園林工程中透水鋪裝的應用研究

[摘 要] 隨著國家海綿城市建設的進行，透水鋪裝在生態園林建設中得到了廣泛應用，一些新型透水鋪裝材料相繼出現。本文對透水混凝土、透水磚、植草磚、高承載植草地坪、植草格、JW生態工法以及透水膠粘石等常見透水鋪裝材料的性能、結構進行研究，對其優缺點進行對比，并對其在園林建設中的應用進行分析總結。

[關鍵詞] 生態園林;透水鋪裝;鋪裝材料

[中圖分類號] TU992 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2019）23-71-4

園林鋪裝工程是園林工程的重要分項工程，包括園路、廣場以及建筑地坪等。園林建設中大量傳統的不透水鋪裝取代了原有地被，從而改變了地面的天然可滲透性，造成水體污染、地下水位下降、城市內澇以及熱島效應等城市問題。2004年，建設部在《國家生態園林城市標準（暫行）》中要求，建成區道路廣場用地中透水性地面應不少于50%?？梢?，透水鋪裝在園林建設中的作用。因此，推廣透水鋪裝勢在必行。

1 透水鋪裝的應用概況

透水鋪裝是指鋪裝材料和其下部基層具有良好的透水性，能夠使雨水滲入地下土壤，明顯降低地表雨水徑流系數的一種鋪裝工藝。

20世紀60年代，法國為了改善林蔭路上樹木的灌溉問題，開始了透水路面的研究和實踐。隨后，美國出現了專門的“透水性混凝土攪拌站”和“透水性混凝土路面材料協會”;日本申請了透水性混凝土路面材料專利。

我國對透水混凝土與透水性混凝土路面磚的研究開始于1993年。2007年，北京市路政局出臺了《北京市透水人行道設計施工技術指南》，深圳市出臺了《彩色環保透水透氣混凝土和透水透氣瀝青路面（地坪）》[1]。2009年，CJJ/T 135—2009《透水水泥混凝土路面技術規程》和標準圖集10MR204《城市道路—透水人行道鋪設》等相繼出臺。其實，中國古典園林中的花街鋪地就是典型的透水鋪裝。由于路面承載力要求提高，目前的花街鋪地只強調面層效果而忽略了其透水性能。

透水鋪裝在設計和應用時的側重點與常規鋪裝有很大不同，出發點在于水分下滲，強調在滿足適當承載要求的前提下最大限度地提高其透水保水效率。透水鋪裝的結構分為土基、墊層、基層、找平結合層和面層。結構層中，土基的滲透能力最差，是影響透水鋪裝最終透水效率的瓶頸;墊層作為反濾層，起著防止土基顆粒反滲入基層，堵塞基層空隙的作用;基層是透水鋪裝實現蓄水功能的關鍵，其空隙率很高，細料用量少;找平結合層位于基層頂面，整平基層頂面為面層提供良好的平臺，但結合層的穩固性和透水性存在一定的對立矛盾，故此則失彼，因此工程中常常出現為了保證結構牢固將結合層由中粗砂改為1∶3水泥砂漿，從而失去整個道路的透水功能。新版國家建筑標準設計圖集中將結合層改為1∶6干硬性水泥砂漿，是為了保證透水性的同時提高結合層的強度。北京仁創集團獨創了一種特殊的粘結劑PZG，與砂子按一定比例加少量水混合制成找平結合層，滲透系數不小于2.5×10-2 cm/s。面層材料或結構的好壞，則直接影響整個鋪面的生態效果和使用性能[2]。

2 透水鋪裝的作用與類型

2.1 透水鋪裝的作用

透水鋪裝具有減少水體污染、改善下墊面生態環境、緩解熱島效應、降噪以及吸塵等作用。

2.1.1 減小雨水地表徑流系數。由于城市生產生活需要，硬化面積不斷增加，雨水落到地面后不能滲入地下，匯聚成徑流從城市排水系統排出。一方面，地下水得不到供給，水位連年下降;另一方面，排水設施不堪重負，城市內澇日益嚴重。為了緩解這種現象，國家大力提倡海綿城市建設，而透水鋪裝是海綿城市建設中的重要措施。由于地表徑流減小，對道路及周邊土地的沖刷相應變小，粉塵等污染物隨雨水滲入地下，依靠土壤的自凈能力分解凈化，水土得以保持，減少了對下游水體的污染。

2.1.2 改善地下生態系統。由于透水鋪裝具有良好的透水性和通氣性，多孔構造能夠滿足鋪裝下動植物、微生物對水分、氧氣的需求，有效改善了地下生態系統，減小了普通鋪裝對生態的破壞。

2.1.3 緩解熱島效應。透水鋪裝相對于一般鋪裝保水量大，蒸發效率高，能夠有效減少城區地下潛熱，降低地面溫度，緩解城市熱島效應。研究表明，地面每蒸發1 g水，地下墊層失去2.5 kJ的潛熱，透水性水泥混凝土路面可降低路面溫度約5 ℃。

2.1.4 降噪、吸塵、減少光污染和大氣污染、防滑。透水鋪裝面層的多孔結構能夠減少光波、聲波反射，增加地面摩擦系數，同時緩解地面積水造成的眩光、飛濺以及漂滑現象，改善道路交通狀況。由于透水鋪裝下的墊層與基層富含水分，微生物活躍，可以將有害物質吸附或溶解，分解轉化為營養成分。

2.2 透水鋪裝的類型

2.2.1 透水混凝土。透水混凝土是由膠凝材料、粗骨料、少量或無細骨料、水、外加劑和摻合料按照一定比例拌制而成的一種多孔混凝土。當膠凝材料為水泥時，稱為水泥透水混凝土，簡稱透水混凝土[3]。由于骨料的特殊性，將不摻入任何細骨料的透水混凝土又稱為無砂透水混凝土?？紤]到強度和透水效果，透水混凝土在無砂混凝土的基礎上發展了細集料混凝土，以提高其荷載能力。透水混凝土在機動車道路、園路以及廣場等應用廣泛，能夠降低并吸收行車噪升，增大摩擦力，有效減少車輛在行駛過程中發生的側滑現象。

2.2.2 透水磚。透水磚起源于荷蘭，是荷蘭人圍海造城過程中發明的一種磚。雨水從磚與磚之間預留了縫隙滲入地下。根據材料及制作工藝不同，透水磚分為多孔陶?；炷镣杆u、荷蘭磚、舒布洛克磚、瓷質透水磚、建菱磚以及沙基透水磚等。

2.2.3 植草磚。植草磚一般由混凝土、建筑廢料、陶粒以及河沙等經高壓磚機壓制而成。磚體中間或組合后留有種植穴，可種植耐踐踏草坪。植草磚具有透水、透氣性，易與自然環境相協調，主要應用于停車場的鋪裝，如圖1所示。

2.2.4 高承載植草地坪。高承載植草地坪是一種現場澆筑的鋼筋混凝土鋪裝，在留足草坪種植空間的同時，根據承重要求確定鋼筋和水泥配置。這種鋪裝終結了草坪磚強度不高、容易斑禿等缺點，具有良好的結構整體性和草皮連續性，如圖2所示。

2.2.5 植草格。植草格以HDPE為原料，能夠提供超過95%的植草面積，完美實現了草坪與鋪裝二合一。植草格抗壓能力最高200 t/m2，且性能穩定，抗紫外線、耐酸堿腐蝕、抗磨壓，耐候-40～90 ℃。植草格5 kg/m2，極其輕便。獨特的平插式搭接可調節伸縮縫，安裝快捷，能夠節約人工，縮短施工周期。

2.2.6 結構性空調導水鋪面。臺灣品岱公司陳瑞文博土發明的JW生態工法之結構性空調導水鋪面，如圖3所示。面層利用導水透氣塑膠架構為骨架，混凝土現場澆筑而成，基層和墊層選用具有儲水和保水作用的級配碎石。圖4為結構性空調導水鋪面工法剖面。

2.2.7 透水膠粘石。透水膠粘石是以專用膠與天然彩色石子膠結震壓而成，具有透水、透氣性能，是一種會呼吸的生態地面。在行道樹樹穴采用透水膠粘石，可以及時將雨水滲入地下，改善行道樹生長環境。目前，透水膠粘石已廣泛應用于園林廣場和園路鋪裝。

3 透水鋪裝對比分析

透水鋪裝材料本身具有透水性，同時其找平結合層和基層也應具有良好的透水性，以保證雨水順利滲入基層下土壤，降低地表雨水徑流系數。

清華大學韓建國博士通過對比證實，透水混凝土路面雖然透水效果顯而易見，但其相對于普通混凝土強度低，使用過程中易出現開裂和車轍現象[4]。

北京仁創科技集團以荒漠中的風積沙為原料加工成沙基透水磚，通過破壞水的表面張力來達到透水目的。相對于傳統透水磚，沙基透水磚磚體表面像鏡面一樣致密，不易被灰塵堵死，保證了長時效的透水性能。

植草磚前期景觀效果良好，但在車輛的碾壓下，3個月左右開始出現斑禿，嚴重影響景觀效果，主要是植草磚種植穴中土壤貧瘠造成的。當土層厚度達到200～300 mm時，使結合層采用30 mm厚1∶3水泥砂漿，完全可以滿足草皮的根系生長和盤結需求。雖然同樣受到車輛的碾壓，草皮根系生長依然健壯旺盛[5]。

高承載植草地坪在實現高綠地率的同時滿足高承載要求，綠化率可以達到60%～100%，最高承載重量達60 t，綜合性能顯著優于傳統植草磚。高承載植草地坪的植草孔彼此相連，大大提高了草皮成活率，滲透能力強，很好地解決了暴雨沖刷一般植被造成的水土流失問題。但是，高承載植草地坪制作工藝較為復雜，分為級配碎石基層鋪設、鋼筋連接綁扎、模具擺放、混凝土澆筑養護、種植土回填和草籽撒播培育等環節。模具目前較為單一，多為600 mm見方。

臺灣品岱公司陳瑞文博土發明的JW生態工法系列之結構性空調導水鋪裝的特點是兼顧城市美觀與土壤生態、抗壓及抗彎等[6]。透水率可達12 500 mm/h，能有效利用雨洪資源回補地下水，避免地面下陷。

透水膠粘石市場上專用膠的質量參差不齊。一些劣質膠不僅粘結力差，易造成石子脫落，還散發出有毒氣體，危害人體健康。目前，市場上有一種發光型透水膠粘石路面，不僅可增加停車場夜間景觀效果，還能對車輛起到引導作用。

透水鋪裝在設計和應用時的側重點與常規鋪裝不同，對比結果如表1所示。普通道路注重結構的穩定性和較高的承載力。透水鋪裝強調在滿足荷載要求的前提下提高其透水性能，其中硅砂透水磚的透水速率≥1.5 mL/（min·cm2），澆筑透水石的透水率≥3.0×102 cm/s，透水瀝青混凝土的孔隙率為18%～25%。排水過程中，水流所攜帶的粉塵會堵塞透水鋪裝的孔隙，導致其排水能力下降。因此，要定期維護透水鋪裝的通透性。保持鋪裝透水性能的措施有高壓水沖洗和大功率真空吸塵。

4 結論

本文針對不同類型的透水鋪裝進行對比分析，得出以下結論：

①透水鋪裝不僅面層要具有透水性，其找平結合層和基層也應具有良好的透水性，才能保證雨水順利下滲;

②沙基透水磚的透水性、高承載植草地坪的結構強度、JW生態功法的生態性要優于透水混凝土、膠粘石以及植草格等透水鋪裝材料，但也存在著模具單一、造價高等問題;

③透水鋪裝存在養護難、養護成本高、強度低以及缺乏系統化綜合評價體系等問題。

參考文獻

[1]魏勝，王俊嶺，張雅君，等.透水混凝土路面鋪裝的發展現狀[J].市政技術，2014（7）：28-31.

[2]趙亮.城市透水鋪裝材料與結構設計研究[D].西安：長安大學，2010.

[3]張雪麗，鄭蓮瓊，周繼忠，等.透水混凝土研究綜述[J].福建建材，2014（11）：13-16.

[4]韓建國.透水混凝土的性能和應用現狀綜述[J].混凝土世界，2014（10）：46-52.

[5]劉真華，曹燦景.生態停車場結構改良研究[J].安徽農業科學，2015（9）：194-196.

[6]溫興煜.陳瑞文和他獨創的“JW生態工法”[J].商品與質量，2012（11）：5-6.

[7]張雪麗，鄭蓮瓊，周繼忠，林奇. 透水混凝土研究綜述[J].福建建材，2014（11）：13-16.