园林透水砖铺装的设计方法及施工技术研究

杨童周

（杭州市建筑设计研究院有限公司，杭州310000）

1 前言

目前所使用的透水砖是通过压缩无机非金属材料的方式进行制作，成品具有较高的渗透性能。在园林工程中使用透水砖铺装，可以减少地表积水问题，提高雨水的回渗率。通过整理园林透水砖铺装设计方法、施工技术等内容，其目的在于加快透水砖铺装施工进度，提高施工结果的可靠性。

2 园林透水砖铺装组成

图1 园林透水砖铺装结构剖面图

如图1 所示，透水砖铺路的结构从上到下由透水路面砖、缓冲层、水泥砂浆层、透水基层、透水底基层（垫层）及路床等6 层所构成。透水砖作为表面的第一层，其直接承受来源于路面上部的荷载，在路面层下方需要铺设厚度在30mm 左右的缓冲层，缓冲层的施工材料主要以中砂与碎石为主，在确保其具有足够平衡度的同时，具有良好的渗水性能。在缓冲层下面会铺设水泥砂浆来进行找平，而透水基层则起到了贮水与透水性的作用，可以将路面上渗透下来的雨水下渗到地下。透水底基层（垫层）及路床则使用素土进行夯实处理，为上部整个结构提供充足的支撑力。

3 园林透水砖铺装设计方法

3.1 计算透水系数

园林透水砖应用中在排水过程中，是雨水从路面先渗透到缓冲层，随后再下渗到水泥砂浆找平层，然后继续渗透到基层与垫层，最后再通过路床下渗到地面以下。整个过程中所需铺设的各层厚度与渗透系数间有着直接关联，同时各层的渗透系数也需要大于透水砖自身的透水系数，从而避免积水问题，确保各层渗水与贮水速度的稳定性。一般情况下，在设计阶段需要确保路面可以承载5 年一遇大降雨并不出现积水问题。例如，该地区安全透水系数取值为2.0，那么透水砖透水系数需要为5 年一遇大降雨量（取值5min）的两倍以上，具体的计算公式如下：①k0≥k·l5,5。其中k0表示透水砖的透水系数，计量单位为mm/min；k 表示安全的透水系数，取值为2.0；l5,5表示该地区5 年一遇大降雨量（取值5min）的平均数值，计量单位为mm/min。将相关数据代入后即可得到所需透水砖的透水系数。

3.2 计算容水量

在透水砖设计活动中也需要做好容水量计算，该参数表示所铺装结构的总容积，和铺装结构的总长度、透水层厚度有着直接关联，同时还需要考虑不同层结构之间的孔隙率，具体的计算公式如下：②D=d1·k1+d2·k2+d3·k3。其中D 表示铺装结构的容水量，计量单位为mm；d1表示铺装的总厚度，计量单位为mm；k1表示透水砖面层的孔隙率；d2表示水泥砂浆层的总厚度，计量单位为mm；k2表示水泥砂浆层的孔隙率；d3表示垫层的总厚度，计量单位为mm；k3表示垫层的孔隙率。同时在应用中还需要做好最大容水量的计算，具体的计算公式如下：③Dmax=max（Qn,t-DT）。在式中表示该地区最大年降雨年数的重现周期为n，降雨时间为t 的设计降雨总量，计量单位为mm；表示垫层的渗水量，计量单位为mm。

3.3 计算铺装厚度

除了上述提到的计算内容外，在设计阶段还需要对铺装厚度展开科学计算。铺装层的厚度与结构贮水量之间有着直接关系，合理地铺装厚度也是避免路面积水的重要路径。通常情况下，缓冲层的设计厚度在30mm 左右，水泥砂浆层设计厚度在20mm 左右，铺装垫层厚度会根据公式②进行计算，一般情况下，铺装层的总厚度不小于380mm，可根据当地的实际情况进行选择，以更好地满足当地应用所需。

4 园林透水砖铺装设计原则

4.1 以人为本原则

进行园林透水砖铺装设计时，要遵循以人为本原则，满足公众的基础审美要求和使用要求。具体体现在以下几方面：（1）在铺装尺度的选择上，需要与当地需求保持一致，以此来提升所营造空间的亲切性，满足相应的使用要求。（2）透水砖的铺设过程也需要对当地地形进行充分应用，并与周围的绿化场景和水景相协调，提高所营造空间的场所感，给人带来较为舒适的体验。（3）在设计活动中需要对人们的行为习惯、性格趋势、发展爱好等内容进行整理，择最为合适的设计方式，从而为广大民众提供服务。需要注意的是，在以人为本的设计活动中，还需要考虑特殊人群的使用需求，设置盲道、便道等铺装，以满足实际的应用需求，提高铺装结果的可靠性。

4.2 协调性原则

在园林景观工程中，透水砖铺装道路也起到了衔接区域的作用，因此在设计中也需要秉持协调性原则，提高整个园林景观工程不同功能分区相互间景观的协调性和整体性。例如，在对园区内步道进行设计时，需要基于园林景观的功能性展开设计，同时也需要考虑到区域内地形走向、景区分布情况等内容，以统一规划的方式进行处理，以此做到主次分明。同时考虑到透水砖铺装在投入使用后，需要面临人流荷载、小型车辆（如电动车、自行车、轮椅等）、外部气候（高温、降雨、低温、降雪等）的持续作用，这就要求在铺装材料的选择中需要确保其坚固、耐磨、防滑等性能，以此来满足园林景观工程的实际设计需求。

4.3 因地制宜原则

在透水砖铺装的选择中，也需要秉持因地制宜原则，根据具体的功能性要求，来展开恰当设计。例如，山西某区域道路铺装定位如下：（1）能够对自然降水进行快速收集，起到补充地下水资源的作用；（2）可以形成良好的景观资源；（3）能够对区域小气候进行调节。针对此定位，在园林景观工程的设计中，区域内的一级道路（宽度为6.0m）使用了透水性沥青材料，基层材料使用矿山废料煤矸石进行铺装；区域内的二级道路（宽度为3.5m）使用了彩色透水陶砖，利用了不同的颜色组合，形成较为独特的铺装景观；区域内的三级道路（宽度为2.0m）使用了矿山废料煤矸石进行铺装，所选材料的粒径在30-80mm，搭配着不同颜色，在保持美观的情况下，创造出良好的生态效应。

4.4 地域性原则

在具体的应用设计中还要遵循地域性原则，这也是传递当地文化的重要基础。在具体的应用设计中，需要对区域的历史背景、地形特征、气候条件等内容进行整理，从中提取有价值的文化元素，并通过个性化设计的方式来形成个性化景观效果，在提高铺装景观美观性的基础上，起到传播地域文化的作用[1]。

5 园林透水砖铺装施工技术要点

5.1 选择铺装形式

开展园林透水砖铺装施工前，需要对具体的铺装形式进行确定，这也是影响铺装结果艺术性、承载性的重要保障。在对透水砖进行摆放时，需要选择较为固定的几何组成方式，相互两块透水砖之间需要保持良好的咬合性，以此来提高铺装后整体结构的稳固性。在具体的设计过程中，需要根据园区道路的具体用途、承载力要求、临边园林景观特征，来选择恰当的透水砖组合。从目前的使用情况来看，经常使用到透水砖平面构图和适用范围如下：

（1）“一字型”排列组合，其承载性相对较小，容易发生变形，多用于人行道与自行车道的铺设；（2）“花篮型”排列组合，其承载性相对较小，容易发生变形，多用于人行道与自行车道的铺设；（3）“90°人字型”组合，其承载性相对较高，力学性能稳定，多用于机动车道的铺设；④“45°人字型”组合，其承载性相对较高，力学性能稳定，一般会用于机动车道的铺设[2]。

5.2 路基开挖施工

在路基开挖施工阶段，需要注意以下内容：（1）做好园林景观区域的实地测量，了解各个功能分区相互之间的连接方式、行人具体的工作轨迹，根据这些基础资料来筛选最为合适的铺装方法。（2）按要求做好现场施工放样，根据园林景观工程所在区域的地形走势情况，合理控制点密度，利用全站仪、GPS 仪来加快放样速度，提高放样结果准确性，为后续施工活动的进行提供科学参考。（3）使用小型挖掘机参与土方开挖，开挖深度在40-45cm，如果区域内存在地下管线，也需要做好相应的保护工作，避免开挖不当导致不必要损失问题。（4）对于沟壑底部两侧的松土、碎石、垃圾进行清理，同时对基底进行初步整平，随后再利用压路机（等级在6.0-10.0t）对基底进行碾压，次数不能低于4 次，相邻轮距搭接宽度不低于50cm，起到良好的碾压效果。（5）沟壑底部两侧的坡度需要与沟底之间保持120°角，同时可以向外进行倾斜，为后续路缘石的铺设奠定基础。

5.3 路缘石施工

路缘石的作用是提高路体结构的稳固性与承载性，在具体的施工活动中也需要注意以下内容：（1）对沟底密实度、底部标高、沟壑垂直度等参数质量进行校核，满足要求后可进入到下一作业环节。（2）根据实际情况做好前后桩标高、桩距之间的距离进行控制。通常情况下，设计的桩结构间距需控制在10.0-15.0m，也需要在曲线的中部和尾部来增设桩结构，以此来提高桩顶高度与路缘石高度的匹配度。（3）对路沿石进行固定处理，同时还需要在此位置处延伸出边线，沿着边线依次摆放路缘石，并使用小石头加固路缘石底部，防止路缘石晃动的情况，提高路缘石铺装结果的平稳性[3]。（4）完成所有铺装工作后，使用水灰比0.4-0.7 的水泥砂浆灌注相邻路缘石缝隙，浇筑时外部使用土壤进行堆砌，形成良好的路沿石固定环境，为下阶段施工活动的记性奠定基础。

5.4 碎石垫层施工

进入到碎石垫层施工后需要注意以下内容：（1）确保路缘石内部、沟底的水平度，施工过程中提前布设好方格网，方格网尺寸不大于10m×10m，提前对方格网四个边角位置进行定位，从而为后续碎石铺设活动的进行奠定基础。（2）结合现场的实际情况，选择相应等级的碎石，碎石粒径控制在10mm-40mm，材料的压碎概率不能超过15%。在碎石使用前也需要做好材料筛选和过筛处理，确保铺设结果的合理性。（3）在对底层进行摊铺施工时，利用人工摊铺的方式进行处理，大粒径碎石尽量铺设在最底部，以提高整体结构的承载性。而碎石铺装层的中层使用中等粒径碎石进行铺装，确保碎石间的顺利咬合，在提高碎石层平整性的同时，提高碎石层的承载性能。

5.5 粗砂垫层施工

进入到粗砂垫层施工阶段后应注意以下内容：（1）做好粗砂材料的合理选择，粗砂需要在使用前进行水洗，将粗砂含泥量控制在3%以内。缝隙使用细砂进行填充，提升整体结构的稳固性。（2）在具体的铺设中，铺设厚度控制在50mm，粗砂会均匀撒在碎石层上，搭配着灌水、振动等操作，确保粗砂可以顺利进入到碎石缝隙中。随后利用机械设备进行碾压处理，不断提升铺设结构的稳固性。（3）上方再铺设200mm 厚的粗砂，达到预期的铺设高度，随后利用小型压路机进行碾压，为透水砖铺设活动的进行奠定良好基础。

5.6 透水砖铺装施工

完成上述工作后进入到透水砖铺装施工环节，具体施工要点如下：（1）根据设计图纸中的相关内容，选择颜色均匀、物理性能稳定、边线比较整齐、不存在裂纹的透水砖作为施工材料。（2）在具体的铺装过程中，选择在粗砂层上方涂抹硅酸盐水泥，确保所选水泥型号的统一性，禁止水泥混用的情况。（3）完成砂浆结合层铺设后，及时在上方铺设透水砖，利用橡胶锤轻轻敲打透水砖，将透水砖标高控制在同一水平面，（4）铺装工作结束后，在上方铺设锯末和麻袋进行保护，将细砂扫入到缝隙中后完成整个施工活动。

6 结论

综上所述，在园林路面铺装活动中，透水砖具有良好的应用价值。通过整理透水砖铺装设计方法及施工技术应用时需注意的内容，对于提高透水砖铺装结果美观性与艺术性有着积极的促进作用。