透水性机动车路面在“海绵城市”建设中的应用

石 高 科

(诸暨市规划设计院，浙江 诸暨　311800)



透水性机动车路面在“海绵城市”建设中的应用

石 高 科

(诸暨市规划设计院，浙江 诸暨311800)

介绍了透水性机动车路面铺设系统的概念及类型，阐述了透水性铺设材料系统在实际工程中的应用现状，指出透水性机动车路面铺设系统在调节城市热湿气候环境方面具有极大的改良性和优越性。

透水性路面，铺设材料，沥青混合料，海绵城市

0　引言

海绵城市的提出对于生态良性循环有很大的指导意义，其中大城市道路用地面积占城市建设用地面积的15%～20%，而机动车道面积又占道路用地面积的很大一部分。另外机动车道路面又常用作大排水系统，因此机动车道路面是否有良好的透水性显得格外重要。现在很多城市对大面积硬质铺装的选择仍是没有新意没有创新，沥青、混凝土、花岗岩铺设路面，这种做法正在导致着生态环境恶化的不断加快；而透水性机动车路面是能够改变现状的比较理想的选择，与传统的密实性城市人工路面铺设相比，透水性机动车路面铺设系统在调节城市热湿气候环境方面具有极大的改良性和优越性，透水性机动车路面的种类多种多样，只有能够清楚了解各种透水性铺设的做法，才能够正确地将其运用于城市机动车路面铺设设计中，使城市路面设计在各个方面体现人与环境的和谐共发展。

1　透水性机动车路面铺设系统的概念及作用

透水性机动车路面铺设系统是指将透水性优良，空隙率高的铺设材料应用于面层、基层、垫层甚至土壤基层，并且在保证必要的路用强度、耐磨性和长久性的前提下，使路面上的水能够及时顺利进入铺设路面结构内部，或者通过具有临时贮水能力的基层，直接下渗入土壤基层，或者进入铺面内部排水管然后排除，使雨水及时顺利进入地下和消除地表径流避免形成地表积水等目的的机动车路面铺设形式[2]。

透水性机动车路面铺设系统代替不透水铺设形式可以有效缓解城市不透水的硬化路面对于城市地下水资源的负面影响。透水性机动车路面铺设系统的多孔结构形式能使在其上行驶着的车辆的轮胎噪声、机械噪声降低,对整个交通的声环境是有利的。透水性机动车路面铺设系统下垫层的土壤中富含的毛细水在太阳辐射作用下的蒸腾作用，缓解了“热岛效应”。透水性机动车路面铺设系统兼有城市防洪防涝的作用，也有改善城市光环境方面的作用[3]。

2　透水性路面铺设系统的分类、做法及优点

透水性路面铺设系统作为一种比较先进的铺设类型，从铺设的最上面至土壤基层的各个结构层都要具有良好的透水性，并且还得保证它具有优良的承载能力以及稳定性，这就对透水路面铺设系统从组合结构和设计材料量方面提出了较高的要求。结构方案是否合理、是否实际可行，由透水性铺设材料的组成设计和使用性能的好坏所决定，因此，选择恰当的透水性铺设材料用于透水性铺设路面十分重要。

1)“呼吸式”陶瓷是用特有的制作程序把粘土加工为圆形颗粒状,然后1 000 ℃～1 300 ℃的高温烧制,圆形颗粒直径为0.5 mm～3 mm。用合成树脂粘合剂按照规定的配方拌入这种圆形颗粒物中进行铺设路面。该做法的特点是透水性好。可应用于要求透水性优良的人行道、建筑周边道路、停车场地、运动场地、公园等的地面铺设[1]。

2)透水联锁块是如今在我国各个城市的人行道地面、广场铺设、停车场地等应用最为广泛的面层材料，其中包括透水砖、植草砖。虽然该铺设类型平整性差、整体性不好、接缝比较多、对车辆的顺畅行驶有阻碍影响，但是它成本低廉、施工简单、透水性持久性优良，所以应用前景良好[2]。

3)透水性沥青混合料主要用在高等级公路，以及为了改善路面水损坏问题在路面结构内设置沥青稳定碎石排水基层。透水性沥青混合料主要是应用于对透水铺设面承载力要求较高的场所[2]。

4)透水性混凝土又称多孔隙混凝土，是孔隙率介于水泥稳定性碎石与常规混凝土之间的一种混凝土。想要透水混凝土良好的渗透能力长期维持，必须注意及时维护、养护。另外，因为透水混凝土是刚性整体类材料的一种，透水混凝土中细集料用量很少，所以它抗折强度大大减弱，因此有必要注意它下基层的施工设计，以防止面层在危急时刻发生断裂，缩短路面的使用寿命[2]。

透水性混凝土沥青路面铺设材料与传统不透水性混凝土沥青路面铺设材料相比有很多优点：传导热快、蓄热快、随环境的温度变化反应时间较短，另外降雨结束以后，透水性混凝土沥青路面铺设材料可以缓慢向周围散热又能及时有效地改善局部地区大气的温度。在相同的自然气候条件下，透水性混凝土沥青路面铺设材料的水分蒸发较传统不透水性混凝土沥青路面铺设材料显著。透水性混凝土沥青路面铺设材料对改良城市局部地区热环境、改善水循环具有很好的效果[4]。路面积水及时渗入进地表，有效缓解了城市排水管网系统的压力，同时有效控制减弱了对自然水体污染，增强了地面的透气和透水性，维持土壤的湿度，城市地表生态维持动态平衡，吸收街区交通噪声，营造相对安静怡人的街区环境，有效地保护透水性混凝土沥青路面铺设材料地面下的动物、植物、微生物生存环境[5]。

5)根据城市里面道路的地形状况增做地表沟渠、地下的盲沟和暗管，让地面积水进入到附近的草地或者其他有蓄水能力的地方。其中用到渗结合的方式设计盲沟和暗管[10]。

6)一种新型的透水铺装形式——具有导渗导排管的透水混凝土铺装系统，该结构设计分五层：土壤基层、级配砂砾碎石、多孔隙的稳定碎石层、导渗导排管路、透水混凝土层[12]。

7)在机动车道路面中由于其对承载力的要求较高，所以要改良面层混凝土的强度、加厚基层并且提高其压实度。透水性路面分两种排水方式：纵向排水和横向排水；若积水只是纵向经过路面结构层的上面结构，然后被下面的结构层堵住变为横向排水，这种叫做排水型路面，如图1所示；纵向排水路面叫做完全透水路面，如图2所示；若包括以上两种排水形式叫做半透水半排水路面[9]。

8)透水性沥青路面铺设是在混合料中加入纤维，通过添加抗剥落剂的方式保证要求达到的稳定性和强度。透水性沥青路面属于柔性路面，透水性水泥混凝土路面属于刚性路面。我国南方城市温度高并且温差小，透水性沥青路面不适合；而透水性水泥混凝土路面不受高温影响，只对温差比较敏感，并且由于透水性路面孔隙的存在，使得温度梯度系数更低，减弱了对温差的敏感程度。为了降低杂物进入路面结构的几率，上层使用较细骨料下层使用粗骨料，这样可以同时提高上层路面的强度[11]。

3　透水性铺设材料系统的应用实例

1)透水性路面铺设材料在国内外应用有悠久的历史，典型的例子就是法国巴黎凡尔赛宫苑景园中遗留下来的砂砾以及巴黎战神花园草地树林中砂砾小路和草地布置的非常得体。古代我国典型例子就是苏州园林中花街铺地和卵石铺地在满足透水性需求的条件下视觉效果很好。又比如北京团城，智慧的先人利用天然降水，用倒梯形的青砖和深埋渗排涵洞做法干铺设地面并且楔形砖墁地，其各边向内收缩1 cm，并且砖和砖之间无灰浆，形成的断面形状是三角形即纵横交叉的透水透气通道，使得团城地面上高出四周4 m～5 m的古树枝繁叶茂[6]。

2)美国在20世纪60年代首先用了透水性沥青铺面材料。20世纪70年代末比利时将透水性沥青混合料用在了高速公路铺面[6]。1970年英国用无砂透水混凝土铺设普通刚性要求的路面，效果还算满意，但最终由于28 d强度仅有13.8 MPa，10年后因为冻融而被破坏掉。美国1979年在佛罗里达州的某座教堂周围使用无砂多孔混凝土建成兼具透水性功能的停车场。美国在20世纪80年代出现了透水性混凝土搅拌站。1991年,在美国佛罗里达州成立了透水性混凝土路面材料协会[7]。20世纪90年代之后，发达国家中的城市建设都开始认识到透水性材料代替传统材料铺设路面的重要性[6]。

3)20世纪70年代日本为了解决过度消耗地下水源导致地基

下沉等问题，采取了雨水还原地下的对策，开始使用透水性沥青路面,并且20世纪80年代日本的建设省推行雨水渗透计划。日本的透水性铺设系统主要使用在公园路面、广场地面、停车场地面、运动场地和城市道路面[3]。1987年,日本的研究学者申请透水性混凝土路面铺设材料专利，采用高分子树脂和微细骨料包裹单粒级粗骨料制造透水性混凝土[7]。仅东京在1996年就铺设透水性地面495 000 m2[3]。自1997年开始，日本所有的高速公路不管是新建的还是维修的路面都用透水性材料[6]。

4)邢台市南二环城市快速路，这个项目竣工并通车已经5年，路面使用状况优良并且排路面积水顺畅，路面结构一直很稳定，表明了良好的路用性能[8]。

4　结语

透水性路面铺设系统作为海绵城市建设的代表做法依然存在很多有待解决的问题，它们的种类以及路用性能等都有着不同程度等级差距，另外产品本身质量也有着相当大的提升空间，大力推广该做法在我国的应用，努力提升施工的质量，是建设海绵城市的基本要求，是社会主义现代化国家生态文明建设必不可少的举措。

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[12]张玉玉.高效渗透减排透水铺装对径流的控制研究[D].北京：北京建筑大学硕士学位论文，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，工程师

TU991

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