透水性機(jī)動車路面在“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)

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透水性機(jī)動車路面在“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)動車路面鋪設(shè)系統(tǒng)的概念及類型，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)動車路面鋪設(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)動車道面積又占道路用地面積的很大一部分。另外機(jī)動車道路面又常用作大排水系統(tǒng)，因此機(jī)動車道路面是否有良好的透水性顯得格外重要?，F(xiàn)在很多城市對大面積硬質(zhì)鋪裝的選擇仍是沒有新意沒有創(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)動車路面是能夠改變現(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)動車路面鋪設(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)動車路面的種類多種多樣，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)動車路面鋪設(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)動車路面鋪設(shè)系統(tǒng)的概念及作用

透水性機(jī)動車路面鋪設(shè)系統(tǒng)是指將透水性優(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)動車路面鋪設(shè)形式[2]。

透水性機(jī)動車路面鋪設(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于城市地下水資源的負(fù)面影響。透水性機(jī)動車路面鋪設(shè)系統(tǒng)的多孔結(jié)構(gòu)形式能使在其上行駛著的車輛的輪胎噪聲、機(jī)械噪聲降低,對整個(gè)交通的聲環(huán)境是有利的。透水性機(jī)動車路面鋪設(shè)系統(tǒng)下墊層的土壤中富含的毛細(xì)水在太陽輻射作用下的蒸騰作用，緩解了“熱島效應(yīng)”。透水性機(jī)動車路面鋪設(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、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)用于要求透水性優(yōu)良的人行道、建筑周邊道路、停車場地、運(yùn)動場地、公園等的地面鋪設(shè)[1]。

2)透水聯(lián)鎖塊是如今在我國各個(gè)城市的人行道地面、廣場鋪設(shè)、停車場地等應(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)類型平整性差、整體性不好、接縫比較多、對車輛的順暢行駛有阻礙影響，但是它成本低廉、施工簡單、透水性持久性優(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公路，以及為了改善路面水損壞問題在路面結(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)用于對透水鋪設(shè)面承載力要求較高的場所[2]。

4)透水性混凝土又稱多孔隙混凝土，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)材料可以緩慢向周圍散熱又能及時(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)維持動態(tài)平衡，吸收街區(qū)交通噪聲，營造相對安靜怡人的街區(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)動車道路面中由于其對承載力的要求較高，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)材料在國內(nèi)外應(yīng)用有悠久的歷史，典型的例子就是法國巴黎凡爾賽宮苑景園中遺留下來的砂礫以及巴黎戰(zhàn)神花園草地樹林中砂礫小路和草地布置的非常得體。古代我國典型例子就是蘇州園林中花街鋪地和卵石鋪地在滿足透水性需求的條件下視覺效果很好。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的古樹枝繁葉茂[6]。

2)美國在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年英國用無砂透水混凝土鋪設(shè)普通剛性要求的路面，效果還算滿意，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?979年在佛羅里達(dá)州的某座教堂周圍使用無砂多孔混凝土建成兼具透水性功能的停車場。美國在20世紀(jì)80年代出現(xiàn)了透水性混凝土攪拌站。1991年,在美國佛羅里達(dá)州成立了透水性混凝土路面材料協(xié)會[7]。20世紀(jì)90年代之后，發(fā)達(dá)國家中的城市建設(shè)都開始認(rèn)識到透水性材料代替?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度消耗地下水源導(dǎo)致地基

下沉等問題，采取了雨水還原地下的對策，開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、廣場地面、停車場地面、運(yùn)動場地和城市道路面[3]。1987年,日本的研究學(xué)者申請透水性混凝土路面鋪設(shè)材料專利，采用高分子樹脂和微細(xì)骨料包裹單粒級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)邢臺市南二環(huán)城市快速路，這個(gè)項(xiàng)目竣工并通車已經(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

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題，它們的種類以及路用性能等都有著不同程度等級差距，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，是社會主義現(xiàn)代化國家生態(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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