海綿城市建設(shè)中透水路面在市政道路中的應(yīng)用

蔣建忠

（四川通匯達(dá)公路工程勘察設(shè)計有限公司，四川 成都 610011）

0 引言

我國多數(shù)城市排水系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低，面對季風(fēng)氣候帶來洪峰流量，排水壓力巨大[1]。有些地方是由于發(fā)展問題、財政因素導(dǎo)致雨水管網(wǎng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低；有些地方是由于歷史問題，早年間基建的時候沒有規(guī)劃好排水系統(tǒng)，要翻修排水系統(tǒng)比較困難；有些地方是由于地理問題，比如處在盆地或者地勢低洼的位置排水困難。綜合導(dǎo)致的我國城市容易出現(xiàn)“看海”的現(xiàn)象[2]，不透水的城市道路和鋪裝是導(dǎo)致現(xiàn)代城市排水壓力大的重要因素。生態(tài)城市要80%的地面具有透水功能，透水路面也叫排水路面，是生態(tài)城市建設(shè)的重要組成部分。透水路面有助于緩解城市排水的困難[3]，是海綿城市建設(shè)的重要組成部分[4]。采用透水路面可以顯著減小雨水的徑流系數(shù)[4]，透水路面是貫徹海綿城市理念的重要舉措[5]。本文研究海綿城市及透水路面道路的意義，透水瀝青路面和混凝土路面各有優(yōu)缺點，分析其結(jié)構(gòu)和材料方案、施工等技術(shù)問題。

1 海綿城市及透水路面道路的意義

建設(shè)海綿城市及透水路面道路，工程意義和環(huán)境效益重大，建設(shè)透水路面道路的重要舉措是采用透水瀝青路面和透水混凝土路面。根據(jù)海綿城市和透水路面規(guī)劃到2030 年80%以上的城市建成區(qū)面積達(dá)到規(guī)劃目標(biāo)。

透水路面道路減少暴雨徑流量30%～80%，有效減少城市排水管網(wǎng)的泄洪壓力。透水路面道路可以有效地補(bǔ)充地下水資源，節(jié)省雨水回用的成本；還可以有效地減少雨水徑流中污染物，對于北方水資源匱乏的城市，尤為重要。透水路面道路的路面是“會呼吸的路面”，減少城市的熱島效應(yīng)可以美化城市的環(huán)境；還可以減少行車噪音，創(chuàng)造舒適的生活空間。透水路面道路有助于提高行車安全性。排水路面與傳統(tǒng)密級配混合料路面相比，排水效果存在巨大差異，如圖1 所示。

圖1 排水路面與傳統(tǒng)路面的排水效果比較

前方車輛輪胎高速旋轉(zhuǎn)帶來的水花和水霧，嚴(yán)重影響后面車輛的司機(jī)視線。排水性瀝青路面的排水速度快，因此減少水花、水霧現(xiàn)象。雨中的排水性瀝青混合料路面與密級配瀝青混合料路面水花、水霧的情況對比，如圖2 所示。

圖2 排水路面與傳統(tǒng)路面產(chǎn)生的水花和水霧比較

2 透水路面的材料和結(jié)構(gòu)

透水瀝青路面和混凝土路面在國內(nèi)外已經(jīng)有相當(dāng)規(guī)模的應(yīng)用。下面分別闡述兩種路面的材料和結(jié)構(gòu)。透水瀝青路面的瀝青混合料壓實后空隙率還可以達(dá)到20%，遠(yuǎn)大于常規(guī)瀝青混合料的空隙率，因此能夠在路面內(nèi)部形成排水通道，屬于開級配瀝青混合料，結(jié)構(gòu)是單一粒徑碎石按照嵌擠機(jī)理形成骨架-空隙結(jié)構(gòu)。在降雨較多，排水壓力大的地區(qū)，透水瀝青路面各結(jié)構(gòu)層次的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示。

圖3 透水瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)圖

透水路面的瀝青混合料結(jié)構(gòu)厚度要保證能夠承受基層層底拉應(yīng)力。透水瀝青混凝土應(yīng)該采用高黏度的瀝青，透水混凝土是按一定比例的粗集料、細(xì)集料、膠結(jié)料、外加劑和水加工成型，具有連續(xù)的孔隙[5]，其中粗集料較多，細(xì)集料很少甚至沒有。透水混凝土路面面層的孔隙率可達(dá)20%，級配碎石層的孔隙率可達(dá)36%，雨水也可以透過地表空隙蒸發(fā)。透水混凝土路面各結(jié)構(gòu)層次的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4 所示。

圖4 透水混凝土路面結(jié)構(gòu)圖

由圖1 和圖2 所見，透水瀝青路面和透水混凝土路面的主要特點有儲水和排水功能。對水泥混凝土透水路面，面層功能是承受汽車荷載、透水、儲水、抗滑、抗磨耗?；鶎庸δ艹顺惺芎奢d，更多的是儲水、透水，還要減少毛細(xì)水上升高度，緩解含水土基的凍脹對路面整體穩(wěn)定性的不利影響。透水瀝青路面和透水混凝土路面材料主要是水泥穩(wěn)定粗集料，級配類型為開級配，空隙率大于20%。當(dāng)路面內(nèi)部可能出現(xiàn)自由水滯留時，可采用瀝青碎石或骨架空隙型水泥穩(wěn)定碎石或級配碎石做排水基層。儲水基層設(shè)計和施工，是透水路面設(shè)計和施工的重要環(huán)節(jié)，其厚度對發(fā)揮透水路面道路的功能，有著顯著影響。傳統(tǒng)路面與透水混凝土路面的比較分析，如表1 所示。

表1 傳統(tǒng)路面與透水混凝土路面比較分析

由表1 可見，透水混凝土路面優(yōu)點多，可以推廣應(yīng)用。透水瀝青路面和透水混凝土路面的環(huán)境和社會效益比較突出。

3 透水瀝青路面和透水混凝土路面施工

透水瀝青路面的施工主要根據(jù)《排水瀝青路面設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行，由于我國道路交通量較大，夏季降雨容易出現(xiàn)暴雨，因此典型透水瀝青路面選用半剛性基層的透水瀝青路面，主要特點是要采用高黏度改性瀝青膠結(jié)料。

鋪裝透水混凝土攤鋪施工時，需要用平板夯壓實，通常選擇1.25 的松鋪系數(shù)。上面層混凝土選擇1.32 的松鋪系數(shù)。攤鋪平整以后，框架式整平機(jī)壓實，抹光機(jī)磨平[5]。這些都是透水瀝青路面和透水混凝土路面施工的特殊要求。

4 結(jié)束語

（1）透水瀝青路面和透水混凝土路面的主要特點是可以儲水、排水。

（2）因為透水瀝青路面地表孔隙率大，透水面層的孔隙率20%左右，級配碎石層的孔隙率為36%左右，雨水還可以透過地表空隙蒸發(fā)。面層和基層功能與傳統(tǒng)路面不同。

（3）透水混凝土路面的材料組成有特點，使用功能有優(yōu)點，值得推廣應(yīng)用。

（4）總結(jié)了透水瀝青路面和混凝土路面的優(yōu)缺點、結(jié)構(gòu)和材料方案。

（5）總結(jié)了透水瀝青路面和透水混凝土路面施工等技術(shù)問題。