老舊城區透水性鋪面系統建設研究

趙普天，吳國璽，畢翼飛，余顯顯

(許昌學院 城鄉規劃與園林學院，河南 許昌 461000)

1 引言

海綿城市建設是目前城市環境治理和景觀提升改造的重要環節。其中老舊城區成為了海綿城市建設以及相對應的景觀提升改造中的復雜問題集中區域。經調查，大多數老舊城區仍然是以排為主，加之老舊城區中多見街道較窄、人口密度較大、車輛總數較多、建筑密度大，綠地面積較少的現狀，如遇強降水，則勢必導致普遍的積水現象。造成了通行不暢，甚至城區“看海”。因此，老舊城區道路鋪面提升改造、提升排水能力、使老舊城區道路發揮集滲作用，建立行之有效的、適用于老舊城區的景觀透水性鋪面系統十分必要。

2 老舊城區道路系統現存的主要問題

老舊城區開發早，有著城市硬化面大的“底子”。道路作為占城市總面積近1/3的硬質系統，是城市最主要的雨水接受面之一[1]。經調查，目前大多數老舊城區內的道路系統無論是人行步道、車道、廣場或是停車場，大部分仍舊鋪設的是不透水鋪裝，其形成的是大塊的不透水城市鋪面。在城市環境提升整治中雖進行了部分的透水材料替代，如部分路段使用了透水磚、透水瀝青混凝土等作為鋪裝面層，但多僅體現在人行道或面積極其有限的景觀綠道層面上，這種透水性鋪裝的城市面層僅是以點狀分布，未能夠形成有效的滲、蓄、排模式，加之以粗放的管理導致了透水材料的滲水能力近乎喪失，對老舊城區雨洪現象的整治效果微乎其微，亦談不上城市雨水資源的回收再利用。

3 老舊城區透水性鋪面提升改造的必要性論證

雖然海綿城市建設以“慢排緩釋”和“源頭分散式”控制為主要規劃設計理念[2]。但在實際建設中應考慮老舊城區道路系統的自身特殊性，街道窄、車輛密度大是其顯著特點。因而在改造中依然需要面對道路系統以排為主的局面，但是改變老舊城區道路結構和做法，科學地結合透水性鋪面建設，并結合道路周圍的市政綠地提升改造，為老舊城區道路增添集滲作用，構建一個適用于老舊城區的行之有效的透水性鋪面系統，以更好地削減道路雨洪徑流，同時在一定程度上發揮截留雨水和利用雨水的作用。因此，在老舊城區環境治理中不僅要注重“面子”的景觀建設，更要結合“里子”，構建一套可行的適用于老舊城區的透水性鋪面系統，從而更好地實現老舊城區環境的綜合治理。

目前大多數老舊城區道路鋪裝主要分為傳統的水泥砼剛性路面和不透水瀝青混凝土的柔性路面。在實際調查中發現，由于水泥砼剛性路面雖有強度高、壽命長的優勢，但一旦破損則難以修復；尤其是在中部和北方城市，伴隨著連年累月的熱脹冷縮效應，不可避免地會產生一定的水泥砼路面產生凹陷或拱起，且水泥砼路面在板縫處會有所破損，影響通行體驗。因此，老舊城區道路景觀提升改造中目前更多地采用了瀝青混凝土路面。按照一般做法要求：城鎮道路路面應具有不透水性，以防止水分滲入道路結構層和土基，致使路面的使用功能喪失[3]。但不透水瀝青路面，尤其是采用細粒面層的瀝青路面一旦遇水(如：降雨、城市灑水降塵等)，光滑的路表面是車輪缺乏足夠的附著力，易產生滑溜或空轉的危險，可能造成交通事故，同時亦增加了老舊城區瞬時降水排水壓力。因此，考慮透水性鋪面技術改造是有必要的。使路面具有一定的透水性，透水鋪面較為粗糙的路表面抗滑能力更強，且更能夠快速的排出路表積水，以提升老舊城區道路的通行體驗。

目前針對老舊城區交通通行的壓力的改造方式主要是進行道路的路面拓寬，而多數地方目前的做法是拆除原有的綠化帶，并做硬化處理。這種做法無疑將原本就少的老舊城區道路綠化又做了再次削減。由于老舊城區道路本身較窄，在不進行拆遷拓寬的前提下，恢復原有的綠化帶或新建道路綠化帶不夠現實。透水性鋪裝地面由于自身良好的透水性能的滲水能力，能有效地緩解城市排水系統的泄洪壓力[4]。因此，進行老舊城區硬質化的道路系統改造，首先應考慮道路鋪裝材料和鋪裝結構的替代，如需以拆除原有的綠化帶為代價實現窄路的拓寬，則更應考慮透水性鋪面技術改造。

4 老舊城區透水性鋪面系統建設策略

4.1 老舊城區道路鋪裝材料的替代

針對目前老舊城區的不透水硬質化鋪裝材料，建議進行透水性鋪裝材料替代。目前常見的透水性鋪裝材料為：透水性瀝青混凝土、透水性水泥混凝土、透水磚、聚氨酯碎石透水材料等。在使用透水性鋪裝材料時應保障透水材料孔隙率在20%左右甚至更高，保障路面有不小于10～20 cm/s級的滲透系數，以保證良好的透水性能[5]。若要進一步提高其透水能力，則需要進一步提高透水混合粒料中的粗集料配比，減少細集料，這種做法為增加透水性而犧牲了一定的結構強度，其抗剪強度較低，因此其不適宜用在載重量較大的道路路段，但較適用于老城區載重量不大的(如規定只跑小型機動車)的路段，或非機動車道。

選用透水性材料還應結合材料的耐候性，當溫度較低時，在條件允許的情況下，應優先選用透水水泥混凝土。在炎熱地區選用透水瀝青混凝土作為鋪面材料時, 應著重考量其高溫穩定性。在降雨較多、環境濕度較高的地區，透水性路面采用透水水泥混凝土較之透水瀝青混合料更為有利[6]。

4.2 老舊城區道路鋪裝結構的替代

要發揮透水性鋪裝材料的性能，使其成為較為完善的透水性鋪面系統，必須考慮配合透水材料的路面結構。因此將原本老舊城區單純的不透水鋪裝結構，進行透水性鋪面結構替代勢在必行。海綿城市建設雖提倡排蓄結合，但針對老舊城區道路建設，還是要首先滿足道路積水的快速排放，在此基礎之上，再進行一定的雨水集蓄及下滲設計。因此，在結構設計中應考慮機動車通行的路面重點考慮面層快速排水，提升表面粗糙度以避免水滑；非機動車道考慮面層和基層透水，結合道路市政雨水管網以分擔機動車道的排水壓力；而人行道和景觀綠道等考慮完全透水，避免采用“透水材料+粗砂+水泥砼基層”的“偽透水”路面結構，在分擔機動車道和非機動車道排水壓力的同時，避免積水、塌陷、翻漿等現象，同時如能夠結合城市道路綠化和公園綠地，則能夠更好地起到蓄集雨水再利用，以及涵養地下水的作用。

4.3 老舊城區透水性鋪面系統構建

老舊城區的透水性鋪面系統構建應具體問題具體分析，盡可能做到功能性與適用性相結合。全面考量老舊城區建設的各方面細節，合理規劃透水鋪面、不透水鋪面并合理結合市政綠化，構建良好的排水+透水的體系才能夠更好地發揮透水性鋪面系統的作用。

4.3.1 道路透水性鋪面設計

在老舊城區范圍內，應綜合考量道路通行的具體情況，選擇合適的透水結構設計(圖1、圖2)。老舊城區載重較輕的路段，可做排水型透水路面。透水面層中應鋪設排水管網，便于快速排水，透水層下做不透水基層以保證道路整體強度。應保證透水性鋪面改造后的機動車道馬歇爾穩定度800 kg以上，以保證機動車通行。

圖1有分車綠化帶的透水性道路鋪面設計示意

非機動車道由于其對路面的平整度要求較高，且載重較輕，可考慮做半保水型透水路面。采用透水面層+透水基層+有組織排水結構+隔水結構。這樣做的目的是盡可能增大道路的透水面，以提高其整體的排水能力，提高密集降水時的排水效率。道路墊層為不透水材料，雨水可依次透過面層和基層，沿不透水墊層頂面排出路基之外，保證路基不受路面滲水影響，應保證非機動車道馬歇爾穩定度500 kg以上。可每隔50～100 m可設置集水池，通過有組織的排水結構將雨水匯入集水池內，集水池應具有雨水過濾功能，多余雨水應能夠順暢的匯入市政雨水管網排出，待旱季，可利用集水池中匯集的雨水進行植物灌溉或進行道路灑水降塵。

廣場、人行道、游步道以及小區內道路載重較輕，且對景觀性要求較高，可使用彩色透水磚進行造型拼貼，或使用聚氨酯碎石透水材料，做全保水型透水路面。全保水型透水路面的面層、基層和墊層均使用透水材料，形成透水面層+透水基層+透水墊層+過濾層的結構形式，雨水可滲入路基以下以達到一定的涵養地下水的效果。應注意，應保證人行道馬歇爾穩定度400 kg以上，滲透的雨水應經過濾后滲入地下水，過濾砂層不小于15 cm，以防止地下水污染。為使其能具有足夠的保水滲透能力，橫坡度以1.5%～2%為準，縱坡度最大不超過8%。應注意，這種透水結構雖然有著良好的透水性，但其滲水能力也是有限的，遇密集降水，依然要結合市政雨水管網，避免積水。

圖2無分車綠化帶的透水性道路鋪面設計示意

4.3.2 應考慮的不透水鋪面

在進行老舊城區透水性鋪面建設中應注意：不是所有的路段或區域都適合使用透水鋪裝。老舊城區的在工業密集地區，往往車輛載重較大，由于透水性材料的多孔隙結構使然，其能夠承受的荷載無法比擬不透水路面，因此道路荷載較大的路段不適合建設透水性鋪面。在空氣質量較差或伴有常年揚塵、大量粉塵或沙塵天氣的區域，不適合建設透水性鋪面，因為一旦降水，雨水裹挾大量的泥沙和污染物，往往會導致透水性鋪面的透水能力降低[7]，如果得不到及時的透水鋪面養護，甚至會使其喪失透水能力。

4.3.3 透水性鋪面與市政綠化的結合

老舊城區透水性鋪面建設應考慮市政綠化。老舊城區透水性鋪面系統構建是一個系統工程，僅靠各類透水性鋪面構建排水系統是不夠的，亦不符合海綿城市建設理念。人的游憩行為的舒適度與植物景觀聯系緊密，因此，結合街旁綠地、樹池、分車帶綠籬等，引導部分匯集的雨水排入綠地中進行直接下滲，是老舊城區透水性鋪面系統構建的重要內容。在布置綠地時應盡可能使綠地低于道路，以保障雨水通過透水鋪面可以部分匯入綠地，綠地標高宜低于周邊地面標高5～25 cm(圖3)。圍繞市政路在雨水匯集處布置雨水種植池、雨水種植溝、路牙石擴展池等，進行一定的自然雨水消化。在植物選用方面應選擇耐濕且抗性較強的景觀植物。但是在北方地區，冬季一旦積雪，往往會使用化學融雪劑等進行清理，如要讓融雪排入綠地，應謹慎選擇融雪劑，以免導致植物的死亡。

圖3透水性鋪面排水與市政綠化的結合

4.4 老舊城區透水性鋪面系統景觀提升

老舊城區透水性鋪面改造中應考慮做必要的景觀提升，良好的景觀效果不僅可提供更好的通行感受，亦可更好的發揮通行作用。在實際應用中可考慮利用彩色透水瀝青混凝土鋪設非機動車道、公交車道、候車區域、景觀綠道等，利用同一材料不同色彩的搭配。這種做法不僅只是“好看”而已，在道路鋪裝中亦可產生很好的指向或引導效果。

人行道鋪設方面，可考慮不同材料之間的搭配，以形成更加豐富的圖案。比如透水材料和不透水材料結合使用(圖4)，不透水材料形成人行道鋪裝的框架，提高通行路面的整體強度；透水材料形成鋪裝圖案，并形成透水面，以實現生態透水的目的。并可結合城市河道、雨水花園、宅旁綠地等，以更好的提升保水、透水能力。

圖4透水材料和不透水材料結合鋪裝大樣示意

5 結語

老舊城區透水性鋪面系統的構建是一個系統的復雜工程，但又是十分必要的。透水性鋪面材料結合科學適用的方法能夠在一定程度上改善目前老舊城區普遍積水、通行不暢的現狀。且能夠很好地提升老舊城區的城市景觀效果，并發揮老舊城區海綿城市提升改造的作用。老舊城區透水性鋪面建設系統建設離不開扎實的調研分析，科學地設計老舊城區的集水和排水，使用恰當的措施使透水性鋪面建設與城市景觀綠化美化相結合，從而為老舊城區城市景觀的提升改造和海綿城市建設起到良性的推動作用。