淺析透水性材料在城市道路工程中的應(yīng)用

【摘要】透水性材料在道路工程中的應(yīng)用具有十分重要的意義，可以有效增強路面結(jié)構(gòu)的滲水能力，促使雨水高效滲透到地下，以緩解道路積水問題，減輕城市的排水和防洪壓力，并還原地下水。透水性材料的使用，能加強地表與空氣的熱量和水分交換，降低地表溫度，有力緩解城市的熱島效應(yīng)。文中介紹了透水性材料的基本性質(zhì)，列舉其在實際道路工程中的應(yīng)用，并對透水性材料的應(yīng)用前景進行展望。

【關(guān)鍵詞】透水性材料；道路工程；透水基層

【中圖分類號】TU992 【文獻標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-6028（2024）05-0007-03

0 引言

透水性材料應(yīng)用到道路工程中，能夠提高道路的排水性能，促進生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展。同時，透水性材料具備環(huán)保和可持續(xù)性的特點，符合現(xiàn)代社會對綠色、低碳發(fā)展的需求。因此，在道路工程中廣泛應(yīng)用透水性材料是一個重要的發(fā)展方向，對于推動道路工程發(fā)展具有重要意義。

1 透水性材料的基本性質(zhì)

1.1 概述

在道路工程中，透水性材料指的是能夠?qū)⑺ㄟ^孔隙結(jié)構(gòu)進行快速滲透，并且不會在道路表面形成積水的材料。現(xiàn)階段，透水性材料主要有兩種，分別是完全透水性材料和半透水性材料。前者能夠完全透水，后者只能透過一部分水。透水性材料具備獨特的多孔結(jié)構(gòu)，能夠有效地透水、滲水，這些材料通常由天然或人造的多孔材料制成。

1.2 分類

透水路面又稱之為“會呼吸的路面”，能夠?qū)⒆匀唤邓焖龠^濾并迅速向地下滲透，進而實現(xiàn)保護生態(tài)環(huán)境的良好效果。因此，這種作業(yè)模式是道路工程發(fā)展的主要趨勢，具有多種優(yōu)勢特征，如生態(tài)效益較強，水資源利用效率高等。在建設(shè)透水路面的過程中，需要統(tǒng)籌選擇材料，才能夠達成理想的施工目標(biāo)，充分發(fā)揮出透水路面的作用和價值[1]?，F(xiàn)階段，市面上常見的路面透水材料較多，按照材料的面層性質(zhì)，可分為以下幾種形式。

（1） 透水混凝土材料。又稱為多孔混凝土，原材料有骨料、水泥以及水。該材料屬于全透水類型，生態(tài)效益及環(huán)保效益要明顯優(yōu)于其他的路面鋪裝材料[2]。

（2） 透水瀝青料。是一種新型的混合鋪裝材料，主要的原材料有改性瀝青、纖維以及消石灰等，屬于典型的半透水類型材料，其孔隙率在20%左右。將透水混凝土與透水瀝青進行綜合對比分析可知，前者的強度明顯要更高，但成本也相對較高，在成本有限的情況下，優(yōu)先使用透水瀝青料。

（3） 透水磚。是一種小型的路面磚，主要的功能就是控制地面的下沉情況，在應(yīng)用透水磚的過程中，磚與磚之間要保留適當(dāng)?shù)目p隙，才能夠促使透水磚的作用最大化。另外，透水磚的孔隙率較高，在23%左右，透水率為15～20 cm/s。

2 透水性材料在道路工程中的應(yīng)用

2.1 透水瀝青混凝土

針對較小的降雨，路面水可直接進入地下排水系統(tǒng)，實現(xiàn)地表徑流的控制。此類路面適用于小區(qū)和停車場等場所，結(jié)合透水性材料可有效減少路面水對路基的影響。主要是利用地下排水系統(tǒng)來處理路面水，其中包括排水管道、排水井和泵站等設(shè)施。排水管道應(yīng)布置在道路兩側(cè)或者中央，以便將水順利地引導(dǎo)到排水井中。泵站則負責(zé)將儲存在排水井中的水抽出，輸送到指定地點進行處理。日常要確保地下排水系統(tǒng)的正常運行，定期檢查和維護管道、排水井和泵站等設(shè)施，如發(fā)現(xiàn)有堵塞或者損壞等問題，應(yīng)及時進行清理和修復(fù)。此外，采用輔助措施來提高地表徑流的控制效果。例如，在路面上設(shè)置雨水收集裝置，將路面水收集起來，然后通過地下排水系統(tǒng)進行排放。在透水性材料的科學(xué)利用下，實現(xiàn)減少路面水的流失，提升雨水資源合理利用，保證城市資源的可持續(xù)發(fā)展[3]。

2.2 透水水泥混凝土

首先，對使用情況進行科學(xué)分析。通過分析道路的使用頻率、交通流量以及車輛類型等因素，以此確定路面的設(shè)計要求和性能指標(biāo)。其次，合理地選擇全透水路面和半透水路面。全透水路面主要應(yīng)用在人行道和非機動車道中，這些區(qū)域因交通流量相對較小，可以有效地排除雨水，減少積水和滑倒的風(fēng)險，全面增強道路排水性能。而半透水路面主要應(yīng)用在輕型荷載道路中，這些道路通常承受較大的交通流量，可以在保證排水性能的同時，提供足夠的承載能力，以滿足輕型車輛的需求。另外，在進行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，還需要考慮地基條件、材料選擇和施工工藝等因素。地基條件是決定路面穩(wěn)定性和耐久性的重要因素，在設(shè)計過程中，應(yīng)對地基進行詳細的調(diào)查和評估，確保能夠承受路面的重量和交通荷載。而透水性材料的選擇是整體結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)具有良好的透水性、強度和耐久性?？紤]到性能指標(biāo)、成本和可獲得性等因素，保證所選材料能夠滿足設(shè)計要求。透水路面的施工需要嚴(yán)格按照設(shè)計要求進行，確保施工質(zhì)量和工期的控制。同時，注意材料的攪拌、澆筑和養(yǎng)護等環(huán)節(jié)，保障路面的均勻性和密實度，以此強化路面性能[4]。

在透水水泥混凝土路面運用中，接縫是路面結(jié)構(gòu)中的重要組成部分。通過將不同路段或不同施工層之間高效連接，實現(xiàn)傳力桿的應(yīng)用，保證整體路面延長使用年限。接縫位置還應(yīng)符合結(jié)構(gòu)力學(xué)的要求，能夠承受車輛荷載和環(huán)境因素的影響。同時，還要考慮到施工的可行性和便捷性，避免施工位置過于復(fù)雜或難以處理。在施工過程中，需要確保接縫與基層透水性材料的一致性。材料應(yīng)具有與基層材料相匹配的強度、耐久性和透水性，以確保接縫的穩(wěn)定性和使用壽命，強化水泥路面的各項性能。此外，還需要注意接縫的處理和維護工作。處理工作包括清理、填充和壓實等步驟，保障施工的密實度和平整度。維護工作包括定期檢查和修補接縫，防止因長期使用出現(xiàn)的損壞或松動現(xiàn)象，降低路面性能，對周邊產(chǎn)生不良影響。

2.3 透水磚鋪裝

目前，透水磚主要有兩種類型。

（1） 石米地毯。在制作石米地毯時，首先需要將含有纖維的樹脂與鵝卵石、五彩石等裝飾物與透水性材料混合在一起，通過將裝飾物與樹脂混合，實現(xiàn)石米地毯的構(gòu)建。實際應(yīng)用時，由于樹脂的加入，使他具備較高的硬度和耐久性。在長時間的使用中，仍能夠保持其形狀和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，不易變形或損壞。此外，可通過選擇不同的裝飾物和樹脂的顏色，制作出各種不同顏色的石米地毯。其多樣性可保證適應(yīng)不同的環(huán)境和風(fēng)格，滿足人們對色彩的不同需求。因為樹脂的加入，使石米地毯能夠有效地排水，避免積水和滋生細菌的問題。透水性的提升能夠保持地面的干燥和清潔，強化路基通風(fēng)效果，減少異味和濕氣的產(chǎn)生。石米地毯由于表面光滑平整，可以使用水和清潔劑進行清潔。同時，由于具有較好的耐磨性和耐候性，能夠經(jīng)受住日常使用中的摩擦和清洗[5]，使其清潔和養(yǎng)護工作相對方便。

（2） 砂基透水磚。由于制作工藝復(fù)雜，表面致密的特點，灰塵和雜物無法輕易進入磚體內(nèi)部，不會對透水性能產(chǎn)生負面影響，可延長其使用壽命。砂基透水磚與傳統(tǒng)透水磚相比，優(yōu)勢在于其制作工藝的改進。傳統(tǒng)透水磚的表面粗大，容易受到灰塵和雜物的堵塞，長時間使用后，無法有效發(fā)揮透水作用。而砂基透水磚通過將磚的表面制作得十分致密，可有效地防止灰塵和雜物的進入，避免了堵塞問題的發(fā)生。砂基透水磚在體育館中的應(yīng)用比較廣泛，并且取得了良好的效果。實際使用時，能夠保持場地干燥、清潔，快速將水分加以消除，防止出現(xiàn)積水滑倒問題。

2.4 透水基層

透水性材料在道路工程中的應(yīng)用主要是作為道路基層，與道路表層形成復(fù)合結(jié)構(gòu)。這種材料的運用不僅能夠提高道路的承載能力，還能夠有效地排除雨水，防止道路積水和侵蝕。

在道路基層的建設(shè)中，基層是道路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，直接承受車輛和行人的壓力，因此需要具有足夠的強度和穩(wěn)定性。由于良好的透水性能，可以有效地排除道路基層中的水分，防止水分對道路基層的破壞，提高道路基層的穩(wěn)定性和使用壽命。同時，透水性材料還可以與道路表面層一起構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)。復(fù)合結(jié)構(gòu)是指由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組成的結(jié)構(gòu)，不同材料結(jié)構(gòu)可以充分利用各種材料的優(yōu)點，提高整體的性能。在道路工程中，透水性材料和道路表面層的組合可以形成一個既能承受壓力，又能排水的復(fù)合結(jié)構(gòu)，全面增強道路的整體性能。

由于透水性材料自身的特性，應(yīng)用在道路表面層可以提高道路表面的耐磨性和抗滑性，還可以通過透水性材料的排水功能，有效地排除道路上的雨水，減少道路積水和路面結(jié)構(gòu)的侵蝕。應(yīng)用到道路基層時，會大幅度提升基層強度，排出基層水分，提升使用年限，在兩者結(jié)合的復(fù)合作用下，道路工程效果會得到進一步提升。

3 透水性材料的應(yīng)用前景分析

3.1 應(yīng)用透水性材料的意義

科學(xué)應(yīng)用透水性材料，不僅能夠提升路面的排水性及抗滑性，還能夠緩解城市內(nèi)澇、優(yōu)化城區(qū)生態(tài)環(huán)境等。因此，正確認識透水性材料，并進行合理運用，對現(xiàn)代道路工程的發(fā)展具有重要的意義。結(jié)合工程實際情況，制定出科學(xué)合理的透水性路面設(shè)計、施工方案。透水性材料在道路工程中應(yīng)用的現(xiàn)實意義，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1） 延長路面使用壽命。通過對透水路面結(jié)構(gòu)體系的分析可知，材料主要由可滲透材料、壓實層以及可透水層等多個層面構(gòu)建而成，進一步提高了路面的透水性。一方面能夠有效緩解因暴雨天氣導(dǎo)致道路表面積水量較大的問題，避免出現(xiàn)水浸現(xiàn)象；另一方面能夠在一定程度上減少卷土現(xiàn)象，例如剎車之后的卷土問題等，同時減少對路面的磨損，進而提高路面的使用年限。

（2） 緩解城市熱島效應(yīng)。城市內(nèi)大量的混凝土路面、建筑墻面等人工構(gòu)筑物，具有較強的導(dǎo)熱特性，能吸收更多的太陽輻射，使空氣中的熱量增多，導(dǎo)致城市溫度升高，形成熱島效應(yīng)。利用透水性材料建設(shè)的道路工程，能夠通過路面的孔隙結(jié)構(gòu)對外部熱量進行吸收，避免道路表面在夏季出現(xiàn)溫度過高的情況，進而實現(xiàn)對城市熱島效應(yīng)的有效改善。

（3） 減輕城市的排水和防洪壓力。普通道路路面結(jié)構(gòu)的透水性不佳、排水速度較慢，在遇到強降水天氣的情況下，容易導(dǎo)致雨水在道路表面積聚，引起交通不便，進而導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)的破壞。若在道路建設(shè)時使用透水性材料，將大幅度提升道路的滲水能力，使雨水快速滲透到地下，結(jié)合排水設(shè)施，有效緩解城市的防洪壓力，提升道路交通的安全性。

3.2 透水性材料的發(fā)展前景

適用于路面工程的透水性材料較多，不同材料的優(yōu)勢特征及功能，存在一定的差異性。在路面工程的實施過程中，結(jié)合實際情況，選擇合適的透水材料類型，在保證路面施工質(zhì)量的前提下，充分考慮道路耐久性、環(huán)境友好性、城市美觀性等要素，為城市的發(fā)展建設(shè)出高質(zhì)量、高水平的道路。

透水性材料在未來還需要在以下幾個方面進行提升和優(yōu)化。

（1） 對材料的制作工藝進行優(yōu)化。作為一個比較新興的道路鋪裝材料，現(xiàn)有的制備工藝成本較普通混凝土高一些，不利于大范圍推廣使用。成分與制備工藝的不同，會影響到材料的使用性能，因此，在未來需進一步提升相關(guān)技術(shù)用于材料、工藝的創(chuàng)新和升級。在保障質(zhì)量的基礎(chǔ)上，降低使用成本，將其經(jīng)濟性、實用性、美觀性相結(jié)合，促進透水性材料的廣泛應(yīng)用。

（2） 將透水性材料的適用范圍進一步推廣開。透水性材料在具有較強的透水性能基礎(chǔ)上，還保持較高的強度，并兼具吸聲降噪、緩解城市熱島效應(yīng)等的良好作用。透水性材料的應(yīng)用，對環(huán)境的保護和城市的發(fā)展來說都是較好的選擇，因此，在道路工程建設(shè)的范圍之外，其他工程上也可以在適當(dāng)情況下將透水性材料進行推廣使用，在建成良好設(shè)施的同時，為環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。

4 結(jié)語

文中探討在生態(tài)環(huán)境保護戰(zhàn)略深入推進的背景下，透水性材料在道路工程中的應(yīng)用方法。在建設(shè)道路工程的過程中應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況，科學(xué)選擇透水性材料，并規(guī)范操作施工技術(shù)。透水瀝青混凝土路面、水泥混凝土路面以及透水磚的鋪裝施工，既能夠提高道路工程的建設(shè)成效，還能夠?qū)⒕G色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的理念落到實處，促進經(jīng)濟效益、社會效益以及生態(tài)效益的同步發(fā)展。在道路工程中應(yīng)用透水性材料，為道路工程建設(shè)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級以及綠色發(fā)展，提供了新的方向和路徑，有利于社會經(jīng)濟的長效健康發(fā)展，生態(tài)文明工程的加快建設(shè)。

參考文獻

[1] 張永波，李博.淺談透水性材料在道路工程上的運用[J].中國房地產(chǎn)業(yè)，2019（30）：225-226.

[2] 魯星淏.瀝青路面施工技術(shù)及常見問題分析[J].建筑·建材·裝飾，2020（4）：82-83.

[3] 李嘉薏，鄒靜蓉，王剛，等.路基滲溝排水性能試驗研究[J].水利與建筑工程學(xué)報，2022，20（2）：222-228.

[4] 眭子凡，易文，劉益芳，等.防滑降噪瀝青混合料透水性能分析[J].工程建設(shè)，2021，53（3）：13-17.

[5] 賴文博.基于巨粒土填筑技術(shù)的路基施工要點分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018（21）：134.

[作者簡介]陳珍珍（1995—），女，湖北人，大學(xué)本科，助理工程師，研究方向：市政道路工程、橋梁工程的方案設(shè)計，市政道路交通組織設(shè)計。