透水鋪裝材料在城市小區(qū)中的應用

陳輝煌

海綿城市建設應實現(xiàn)自然降雨的收集、儲存、凈化和蓄積，推動水資源的高效與重復利用。但在城市建筑中，由于大量使用非透水性鋪裝材料，自然降雨無法滲透并在地面形成積水，甚至造成洪澇災害，加劇我國城市洪澇治理的難度和城市規(guī)劃建設的復雜度[1]。非透水性鋪裝材料還會切斷地下水與地表水之間的聯(lián)系，導致地下水位下降，影響城市生態(tài)平衡，加大城市綠化管養(yǎng)成本。

通過工程實踐表明，透水鋪裝材料具有良好的經濟效益和生態(tài)效益。本文結合寶珊花園潮江苑硬景工程項目，深入分析了透水鋪裝材料在小區(qū)硬質鋪裝中的應用，以期為同類工程施工提供參考。

1 透水鋪裝材料的種類

透水鋪裝結構可分為墊層、基層和面層，面層的鋪裝材料包括透水瀝青、透水混凝土和透水磚3 種。不同鋪裝材料的適用性不同，工程施工單位可結合透水鋪裝材料的特點進行選擇和應用[2]。

1.1 透水瀝青鋪裝材料

透水瀝青材料即由改性瀝青、消石灰和纖維混合形成的新型透水鋪裝材料，屬于半透水性鋪裝材料，骨料孔隙率為8%～22%。其結構層與密級配瀝青混凝土路面結構一致，兩者的區(qū)別在于密級配路面通過縱橫坡排出雨水，而透水瀝青則借助大孔隙率開級配結構，和路面?zhèn)扰潘芘懦鲇晁瑢崿F(xiàn)路面降雨集中排出[3]。

透水瀝青鋪裝材料是大孔隙結構，透水性能良好，可顯著減少路面積水產生的反光和打滑問題，有效提高道路通行的安全性。同時，透水瀝青鋪裝材料吸塵降噪效果良好，可顯著降低車輛與路面摩擦產生的噪聲。

1.2 透水混凝土鋪裝材料

透水混凝土鋪裝材料主要采用整體現(xiàn)澆工藝，由水泥、添加劑、骨料及水拌和制成，具有透水、輕質、透氣等功能。透水混凝土孔隙率可達到15%～25%，骨料間隙結構呈蜂窩狀結構且分布均勻，滲透系數(shù)一般為2.0 ～12 mm/s。這種多孔結構有利于緩解城市的排水壓力，具有凈化水質、儲存水分和吸聲降噪的作用[4]。

1.3 透水磚材料

透水磚即滲水磚，其孔隙率可達到20%～25%，透水率為200 mm/s，是常見的塊狀透水鋪裝材料。該工程中透水磚材料主要用于人行道鋪裝，其透水性主要通過透水磚材料多孔透水結構和拼接縫形成的透水通道實現(xiàn)[5]。

透水磚材料主要包括陶瓷透水磚和非陶瓷透水磚，陶瓷透水磚以固體工業(yè)廢料和建筑垃圾為生產原料，經粉碎、成型和高溫燒結成型；非陶瓷透水磚以非金屬材料為主要材料，添加有機或無機粘結劑后加工固化成型[6]。常見的非陶瓷透水磚包括彩石環(huán)氧通體透水磚、生態(tài)砂透水磚、彩石復合混凝土透水磚以及聚合物纖維混凝土透水磚等。

2 透水鋪裝工程概況與施工技術要點

2.1 工程概況

寶珊花園潮江苑硬景工程項目位于福建省泉州市東海街道寶珊花園內，其工程建設內容主要有園建、結構、水施、電施等專業(yè)工程，具體包括景觀道路和廣場鋪裝、設備間裝飾、汀步、擋土墻玻璃欄桿、室外箱外部裝飾、風水石區(qū)水景、林地臺階、漫步道休閑平臺、無障礙坡道欄桿、景觀小品以及地面鋪裝等。根據(jù)工程規(guī)劃設計，該工程道路和廣場鋪裝采用透水性瀝青鋪裝材料，以此改善城市熱島效應和降雨積水的洪澇問題。

2.2 施工技術要點

該工程的道路鋪裝中，施工單位主要采用透水混凝土鋪裝材料，路面結構自上而下依次為細粒級透水混凝土面層（厚度60 mm，孔隙率18%～25%，滲透系數(shù)不小于800 mL/15 s）、大空隙透水水泥混凝土層（厚度150 mm，透水率不小于1 mm/s）、碎石墊層（厚度150 mm，壓實度不小于93%）和土基層。其中，碎石墊層內埋設聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，PVC）過塑鋼絲構成的框架結構軟式透排水盲管，盲管與雨水井連接。透水混凝土施工技術要點如下。

2.2.1 施工材料

該工程中，透水混凝土的等級為C25，透水速率為2 mm/s，原材料選用PO42.5 普通硅酸鹽水泥，斷級碎石粒徑為6 ～8 mm 和10 ～20 mm，微硅粉選用細度為45 μm 的優(yōu)質硅粉，減水劑選用減水率為19%的萘系高效減水劑。按水膠比0.32 進行配合比設計，混合料中抗壓強度達到29.2 ～31.4 MPa，孔隙率約為15.3%～17.6%，透水率達到2.6 ～3.1 mm/s。透水混凝土底層與面層的配合比及性能詳見表1。

表1 透水混凝土底層與面層的配合比及性能

為保證透水混凝土拌和均勻，該工程采用異強制式攪拌機攪拌，攪拌時間不小于5 min，確保水泥包裹骨料，提高混凝土的粘聚力與均質性。

2.2.2 施工準備

施工前，施工單位應加強路面基礎處理。透水混凝土攤鋪施工前，應將素土夯實3 遍，采用10 t 雙鋼輪壓路機碾壓施工，并檢查路面基層壓實度，確保壓實度不小于90%。待路基夯實后，測量、復核基層的標高、寬度和平整度，確保平整度偏差小于等于10 mm，中心線偏差小于等于10 mm，經工程監(jiān)理檢查合格后方可繼續(xù)施工。根據(jù)路基控制邊線分區(qū)立模，立模施工中嚴格控制立模高度、垂直度和泛水坡度，路基斜向邊溝坡度為1%～2%，便于路基排水[7]。

2.2.3 碎石墊層和大孔隙透水混凝土層施工

待立模施工完成且經檢查復核無誤后，在素土底基層滿鋪300 g/m2無紡土工布，接縫部位重疊20 cm，防止雨水滲透時路基泛漿堵塞透水混凝土孔隙。待土工布鋪設完成后，攤鋪100 mm 厚碎石墊層，碎石采用5 ～20 mm 級配碎石。碎石墊層攤鋪時，同步敷設管徑75 mm的PVC 過塑鋼絲構成的框架結構軟式透排水盲管，盲管與雨水井連接，以便及時排除碎石基層內的滲水。

大孔隙透水混凝土層施工時，由于透水混凝土屬于干性混凝土，易初凝且水分蒸發(fā)快，施工單位在運輸車輛到場后應及時組織攤鋪。大面積攤鋪時采用分段分路幅攤鋪方法，松鋪系數(shù)為1.1 ～1.2?，F(xiàn)場攤鋪時，將混凝土均鋪后，根據(jù)攤鋪標高控制線使用刮板刮平處理，并借助平板振動機低頻振動整平混凝土，避免采用大噸位高頻振動碾壓設備，防止混凝土層過于密實減少孔隙率，影響透水效果。待平板整平后，由人工抹平處理并覆蓋養(yǎng)護管理，減少透水混凝土層的水分蒸發(fā)。

2.2.4 透水混凝土面層施工

由于透水混凝土的初凝時間短，現(xiàn)場到料后施工單位應及時攤鋪施工。透水混凝土路面攤鋪施工中，施工單位沿道路攤鋪混凝土，按1.1 ～1.2 的松鋪系數(shù)整平處理，按1.10 ～1.15 的松鋪系數(shù)攤鋪透水面層。攤鋪過程中，為保證透水混凝土路面滲透系數(shù)，避免二次攤鋪，施工單位應對邊角、轉彎等部位采取人工補料和壓實處理措施。

待透水混凝土攤鋪完成后，施工單位采用專用低頻振動機進行振動壓實處理。振動壓實過程中，禁止在同一位置長時間振動，以免出現(xiàn)混凝土離析現(xiàn)象和過于密實的情況。同時，為避免上人施工時因自重造成混凝土面層破壞，現(xiàn)場施工人員應穿戴減壓鞋施工。

混凝土抹壓施工完成后，為確保路面施工質量，防止路面失水干縮形成貫穿裂縫，施工單位應加強養(yǎng)護管理，在透水混凝土表面覆蓋保濕膜和土工布等，根據(jù)路面干燥情況灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護期不少于14 d，養(yǎng)護期間保持路面濕潤。灑水采用噴淋方式，嚴禁使用高壓水槍沖灑，防止高壓水槍沖刷造成細石顆粒松動與脫落。養(yǎng)護期結束前禁止車輛通行，保持路面透水混凝土孔隙清潔，防止因泥土、油污類污染造成路面孔隙堵塞；同時，避免因路面結構未達到設計強度而造成路面破壞。

2.2.5 路面噴涂封閉劑

為進一步提高透水混凝土路面的美觀性和耐久性，避免因泥沙污染造成路面孔隙結構的堵塞，待透水混凝土路面養(yǎng)護7 d 且干燥成型后，施工單位應使用透明封閉劑進行表面涂刷處理。該工程的封閉劑和稀釋劑按1 ∶1 比例混合，采用無氣噴涂機進行噴涂施工，單位面積用量為0.2 kg/m2。封閉噴涂施工時，噴槍距路面高度為30 ～50 mm，噴涂過程保持高度一致，確保路面噴涂均勻，無漏噴現(xiàn)象。封閉劑噴涂后養(yǎng)護3 d，待封閉劑完全硬化前，路面禁止上人。

2.3 伸縮縫施工

待混凝土強度≥15 MPa 時施工透水混凝土伸縮縫，脹縫寬度為20 ～25 mm（見圖1），縱向間隔20 ～35 m。采用假縫方式留置伸縮縫，縫寬5 ～8 mm，切縫深度大于面層厚度，為面層厚度的1/2 ～1/3 且不小于20 mm；采用彈性填縫膠材料填縫，深度10 ～20 mm，嚴禁采用熱流性材料，防止其滲透至孔隙中造成堵塞。

圖1 透水混凝土伸縮縫填隙（來源：作者自繪）

3 透水鋪裝經濟效益分析

采用新型透水瀝青鋪裝材料，以大空隙結構透水混凝土層作為路面承載層，透水瀝青材料作為面層，能夠滿足雨水快速下滲的功能要求以及道路路用的耐磨與承載力性能要求。通過采用透水鋪裝材料和施工技術，泉州市的年均降雨按1 200 mm 計，5 342 m2透水地坪可蓄水達6 410.4 m3，工業(yè)用水按3.0 元/m3計，年收益約為1.9 萬元。同時，透水鋪裝施工有利于調節(jié)泉州市的微氣候和人居環(huán)境，生態(tài)效益和經濟效益良好。

4 結語

透水鋪裝材料作為一種新型環(huán)保材料，具有透水性高、散熱性能良好、防滑降噪、易清理以及生態(tài)價值高等特點。自然降雨經透水鋪裝材料滲流過濾，能夠避免路面、廣場積水引起的通行安全問題，有效改善雨水二次污染問題，實現(xiàn)雨水資源的有效收集、蓄積與利用，改善城市熱島效應和排水防洪難點問題，實現(xiàn)城市硬質鋪裝與生態(tài)環(huán)境保護的有機銜接。由此可見，透水鋪裝材料在海綿城市建設中具有不可替代的作用。