海綿城市透水道路及其施工工藝

摘 要：隨著城市化進程的加速，城市面臨著日益嚴重的水資源問題和城市洪澇風險。海綿城市是一種創新的城市規劃理念，透水道路作為其中的重要組成部分，具有重要的水資源管理和洪澇調控功能。本文旨在研究海綿城市透水道路的設計原理和施工工藝，通過對透水道路材料、結構設計和施工技術的分析，探討如何有效實現透水性能和道路承載能力的平衡。通過文獻綜述和案例分析，總結了透水道路施工的最佳工藝，并提出了優化設計和施工工藝的策略。研究結果表明，透水道路的合理設計和精細施工可以顯著改善城市的水環境質量，減緩洪澇風險，提高城市的可持續發展能力。

關鍵詞：海綿城市；透水道路；施工工藝文章編號：2095-4085（2024）04-0052-03

0 引言

在當前城市化進程快速推進的背景下，城市面臨著嚴峻的水資源和環境保護挑戰。海綿城市作為一種創新的城市規劃理念，提出了解決這些問題的新途徑。其中，透水道路作為海綿城市中的重要組成部分，具有促進雨水滲透、減少洪澇風險、改善城市生態環境等多重效益。

1 海綿城市和透水道路的概述

1.1 海綿城市的定義和特點

海綿城市是一種可持續發展的城市規劃理念，旨在通過模仿自然生態系統的功能，將城市轉變為具有水資源可持續利用、自然生態保護和災害風險減輕能力的城市。與傳統城市相比，海綿城市注重合理管理和利用水資源，包括收集、儲存和再利用雨水，減少雨水排放和地下水過度開采。海綿城市采用多種手段來管理雨水，如建設雨水花園、濕地和滲透系統，以實現雨水的自然循環和減少洪澇風險。同時，海綿城市強調保護和恢復自然生態系統，包括濕地保護、生物多樣性保護和生態景觀規劃，以提高城市的生態環境質量。通過改善城市排水系統、減少洪水和水災風險，海綿城市提高了城市的抗災能力和社會安全性。海綿城市的理念已經在許多國家和城市得到應用，并為城市可持續發展提供了新的路徑和模式。

1.2 透水道路在海綿城市中的作用和意義

在海綿城市中，透水道路的重要性和意義不可忽視。通過使用透水材料和結構，透水道路能夠有效促進雨水的滲透和自然排水，從而減少城市的雨水徑流，緩解洪澇問題。透水道路還能夠收集和儲存雨水，為城市提供可持續利用的水資源，減少對地下水的過度開采，實現水資源的保護和節約。此外，透水道路的設計考慮到生態要素，能夠創造良好的生態環境，提供生物多樣性保護和自然景觀，促進城市的生態功能提升。它還有助于減少城市的熱島效應，為城市提供自然的降溫和通風效果，改善城市的環境質量，增加人居舒適性。透水道路的應用可以使城市更加可持續、生態友好和宜居，符合海綿城市的理念和目標。

2 透水道路設計原理

2.1 透水道路的基本原理和要求

透水道路的設計目標是實現雨水的滲透和自然排水，以減少洪水積水和雨水徑流對城市環境的不良影響。在透水道路的設計中，關鍵考慮因素包括滲透性能、結構強度和穩定性，以及污染物過濾功能。首先，透水道路需要具備較高的滲透性能，使雨水能夠快速滲透到地下水層，從而減少地表積水和排水系統的負荷。通過選擇透水材料和設計合理的結構，確保道路具有良好的滲透性，能夠讓雨水迅速滲透并補充地下水資源。其次，透水道路必須保持足夠的結構強度和穩定性，以滿足交通和使用的要求。在材料選擇和結構設計中，需要考慮道路的負荷承載能力、抗沖擊性能和抗變形能力，確保道路在使用過程中不會發生變形或破裂。此外，透水道路還應具備污染物過濾功能，以保護地下水質量。通過選擇適當的道路材料和設置過濾層，可以有效截留和去除雨水中的污染物，如懸浮顆粒、油污和化學物質，凈化雨水并保護地下水資源的質量［1］。

2.2 透水道路材料的選擇與性能

透水道路材料的選擇是實現透水性能的關鍵因素。常見的透水道路材料包括透水混凝土、透水磚和透水瀝青等。這些材料應具備高透水性能，即能夠迅速讓雨水滲透，又能保持相對穩定的透水性能。此外，透水道路材料還需要具備足夠的強度和穩定性，以承受交通和使用時的荷載。材料的強度和穩定性可以通過優化材料配比和結構設計來實現，以確保透水道路在使用過程中能夠保持結構完整和功能正常。為了確保地下水質量，透水道路材料還需具備有效截留和去除雨水中污染物的能力。這一功能的實現主要依賴于材料的孔隙結構和滯留層設計。透水道路材料的孔隙結構應該能夠容納大量的雨水，并使其迅速滲透到下方的滯留層；滯留層可以起到過濾和吸附污染物的作用，確保雨水中的污染物不會進入地下水系統。在選擇透水道路材料時，還應考慮材料的耐久性和維護成本。材料需要能夠經受住長期的使用和自然環境的影響，同時減少維護和修復的需求。選擇具有較長使用壽命和較低維護成本的材料，可以有效降低透水道路的運營成本和環境影響。對于不同的透水道路項目，根據具體的要求和條件，選擇合適的透水材料是至關重要的。

2.3 透水道路結構設計考慮因素

透水道路的結構設計需要考慮多個因素，以平衡透水性能和強度穩定性。通常，透水道路由基層、中層和表層構成，每一層的材料類型和厚度需要合理設計，以滿足透水性能和強度要求。透水道路的設計還需要與城市排水系統相銜接，確保雨水能夠快速排出，以防止積水和淤泥的形成。在設計中要考慮透水道路的坡度和排水設施，確保雨水順利引導到排水系統中。過濾層的設計是透水道路中污染物截留的關鍵環節。合理選擇過濾材料和過濾層厚度，可以提高截留效果。過濾層能夠過濾掉雨水中的污染物，防止其進入地下水系統，從而保護水質。在透水道路的施工過程中，需要注意材料的鋪設和壓實，以確保道路的透水性能和穩定性。施工工藝要求正確的材料配比、適當的壓實方式和充分的質量控制，以確保道路層間的結合緊密，并且不會出現變形和破損［2］。

3 透水道路施工工藝

3.1 施工前的準備工作

在透水道路施工前，需要進行一系列的準備工作，以確保施工的順利進行和最終的質量。首先，進行道路的勘察和設計工作。這包括確定透水道路的布置和尺寸， 須考慮到交通流量、排水系統和周圍環境等因素，制定詳細的施工方案。接下來，根據設計要求，采購和準備透水道路所需的材料。透水道路的材料包括透水層材料、過濾層材料和基層材料等。這些材料需要符合相關的標準和規范，并具備所需的透水性能和強度。同時，準備所需的施工設備和工具。這包括鋪設機械、壓實機械、振動板等工具和設備。這些設備應具備適當的規格和性能，以確保施工的高效性和質量。在準備工作完成后，可以進行透水道路的施工。施工過程中需要按照施工方案進行透水層、過濾層和基層的鋪設和壓實。施工人員應熟悉施工要求和操作規程，并進行適時的質量檢查和控制，以確保施工的質量和持久性。

3.2 透水道路施工技術與方法

透水道路的施工技術和方法對于確保施工質量和透水性能至關重要。

（1）在施工前，要確?；鶎悠秸⑦M行均勻的壓實，以提高基層的穩定性和強度。如果基層存在不平整或松軟的地方，應進行修復和加固。

（2）根據設計要求，將透水層材料鋪設在基層上。采用適當的鋪設機械和方法，確保透水層的均勻性和緊密性。鋪設過程中要注意避免空隙和松散部分的產生。

（3）根據設計要求，將過濾層材料鋪設在透水層上。注意過濾層的厚度和均勻性，以保障有效的污染物截留功能。過濾層的材料選擇和施工要求應符合設計規范。

（4）根據需要，進行透水道路表層的鋪設?？梢赃x擇透水磚、透水混凝土或透水瀝青等材料，根據設計要求進行鋪設。表層的選擇應考慮透水性能、強度和耐久性等因素。

（5）對透水道路的各層進行適當的壓實和振動，以提高結構的穩定性和透水性能。壓實過程中要注意避免過度壓實導致材料破損或失去透水性能。

（6）在施工過程中，要進行適時的質量檢查和控制。包括對材料的質量進行檢測、施工工藝的合規性檢查和結構的穩定性評估等。必要時，可以進行現場試驗和取樣分析。

3.3 質量控制與施工管理

在透水道路的施工過程中，質量控制和施工管理是確保施工質量符合設計要求的重要環節。

（1）要對施工過程進行定期檢查，確保施工按照設計要求和施工方案進行。重點關注關鍵節點和關鍵工序，及時發現并解決問題，以確保施工質量。

（2）須對施工人員進行培訓，使其熟悉透水道路的施工工藝和要求。培訓內容可以包括透水道路材料的正確使用、施工工藝的操作要點和質量控制的方法等。通過培訓，提高施工人員的技術水平，確保施工質量和效率。

（3）對采購的材料進行質量檢驗和控制。確保材料符合設計要求，并具備所需的性能和質量。同時，對材料進行適當的存儲和保護，避免受到外界環境的影響而損壞或質量下降。

（4）記錄施工過程中的關鍵參數和質量控制信息。包括施工過程中的施工方法、材料使用情況、施工質量檢查結果等。編制施工報告，將這些信息進行整理和匯總，以便將來進行質量評估和維護時作為參考。

4 案例分析與實踐經驗

4.1 成功案例介紹及效果評估

在本節中，以某城市中心廣場透水道路項目為例，這個項目位于城市中心廣場，覆蓋面積約為5 000平方米。廣場原有的鋪裝材料被更換為透水混凝土，以提高地表水的滲透能力。項目完成后，廣場的排水性能得到了顯著提升，雨水可以迅速滲透到地下，減少了地表積水和排水系統的壓力。此外，透水混凝土的使用還改善了廣場的生態環境，增加了土壤濕度，有利于植物生長。

4.2 實踐中的挑戰和解決方案

在實踐中，透水道路的實施和運營確實存在一些挑戰。案例中，由于不同材料的透水性能和耐久性直接影響道路的成效，為了解決這一挑戰，項目團隊進行了詳細的材料調研，選擇了具有良好透水性能和足夠強度的透水混凝土。此外，還考慮了材料的成本效益、施工便捷性和后期維護等因素；透水道路的施工技術要求較為特殊，以確保道路的透水性能和穩定性。在案例中，廣場的透水混凝土施工需要保證均勻性和密實性，以避免影響其透水性能。為了解決這一挑戰，施工團隊采用了專業的施工設備和工藝，例如使用振動板和壓實機械來確保混凝土的密實性，同時避免過度壓實，以保持混凝土的透水性；透水道路的長期可持續運營需要有效的維護管理。在案例中，廣場的透水道路需要定期進行檢查和維護，以保證其透水性能和外觀。為了解決這一挑戰，項目團隊制定了一套完善的維護管理計劃，包括定期巡檢、清潔、修復和更換損壞的部分。

4.3 透水道路的維護與管理策略

透水道路的維護與管理策略是確保其長期效能和可持續性的關鍵。為確保透水道路的狀況良好，項目團隊制定了定期巡檢計劃，可以及時發現潛在問題，并采取相應的維護措施。為了保持透水道路的透水性能和外觀，項目團隊定期進行清潔保養。這包括清除道路表面的雜物、落葉和灰塵。清潔保養有助于防止雜物堵塞透水孔隙，確保道路的透水性和排水效率。對于出現的損壞或磨損部分，項目團隊采取了及時的修復和維護措施。為了提高維護人員的專業水平，項目團隊提供了培訓和指導。通過培訓，維護人員能夠更好地應對日常維護工作，確保道路的長期效能。

5 優化設計與發展趨勢

5.1 透水道路設計的優化方法

透水道路設計的優化方法可以綜合考慮多個方面，通過考慮城市的氣候特征、降雨強度和徑流特性等因素，確定透水道路的設計參數，如透水層材料的滲透系數和厚度。在透水道路設計中，選擇具有較高透水性能和穩定性的材料是關鍵。透水道路的排水系統設計是非常重要的一部分。需要合理設計雨水的收集和排出系統，確保雨水能夠迅速排出，并防止積水和淤泥的形成。同時，考慮到道路周邊的地下水和自然水體的保護，要設計合適的雨水處理設施，以去除雨水中的污染物，確保地下水的質量。優化的透水道路設計應考慮城市的氣候特征和土地利用類型。根據城市的降雨分布、徑流特征和土地利用情況，合理確定透水道路的布置和尺寸，以最大程度地利用雨水資源，減少城市的洪澇和水資源浪費［3］。

5.2 技術創新與發展趨勢

透水道路技術正處于不斷創新和發展的階段，研究人員應不斷尋求新型的透水材料，以提升透水道路的性能和可持續性。例如，透水混凝土的改良和優化，可以增強其透水性能和強度。利用物聯網、傳感器技術和數據分析等手段，建立智能化的透水道路監測與管理系統。透水道路可以集成可再生能源技術，如太陽能和風能，為道路照明、監測系統和周邊設施提供能源。利用先進的設計工具和仿真技術，可以實現智能化的透水道路設計。

5.3 透水道路與城市可持續發展的關系

透水道路與城市可持續發展密切相關。透水道路在城市可持續發展中的重要作用包括水資源管理、減少洪澇風險、改善城市生態環境等方面。通過透水道路的應用，可以實現城市水資源的保護和高效利用，提升城市的抗災能力和環境質量，促進城市的可持續發展。

6 結語

本文系統地探討了海綿城市透水道路及其施工工藝。通過本文的研究，深入理解了海綿城市透水道路的設計和施工原理，以及其在城市可持續發展中的重要作用。同時，還提出了優化設計和創新發展的方向，為實際應用提供了有益的參考和指導。

參考文獻：

［1］郭素龍.海綿城市建設中道路排水管道的施工技術要點探析［J］.住宅與房地產，2018（8）：176.

［2］李尉毓.海綿城市建設中市政排水管道的施工技術要點探析［J］．住宅與房地產，2018（6）：175.

［3］劉昌福.海綿城市建設中道路排水管道施工技術要點探析［J］.住宅產業，2017（10）：56-58.