透水性機動車路面在“海綿城市”建設中的應用

石 高 科

(諸暨市規劃設計院，浙江 諸暨　311800)

?

透水性機動車路面在“海綿城市”建設中的應用

石 高 科

(諸暨市規劃設計院，浙江 諸暨311800)

介紹了透水性機動車路面鋪設系統的概念及類型，闡述了透水性鋪設材料系統在實際工程中的應用現狀，指出透水性機動車路面鋪設系統在調節城市熱濕氣候環境方面具有極大的改良性和優越性。

透水性路面，鋪設材料，瀝青混合料，海綿城市

0　引言

海綿城市的提出對于生態良性循環有很大的指導意義，其中大城市道路用地面積占城市建設用地面積的15%～20%，而機動車道面積又占道路用地面積的很大一部分。另外機動車道路面又常用作大排水系統，因此機動車道路面是否有良好的透水性顯得格外重要。現在很多城市對大面積硬質鋪裝的選擇仍是沒有新意沒有創新，瀝青、混凝土、花崗巖鋪設路面，這種做法正在導致著生態環境惡化的不斷加快；而透水性機動車路面是能夠改變現狀的比較理想的選擇，與傳統的密實性城市人工路面鋪設相比，透水性機動車路面鋪設系統在調節城市熱濕氣候環境方面具有極大的改良性和優越性，透水性機動車路面的種類多種多樣，只有能夠清楚了解各種透水性鋪設的做法，才能夠正確地將其運用于城市機動車路面鋪設設計中，使城市路面設計在各個方面體現人與環境的和諧共發展。

1　透水性機動車路面鋪設系統的概念及作用

透水性機動車路面鋪設系統是指將透水性優良，空隙率高的鋪設材料應用于面層、基層、墊層甚至土壤基層，并且在保證必要的路用強度、耐磨性和長久性的前提下，使路面上的水能夠及時順利進入鋪設路面結構內部，或者通過具有臨時貯水能力的基層，直接下滲入土壤基層，或者進入鋪面內部排水管然后排除，使雨水及時順利進入地下和消除地表徑流避免形成地表積水等目的的機動車路面鋪設形式[2]。

透水性機動車路面鋪設系統代替不透水鋪設形式可以有效緩解城市不透水的硬化路面對于城市地下水資源的負面影響。透水性機動車路面鋪設系統的多孔結構形式能使在其上行駛著的車輛的輪胎噪聲、機械噪聲降低,對整個交通的聲環境是有利的。透水性機動車路面鋪設系統下墊層的土壤中富含的毛細水在太陽輻射作用下的蒸騰作用，緩解了“熱島效應”。透水性機動車路面鋪設系統兼有城市防洪防澇的作用，也有改善城市光環境方面的作用[3]。

2　透水性路面鋪設系統的分類、做法及優點

透水性路面鋪設系統作為一種比較先進的鋪設類型，從鋪設的最上面至土壤基層的各個結構層都要具有良好的透水性，并且還得保證它具有優良的承載能力以及穩定性，這就對透水路面鋪設系統從組合結構和設計材料量方面提出了較高的要求。結構方案是否合理、是否實際可行，由透水性鋪設材料的組成設計和使用性能的好壞所決定，因此，選擇恰當的透水性鋪設材料用于透水性鋪設路面十分重要。

1)“呼吸式”陶瓷是用特有的制作程序把粘土加工為圓形顆粒狀,然后1 000 ℃～1 300 ℃的高溫燒制,圓形顆粒直徑為0.5 mm～3 mm。用合成樹脂粘合劑按照規定的配方拌入這種圓形顆粒物中進行鋪設路面。該做法的特點是透水性好。可應用于要求透水性優良的人行道、建筑周邊道路、停車場地、運動場地、公園等的地面鋪設[1]。

2)透水聯鎖塊是如今在我國各個城市的人行道地面、廣場鋪設、停車場地等應用最為廣泛的面層材料，其中包括透水磚、植草磚。雖然該鋪設類型平整性差、整體性不好、接縫比較多、對車輛的順暢行駛有阻礙影響，但是它成本低廉、施工簡單、透水性持久性優良，所以應用前景良好[2]。

3)透水性瀝青混合料主要用在高等級公路，以及為了改善路面水損壞問題在路面結構內設置瀝青穩定碎石排水基層。透水性瀝青混合料主要是應用于對透水鋪設面承載力要求較高的場所[2]。

4)透水性混凝土又稱多孔隙混凝土，是孔隙率介于水泥穩定性碎石與常規混凝土之間的一種混凝土。想要透水混凝土良好的滲透能力長期維持，必須注意及時維護、養護。另外，因為透水混凝土是剛性整體類材料的一種，透水混凝土中細集料用量很少，所以它抗折強度大大減弱，因此有必要注意它下基層的施工設計，以防止面層在危急時刻發生斷裂，縮短路面的使用壽命[2]。

透水性混凝土瀝青路面鋪設材料與傳統不透水性混凝土瀝青路面鋪設材料相比有很多優點：傳導熱快、蓄熱快、隨環境的溫度變化反應時間較短，另外降雨結束以后，透水性混凝土瀝青路面鋪設材料可以緩慢向周圍散熱又能及時有效地改善局部地區大氣的溫度。在相同的自然氣候條件下，透水性混凝土瀝青路面鋪設材料的水分蒸發較傳統不透水性混凝土瀝青路面鋪設材料顯著。透水性混凝土瀝青路面鋪設材料對改良城市局部地區熱環境、改善水循環具有很好的效果[4]。路面積水及時滲入進地表，有效緩解了城市排水管網系統的壓力，同時有效控制減弱了對自然水體污染，增強了地面的透氣和透水性，維持土壤的濕度，城市地表生態維持動態平衡，吸收街區交通噪聲，營造相對安靜怡人的街區環境，有效地保護透水性混凝土瀝青路面鋪設材料地面下的動物、植物、微生物生存環境[5]。

5)根據城市里面道路的地形狀況增做地表溝渠、地下的盲溝和暗管，讓地面積水進入到附近的草地或者其他有蓄水能力的地方。其中用到滲結合的方式設計盲溝和暗管[10]。

6)一種新型的透水鋪裝形式——具有導滲導排管的透水混凝土鋪裝系統，該結構設計分五層：土壤基層、級配砂礫碎石、多孔隙的穩定碎石層、導滲導排管路、透水混凝土層[12]。

7)在機動車道路面中由于其對承載力的要求較高，所以要改良面層混凝土的強度、加厚基層并且提高其壓實度。透水性路面分兩種排水方式：縱向排水和橫向排水；若積水只是縱向經過路面結構層的上面結構，然后被下面的結構層堵住變為橫向排水，這種叫做排水型路面，如圖1所示；縱向排水路面叫做完全透水路面，如圖2所示；若包括以上兩種排水形式叫做半透水半排水路面[9]。

8)透水性瀝青路面鋪設是在混合料中加入纖維，通過添加抗剝落劑的方式保證要求達到的穩定性和強度。透水性瀝青路面屬于柔性路面，透水性水泥混凝土路面屬于剛性路面。我國南方城市溫度高并且溫差小，透水性瀝青路面不適合；而透水性水泥混凝土路面不受高溫影響，只對溫差比較敏感，并且由于透水性路面孔隙的存在，使得溫度梯度系數更低，減弱了對溫差的敏感程度。為了降低雜物進入路面結構的幾率，上層使用較細骨料下層使用粗骨料，這樣可以同時提高上層路面的強度[11]。

3　透水性鋪設材料系統的應用實例

1)透水性路面鋪設材料在國內外應用有悠久的歷史，典型的例子就是法國巴黎凡爾賽宮苑景園中遺留下來的砂礫以及巴黎戰神花園草地樹林中砂礫小路和草地布置的非常得體。古代我國典型例子就是蘇州園林中花街鋪地和卵石鋪地在滿足透水性需求的條件下視覺效果很好。又比如北京團城，智慧的先人利用天然降水，用倒梯形的青磚和深埋滲排涵洞做法干鋪設地面并且楔形磚墁地，其各邊向內收縮1 cm，并且磚和磚之間無灰漿，形成的斷面形狀是三角形即縱橫交叉的透水透氣通道，使得團城地面上高出四周4 m～5 m的古樹枝繁葉茂[6]。

2)美國在20世紀60年代首先用了透水性瀝青鋪面材料。20世紀70年代末比利時將透水性瀝青混合料用在了高速公路鋪面[6]。1970年英國用無砂透水混凝土鋪設普通剛性要求的路面，效果還算滿意，但最終由于28 d強度僅有13.8 MPa，10年后因為凍融而被破壞掉。美國1979年在佛羅里達州的某座教堂周圍使用無砂多孔混凝土建成兼具透水性功能的停車場。美國在20世紀80年代出現了透水性混凝土攪拌站。1991年,在美國佛羅里達州成立了透水性混凝土路面材料協會[7]。20世紀90年代之后，發達國家中的城市建設都開始認識到透水性材料代替傳統材料鋪設路面的重要性[6]。

3)20世紀70年代日本為了解決過度消耗地下水源導致地基

下沉等問題，采取了雨水還原地下的對策，開始使用透水性瀝青路面,并且20世紀80年代日本的建設省推行雨水滲透計劃。日本的透水性鋪設系統主要使用在公園路面、廣場地面、停車場地面、運動場地和城市道路面[3]。1987年,日本的研究學者申請透水性混凝土路面鋪設材料專利，采用高分子樹脂和微細骨料包裹單粒級粗骨料制造透水性混凝土[7]。僅東京在1996年就鋪設透水性地面495 000 m2[3]。自1997年開始，日本所有的高速公路不管是新建的還是維修的路面都用透水性材料[6]。

4)邢臺市南二環城市快速路，這個項目竣工并通車已經5年，路面使用狀況優良并且排路面積水順暢，路面結構一直很穩定，表明了良好的路用性能[8]。

4　結語

透水性路面鋪設系統作為海綿城市建設的代表做法依然存在很多有待解決的問題，它們的種類以及路用性能等都有著不同程度等級差距，另外產品本身質量也有著相當大的提升空間，大力推廣該做法在我國的應用，努力提升施工的質量，是建設海綿城市的基本要求，是社會主義現代化國家生態文明建設必不可少的舉措。

[1]張崇實，張一鳴.新型裝鋪材料——“呼吸式”陶瓷[J].四川建筑科學研究，1992(1)：64.

[2]常鋒，章珺.現代城市透水路面透水鋪裝結構組合設計[J].商品與質量，2011,6(S6)：211.

[3]王波，李成.透水性鋪裝與城市生態及物理環境[J].工業建筑，2002，32(12)：29-31.

[4]李美玲，劉京.透水性鋪裝系統與大氣間熱水分傳輸過程實驗方法及初期實驗研究[J].建筑科學，2013，29(6):73-78.

[5]張洪清，宋志斌.透水性鋪裝對城市生態環境改善的分析[J].水科學與工程技術，2005,7(sup):37-39.

[6]史雙紅，陳楚文.透水性鋪裝材料在城市中的應用[J].中國城市林業，2013，11(1)：48-51.

[7]趙潤江，師衛華.透水性鋪裝材料的發展與應用[J].河南科技，2008(9):72.

[8]王謙，蘇立超.全透水路面在建設“海綿城市”中的應用研究[J].施工技術，2015,10(sup):284-286.

[9]雷麗恒.透水性道路用生態混凝土性能的試驗研究[D].鎮江：江蘇大學碩士學位論文，2007:62-63.

[10]戴文輝.市政道路透水路面淺談[J].廣東建材，2007(7):1-2.

[11]賈世波，張學霞.透水瀝青路面(OGFC)與透水水泥路面淺析[J].城市建設理論研究(電子版)，2012(7)：1-4.

[12]張玉玉.高效滲透減排透水鋪裝對徑流的控制研究[D].北京：北京建筑大學碩士學位論文，2015:10-11.

Application of permeable pavement in “sponge city” construction

Shi Gaoke

(ZhujiPlanning&DesignInstitute,Zhuji311800,China)

The paper introduces the concept and categories of permeable pavement vehicle pavement paving system, describes application status of permeable paving material system in actual engineering, and finally points out that: permeable vehicle pavement paving system has great modification and priority in from aspects of adjusting city hot-wet climatic environment.

permeable pavement, paving material, asphalt mixture, sponge city

1009-6825(2016)19-0111-02

2016-04-27

石高科(1984- )，男，工程師

TU991

A