jī)動(dòng)車道馬歇爾穩(wěn)定度500 kg以上?？擅扛?0～100 m可設(shè)置集水池，通過有組織的排水結(jié)構(gòu)將雨水匯入集水池內(nèi)，集水池應(yīng)具有雨水過濾功能，多余雨水應(yīng)能夠順暢的匯入市政雨水管網(wǎng)排出，待旱季，可利用集水池中匯集的雨水進(jìn)行植物灌溉或進(jìn)行道路灑水降塵。

廣場(chǎng)、人行道、游步道以及小區(qū)內(nèi)道路載重較輕，且對(duì)景觀性要求較高，可使用彩色透水磚進(jìn)行造型拼貼，或使用聚氨酯碎石透水材料，做全保水型透水路面。全保水型透水路面的面層、基層和墊層均使用透水材料，形成透水面層+透水基層+透水墊層+過濾層的結(jié)構(gòu)形式，雨水可滲入路基以下以達(dá)到一定的涵養(yǎng)地下水的效果。應(yīng)注意，應(yīng)保證人行道馬歇爾穩(wěn)定度400 kg以上，滲透的雨水應(yīng)經(jīng)過濾后滲入地下水，過濾砂層不小于15 cm，以防止地下水污染。為使其能具有足夠的保水滲透能力，橫坡度以1.5%～2%為準(zhǔn)，縱坡度最大不超過8%。應(yīng)注意，這種透水結(jié)構(gòu)雖然有著良好的透水性，但其滲水能力也是有限的，遇密集降水，依然要結(jié)合市政雨水管網(wǎng)，避免積水。

圖2無分車綠化帶的透水性道路鋪面設(shè)計(jì)示意

4.3.2 應(yīng)考慮的不透水鋪面

在進(jìn)行老舊城區(qū)透水性鋪面建設(shè)中應(yīng)注意：不是所有的路段或區(qū)域都適合使用透水鋪裝。老舊城區(qū)的在工業(yè)密集地區(qū)，往往車輛載重較大，由于透水性材料的多孔隙結(jié)構(gòu)使然，其能夠承受的荷載無法比擬不透水路面，因此道路荷載較大的路段不適合建設(shè)透水性鋪面。在空氣質(zhì)量較差或伴有常年揚(yáng)塵、大量粉塵或沙塵天氣的區(qū)域，不適合建設(shè)透水性鋪面，因?yàn)橐坏┙邓?，雨水裹挾大量的泥沙和污染物，往往?huì)導(dǎo)致透水性鋪面的透水能力降低[7]，如果得不到及時(shí)的透水鋪面養(yǎng)護(hù)，甚至?xí)蛊鋯适杆芰Α?/p>

4.3.3 透水性鋪面與市政綠化的結(jié)合

老舊城區(qū)透水性鋪面建設(shè)應(yīng)考慮市政綠化。老舊城區(qū)透水性鋪面系統(tǒng)構(gòu)建是一個(gè)系統(tǒng)工程，僅靠各類透水性鋪面構(gòu)建排水系統(tǒng)是不夠的，亦不符合海綿城市建設(shè)理念。人的游憩行為的舒適度與植物景觀聯(lián)系緊密，因此，結(jié)合街旁綠地、樹池、分車帶綠籬等，引導(dǎo)部分匯集的雨水排入綠地中進(jìn)行直接下滲，是老舊城區(qū)透水性鋪面系統(tǒng)構(gòu)建的重要內(nèi)容。在布置綠地時(shí)應(yīng)盡可能使綠地低于道路，以保障雨水通過透水鋪面可以部分匯入綠地，綠地標(biāo)高宜低于周邊地面標(biāo)高5～25 cm(圖3)。圍繞市政路在雨水匯集處布置雨水種植池、雨水種植溝、路牙石擴(kuò)展池等，進(jìn)行一定的自然雨水消化。在植物選用方面應(yīng)選擇耐濕且抗性較強(qiáng)的景觀植物。但是在北方地區(qū)，冬季一旦積雪，往往會(huì)使用化學(xué)融雪劑等進(jìn)行清理，如要讓融雪排入綠地，應(yīng)謹(jǐn)慎選擇融雪劑，以免導(dǎo)致植物的死亡。

圖3透水性鋪面排水與市政綠化的結(jié)合

4.4 老舊城區(qū)透水性鋪面系統(tǒng)景觀提升

老舊城區(qū)透水性鋪面改造中應(yīng)考慮做必要的景觀提升，良好的景觀效果不僅可提供更好的通行感受，亦可更好的發(fā)揮通行作用。在實(shí)際應(yīng)用中可考慮利用彩色透水瀝青混凝土鋪設(shè)非機(jī)動(dòng)車道、公交車道、候車區(qū)域、景觀綠道等，利用同一材料不同色彩的搭配。這種做法不僅只是“好看”而已，在道路鋪裝中亦可產(chǎn)生很好的指向或引導(dǎo)效果。

人行道鋪設(shè)方面，可考慮不同材料之間的搭配，以形成更加豐富的圖案。比如透水材料和不透水材料結(jié)合使用(圖4)，不透水材料形成人行道鋪裝的框架，提高通行路面的整體強(qiáng)度；透水材料形成鋪裝圖案，并形成透水面，以實(shí)現(xiàn)生態(tài)透水的目的。并可結(jié)合城市河道、雨水花園、宅旁綠地等，以更好的提升保水、透水能力。

圖4透水材料和不透水材料結(jié)合鋪裝大樣示意

5 結(jié)語

老舊城區(qū)透水性鋪面系統(tǒng)的構(gòu)建是一個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜工程，但又是十分必要的。透水性鋪面材料結(jié)合科學(xué)適用的方法能夠在一定程度上改善目前老舊城區(qū)普遍積水、通行不暢的現(xiàn)狀。且能夠很好地提升老舊城區(qū)的城市景觀效果，并發(fā)揮老舊城區(qū)海綿城市提升改造的作用。老舊城區(qū)透水性鋪面建設(shè)系統(tǒng)建設(shè)離不開扎實(shí)的調(diào)研分析，科學(xué)地設(shè)計(jì)老舊城區(qū)的集水和排水，使用恰當(dāng)?shù)拇胧┦雇杆凿伱娼ㄔO(shè)與城市景觀綠化美化相結(jié)合，從而為老舊城區(qū)城市景觀的提升改造和海綿城市建設(shè)起到良性的推動(dòng)作用。