淺談城市透水性路面

倪文國

(衡水市公路勘測設計所)

我國的大多數城市都喜歡選擇整齊漂亮的石板材或水泥等不透水路面,包括人行道、自行車道、郊區道路、露天停車場、庭院和街巷的地面以及公共廣場等。但在美觀的同時,人們卻承受著硬化路面所帶來的環境危害。如,不能通透雨水,使得雨水對地下水的補充被阻斷;雨水在地面匯集,大量集中在機動車和自行車道上,引起交通堵塞;雨水從地面流失或被蒸發,使城市揚塵污染加重,地面平均溫度升高,能源消耗加大等。

1 硬化路面的危害

硬化路面雖然整齊耐用,但其最大缺點就是不透水。路面不透水,使得降雨時雨水對地下水的補充完全被阻斷,在依賴地下水作為飲用水源的城市,會使下降的地下水位難以回升;相反,雨水從路面流失到排水管道排泄,使城市變為地表干燥的缺水地區,加重城市揚塵污染,還會因地表干燥而給城市綠化帶來很大困難。下大雨時,雨水排泄不暢,將在城市的大街小巷形成水淹狀況,或者使城市邊上產生水災。而且雨水在路面淤積,一方面會引起交通堵塞,加重機動車尾氣排放的污染,另一方面,雨水橫流時會溶入大量城市污染物,如汽車排放的重金屬、輪胎的磨損物、生活垃圾,建筑工地上的粉塵和化學物、城市草地噴灑的農藥等等,這些雨水經管道直接排放到當地河流中,會造成污染。大雨時在路面形成的水坑常常會存在好幾天,很容易產生流行病,極大地影響著城市衛生。

其次,硬化路面吸收、儲存并反射太陽的熱量,可使地面平均溫度升高幾度。這會增加城市夏季的炎熱,減少城市生活的舒適感,同時增加城市生活中為降溫付出的能源消耗。城市建設者們忽視了一個問題,美觀不等于舒適,人們是在舒適中尋找美觀,而不是在美觀中舒適。

硬化路面還會引起諸多環境和生態負效應,如使路面的空氣交換和空氣濕度降低,與城市中日益加重的空氣污染相結合,形成城市熱島效應,對本地植物和動物的生存十分有害,會影響到由這些植物、動物組成的地面生態系統和生物活動;硬化路面使一些相互依賴生長的植物群和動物群的生態空間被分離開來,這對保護城市中的小生態(生態小島)極為不利。

2 透水性路面的優點

與硬化路面相比,透水性路面具有諸多生態方面的優點,具體表現在以下幾方面。

(1)雨水能夠迅速地滲入地表,還原成地下水,使地下水資源得到及時補充;

(2)提高地表的透氣、透水性,保持土壤濕度,改善城市地表生態平衡;

(3)吸收車輛行駛時產生的噪聲,創造安靜舒適的交通環境。雨天能防止路面積水和夜間反光,改善車輛行駛、以及行人行走的舒適性與安全性;

(4)透水性路面材料具有較大的孔隙率,能蓄積較多的熱量,有利于調節城市地表的溫度和濕度,消除熱島現象。

3 透水性路面的型式

3.1 非行車道透水性路面

20世紀 90年代以來,國際上流行用透水性材料來覆蓋城市的路面,或將以前鋪設的一些硬化路面改為透水性路面,以增強城市的生態效果。具體辦法有以下 6種。

(1)鋪雜草地。這種雜草地由腐殖質和雜草組成,草皮較厚,適合于多種露土的遮蓋。

(2)鋪露草方格磚。混凝土通透蜂窩磚的中間用腐殖質填上,草地種子生長其中,可保證 40%的綠色面積,適合于露天停車場或自行車道路面。

(3)鋪地磚草皮拼接型路面。地磚與地磚之間留出一定距離,之間用泥土連接,草生長于泥土上。這樣的路面,草和植物生長的綠色連接部分約占 35%,適合于公園和人行道路面。

(4)鋪鵝卵石、碎石路面。路面由大小較為均勻的鵝卵石或小石頭散落鋪成,通透性強,不長雜草,適合于房舍周邊、人行道邊難以綠化的露土地面等。在中國園林中,碎石蓋路方法的使用非常廣泛,現在在歐洲國家的公園和校園也越來越多地使用此法。

(5)鋪路使用透水性地磚。這種磚有許多滲漏性孔,連接處由透水性填充材料拼接,適合于人行道、步行街巷的地面。

(6)使用孔型磚加碎石地面。這種地面由四角帶孔的地磚鋪成,孔中撒入小鵝卵石或小碎石以保證雨水順利通透,好處是不生雜草,地面的熱反射大大低于全硬化路面。

以上鋪路方法都能在中國古建筑(如故宮和頤和園)中找到原型,我國古代一直把水作為生存地的靈氣,城市總是依水而建。這也被當今國際城市環境和生態保護專家學者推崇備至。

目前,環保先進國家和城市的新做法還包括盡量保護和保留本地的野草資源即野草地,構成城市中的小生態島,調節城市中人們的生活情調和滿足成人與孩子對自然界的向往;把過去人工栽種的單一綠草,重新種上本地野生草種,恢復城市本地生態特征;將過去鋪路蓋上的密封型水泥板去掉,用透水材料和方法來遮蓋露土。

3.2 行車道透水性路面

城市行車道可采用透水性瀝青混凝土或透水性混凝土。

透水性瀝青混合料具有一般瀝青混合料所沒有的特點,即較大的空隙率和大粒徑骨料含量較多。因此,透水性瀝青混合料具有一些優良的路用性能:(1)粗糙的路表面提高了抗滑性能;(2)良好的透水性能;(3)良好的吸音性能。因此無論對車輛行駛及環境保護都有益處。但正是因為其多孔特性決定了該混合料本身不能提供很大的力學強度,而且,由于透水性瀝青混合料自身的蓄水能力,結構內部在一定時間內可能會滯留一部分雨水,從而影響了使用壽命。所以,為了保證混合料多孔透水和使用壽命,就需協調力學強度和空隙率這一對矛盾,而協調兩者的關鍵就是合理的混合料配比與正確的材料選擇。

透水混凝土是采用單粒級粗骨料作為骨架,水泥凈漿或加入少量細骨料的砂漿薄層包裹在粗骨料顆粒的表面,作為骨料顆粒之間的膠結層,形成骨架—空隙結構的多孔混凝土材料,透水性混凝土是粗骨料顆粒間通過硬化的水泥漿薄層膠結而成的多孔堆聚結構,內部含有較多的孔隙,且多為直徑超過 1mm的大孔,因此具有良好的透水性,但同時強度比普通混凝土低很多。從優化原材料、調整配比、摻入礦物細摻料和有機增強等幾方面的措施來提高透水性混凝土的強度。

4 結束語

在中國的城市化建設如火如荼地開展的同時,人們感覺到城市越來越不適合人類居住,酷暑難耐、噪音污染、空氣污染等無時無刻不在影響著人們正常的工作和生活,究其原因就是城市規劃者或建設者不注重城市生態建設,沒有生態保護的觀念。

可喜的是,越來越多的人認識到硬化路面帶來的危害,因此盡量避免鋪設硬化路面已成為世界城市建設的共識和做法。應立法要求在任何重大建設項目開工之前,要經過環保、生態和可持續發展論證,并由社會公開討論,征集各界的看法和建議,這樣會使建設項目工程的決策提高一個水平,也有利于保護城市脆弱的生態系統。