海綿城市建設中透水鋪裝技術的發展應用

1 海綿城市與透水鋪裝的關系

人類社會發展所體現出的便利化，帶來了城市化進程加快，同時導致了一系列的發展問題，城市水資源、水生態、水環境就是其中最突出的問題。城市地下水缺乏、水體污染、城市雨水內澇等一系列的水資源問題，嚴重地威脅到了人類生存安全。為此，不同時期、不同地區提出了一系列的解決方案，其中以“滲、滯、蓄、凈、用、排”六字方針為核心的海綿城市理念，從城市原有的生態系統保護、低影響開發等角度[1]，解決城市化發展過程中的水資源、水生態、水環境等一系列生態問題。

低影響開發雨水系統作為海綿城市建設的核心，在海綿城市建設中有著舉足輕重的地位。在注重場地開發過程前后，保障其水文特征在可控范圍內變動，包括場地徑流量、峰值量、峰值出現時間等。為實現這一目的，透水鋪裝技術的采用能夠有效調節場地雨水下滲、凈化、匯流。

2 透水鋪裝的發展

透水鋪裝作為一種場地建設的技術手段，其來源要早于海綿城市建設理念。早在19世紀50年代，英國的工業化已見雛形，最先注重水資源問題，開發出了不含細骨料的混凝土。進入20世紀，類似的透水鋪裝技術已經開始大面積運用于實際建設當中。50年代，英國將其最新型的多孔瀝青路面應用于機場的跑道建設，解決跑道雨天積水問題。美國從60年代也加快研究設計其透水性混凝土技術方案，到70年代荷蘭的排水瀝青混合料的研究應用，歐美發達國家先后進入透水鋪裝技術材料的研究應用，其中英國在80年代已經著手于透水鋪裝路面的徑流抑制到污染防治的研究，我國是從90年代才開始的透水性混凝土材料研究應用。雖然國內研究起步較晚，但也有了一定的進展。得益于國內近年來基礎建設步伐加快，國內學者及行業在此已有了一套完善解決方案。未來城市建設中海綿城市理念的深入，新技術、新材料的應用也必將加速透水鋪裝技術的發展完善。

3 透水鋪裝的結構設計及種類

透水鋪裝的透水效果、主要性能依賴于透水面層的滲透性程度，包括透水性墊層材料的選擇和形式，及相關技術指標的差異化。根據面層材料和形式的不同，透水鋪裝分為透水性水泥混凝土鋪裝、透水性瀝青混合料鋪裝、透水性地磚鋪裝[2]。

透水鋪裝路面一般由四個部分構成，從上到下依次為：透水面層、找平層、透水性墊層和透水基層。透水面層根據具體透水指標、場地類型、場地承載度等場地具體要求，可選擇不同類型的透水材料，包括透水性水泥混凝土、透水性瀝青混合料和透水性的預制磚。也因透水面層材料的不同，決定了找平層、透水性墊層以及透水基層的相關設計。找平層是為了穩定透水面層的透水性和透氣性而放置的一層透水材料，無論透水面層材料如何，找平層一般采用粗砂、碎石、石屑，厚度不宜過厚。透水性墊層一般鋪設較厚，材料上可采用礫石、砂礫料、無砂混凝土等組合形式，另外根據透水路面是否承受其他場地排水需要，確定在墊層內是否鋪設排水管。基層一般使用穩定性和強度較好的天然砂礫材料或者級配碎石和無砂的混凝土的組合。透水鋪裝水滲透率比較大，透水路面對路基的水穩定性有一定影響，并根據已建透水路面的經驗，如若采用透水瀝青做主要鋪裝材料，需要對路基透水性墊面做防水耐滲處理。

透水性瀝青混合料鋪裝孔隙率18%～25%，綜合成本較低，強度一般，表面粗糙，整體性好，對路基穩定性要求較高，對路基透水性要求較高，適用于公園、車行道及停車場，可按照《透水瀝青路面技術規程》(CJJ/T 190-2012)設計。另外根據路標水進入路面后的處理，透水性瀝青混合料路面分為面層排出（Ⅰ型）、基層排出（Ⅱ型）、自身消解（Ⅲ型）三種透水路面。

透水性水泥混凝土鋪裝孔隙率10%～25%，綜合成本較低，強度低，表面粗糙，整體性好，對路基穩定性要求較高，對路基透水性要求較高，適用于公園、庭院、護坡及各種體育設施地面等，可按照《透水水泥混凝土路面技術規程》(CJJ/T 135-2009)設計。

透水性地磚鋪裝孔隙率15%～20%，綜合成本較高，強度高，表面平整，整體性一般，對路基穩定性要求一般，對路基透水性要求高，適用于小區、人行道與輕型車行道、停車場區域，可按照《透水磚》(JC/T 945-2005)設計。透水磚根據使用原材料及制造工藝的不同又分為需要高溫煅燒陶瓷透水磚和通過材料粘結非陶瓷透水磚。前者孔隙率高、透水性好，后者成本較低。

4 透水鋪裝路面的突出優點

透水鋪裝道路孔隙率可達15%～25%，比普通路面高約20%，有利于雨水下滲、回收利用、節約用水、減少城市的洪澇災害、補充城市的地下水、減少城市地質沉降災害。另一方面，由于透水鋪裝整體孔隙率大，可節省大約20%瀝青原材料，大大減少了瀝青材料煉制過程中排放的二氧化碳。

因透水鋪裝路面孔隙中殘留水分蒸發吸熱，又能夠迅速排出受到太陽輻射的熱能，可降低路面內部溫度，進而提高路面的高溫穩定性和耐久性。經實際實驗表明，夏季透水鋪裝路面相對與傳統鋪裝路面，尤其是普通瀝青路面和混凝土路面，溫度可降低10℃～20℃[2]。透水鋪裝路面也因此能夠起到降低路表和路面內部溫度、延長道路使用壽命、減緩熱島效應的作用，從而提高人居舒適度。

另外由于透水鋪裝路面粗糙多孔，可吸收機械噪音，減少噪聲污染，提高人居環境質量。經實際檢測，透水鋪裝可比普通路面降低6dB以上的噪音。粗糙的透水鋪裝路面還可增加地面防滑性，減少雨天車輛濺水、水霧等現象，增強駕駛視線，減少雨天夜間燈光的路面反射、炫目。提高車輛雨天行駛安全性，大大降低雨天行車事故發生率。

5 透水鋪裝施工要點及其注意事項

透水鋪裝的施工質量控制十分重要，相較于傳統施工方式，需要更加精細的施工管理，施工過程也要嚴格遵守相關技術規程。透水鋪裝基層攤鋪施工過程中，要精確控制碾壓力度和次數，既要讓基層有符合標準的透水能力，也要保證基層的設計強度；透水混凝土施工過程要嚴格按照物料的配比要求進行施工，在透水混凝土的設計強度大于5MPa情況下每5m～6m設置加入柔性材料的伸縮縫；根據不同氣候條件，在施工結束后噴涂封閉劑，并保持14d～28d的養護期；由于透水瀝青路面一次碾壓成型，因此施工過程中要時刻檢查碾壓效果平整度、高度是否滿足要求；透水磚施工應根據使用場景選擇適當厚度的砂石或三合土墊層，透水磚鋪貼時要留有縫隙并用中粗紗填縫。

6 透水鋪裝路面養護注意事項

透水鋪裝本身具有一定的自我養護功能，由于孔隙率大，方便車輛承壓后快速恢復原來的空隙形狀，在恢復過程中可以擠壓出空隙中的灰塵，雨天能起到清潔路面作用。透水鋪裝早期養護十分重要，直接影響到了透水鋪裝的使用壽命及透水效果。因透水鋪裝孔隙率大，易失水干燥，為保障早期水泥等建筑材料水化，應采用人工灑水方式保證一定的濕度，并用布條覆蓋表面。后期養護重點在于保障透水鋪裝孔隙率，注重日常清掃和封堵空隙的清除。可依據封堵情況采用風機吹掃、高壓水沖的等方式清理路面。