透水混凝土路面排水防澇設(shè)計(jì)

改造者：楊婷惠 蘇有文 趙 樸 劉 赟 王駿婷

透水混凝土路面排水防澇設(shè)計(jì)

改造者：楊婷惠 蘇有文 趙 樸 劉 赟 王駿婷

透水混凝土路面不僅具有良好的透水性能，還具有較強(qiáng)的容水性能，因此能有效地緩解城市排水系統(tǒng)的泄洪壓力，有利于城市排水防洪。作為綠色生態(tài)型混凝土，透水混凝土路面的徑流曲線平緩，峰值較低，并且流量緩升緩降，具有廣闊的應(yīng)用前景。本文著重從透水路面設(shè)計(jì)及透水路面設(shè)計(jì)流程等研究透水混凝土路面，為其在實(shí)際工程中的應(yīng)用提供一定的理論參考。

城市化的快速發(fā)展，改變了區(qū)域自然肌理，地面過度硬化導(dǎo)致地表徑流劇增，夏季集中降雨時(shí)，雨水只能通過排水系統(tǒng)排入河流，容易造成洪澇災(zāi)害，增加城市排水負(fù)擔(dān)，面對(duì)暴雨，城市應(yīng)急管理脆弱，因此城市防洪排澇是中國城市集體面臨的現(xiàn)代性難題。透水混凝土路面不僅具有良好的透水性能，還具有較強(qiáng)的容水性能，因此能有效地緩解城市排水系統(tǒng)的泄洪壓力，有利于城市排水防洪。

透水混凝土路面即采用透水混凝土混合物攤鋪施工或以透水磚鋪設(shè)的路面，根據(jù)其斷面結(jié)構(gòu)可分為直滲型、導(dǎo)向滲透型和雨水收集型。目前透水混凝土路面可用于輕交通路面、景觀路面和承載路面（試用）。作為綠色生態(tài)型混凝土，具有良好的生態(tài)環(huán)境效益，如緩解城市“熱島效應(yīng)”、降低交通噪聲、改善光環(huán)境和出行環(huán)境、美化環(huán)境，尤其是對(duì)水資源保護(hù)作用等。

透水路面設(shè)計(jì)

在用透水混凝土進(jìn)行路面系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了讓雨水直接降落到路面上以外，還應(yīng)考慮如何處理降水問題，即“被動(dòng)式”和“主動(dòng)式”徑流緩解。被動(dòng)的緩解系統(tǒng)能夠收集大量降水，但不宜處理臨近區(qū)域非透水面層流入的過剩徑流。主動(dòng)式徑流緩解系統(tǒng)，不僅能夠維持特殊水平面的徑流，還可以處理建筑物、不透水路面等部分的徑流。

預(yù)期的降水量、路面特點(diǎn)和地下土壤性質(zhì)等是透水混凝土路面設(shè)計(jì)需要考慮的重點(diǎn)因素。滲透性和存儲(chǔ)能力是設(shè)計(jì)透水混凝土路面及雨水處理系統(tǒng)時(shí)要考慮兩個(gè)條件，應(yīng)保證不出現(xiàn)由于滲透能力差或儲(chǔ)存能力不夠?qū)е碌乇韽搅鬟^量的問題。設(shè)計(jì)的滲透率必須滿足所有降水都能滲入透水混凝土表面。假設(shè)滲透率為140L/（m2.min），則在到達(dá)滲透極限之前，至少應(yīng)容納0.24cm/s的降水。要使降雨不從路面流失，保證雨水能在路面內(nèi)部存儲(chǔ)并向路基土滲透，則路面本身應(yīng)具有透水性和與之相適應(yīng)的厚度，并且在此厚度內(nèi)的孔隙內(nèi)足以儲(chǔ)存降雨量減去路基土滲透量后的水量，路面厚度見式（1）：

式中—透水性路面的平均孔隙率（%），—路基土的平均滲透速度（cm/s），—降雨強(qiáng)度（mm/h），—雨水的持續(xù)時(shí)間（min）。

其中a、b為地區(qū)修正系數(shù)。

若經(jīng)過某段時(shí)間的持續(xù)降雨，路面表面達(dá)到一定深度的飽和程度，雨水多孔性鋪裝孔隙中的水達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，路面的滲水能力可以采用達(dá)西（Darey）公式：

透水性路面下墊層的透水性直接影響整個(gè)透水路面的最終效果，透水性能最好的墊層是礫石墊層，最差的是黏土。通常，滲透率為12mm/h的土壤適合做透水混凝土路面的下墊層，滲水性差的土壤如黏土必須經(jīng)過修復(fù)和改造才能作為地基。當(dāng)土壤不透水時(shí)，必須在其面上鋪設(shè)一定厚度的透水墊層且厚度需滿足處理特殊建筑場地所引起的額外水流要求，除此之外，通過在路基或保留區(qū)挖排水渠、儲(chǔ)水井并以級(jí)配較小的石子填充，也可以實(shí)現(xiàn)雨水補(bǔ)給地下水。

雨水收集系統(tǒng)的洪峰降雨量、日降雨總量分別由式（4）、（5）計(jì)算，其中工程用地匯水面積按水平投影面積計(jì)算，與形狀、坡度等其他因素?zé)o關(guān)。

透水路面的透水能力指標(biāo)—容水量，具體計(jì)算如下（1）確定總排水量；排水管和出水管的排水量，按曼寧公式計(jì)算確定：

雨水在透水混凝土層的滲流量，近似按達(dá)西定律確定：

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.18.031