摘要:透水路面能調(diào)節(jié)城市氣候，降低地表溫度，有利于緩解城市“熱島現(xiàn)象”，降低城市污染，減少城市洪澇。路面透水是個(gè)系統(tǒng)工程，一個(gè)由最上層的路面層、中間的透水基層和整個(gè)城市的排水系統(tǒng)組成，只有這三者的透水功能完美結(jié)合以后才能完成整個(gè)路面的透水。透水路面設(shè)計(jì)應(yīng)掌握其透水原理，合種材料應(yīng)組合運(yùn)用得當(dāng)，在滿足透水功能同時(shí)，還應(yīng)達(dá)到強(qiáng)度，防凍，美觀的完美結(jié)合。
　　1.前言
　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市建設(shè)步伐的加快，現(xiàn)代城市的地表逐漸被阻水材料所覆蓋，形成生態(tài)學(xué)上的“人造沙漠”。使得地下水位急劇下降，地表生態(tài)失衡，城市洪澇泛濫，環(huán)境問題越來越嚴(yán)重。合理使用通透的道路表面，最大限度地維持原有的自然狀態(tài)已經(jīng)成為了各城市面上不可忽視的焦點(diǎn)問題。透水路面的建設(shè)可以提高降水資源的利用率，改善雨天行走的舒適性，調(diào)節(jié)環(huán)境溫度，降低城市內(nèi)澇災(zāi)害，符合國家提出的建設(shè)安全環(huán)保型、節(jié)約型社會(huì)的要求。
　　2．城市路面現(xiàn)狀
　　稍加留心人們就能發(fā)現(xiàn)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市建設(shè)步伐的加快，無論是人行道、街道、廣場，還是住宅小區(qū)的庭院等，路面大都采用花崗巖、水泥、釉面磚等封閉性結(jié)構(gòu)鋪裝。
　　這種不透水、不透氣的鋪裝使得城市透水功能不斷弱化，特別是下雨天硬化路面地表積水，給城市交通帶來諸多不便，其排水設(shè)施的不完善容易造成積水成澇，加重了疏浚系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)和江河的污染。同時(shí)，由于封閉性鋪裝阻斷了地表水氣的交換，無法及時(shí)對(duì)城市的地下水資源進(jìn)行有效補(bǔ)充，大大降低了地表對(duì)雨水的涵養(yǎng)力，惡化綠化植被環(huán)境，造成了城市生態(tài)效益下降，使夏季的城市熱島效應(yīng)加劇。
　　有資料顯示，我國城市地表正在逐步被建筑物和各種混凝土等阻水性材料所覆蓋，不透水區(qū)域比例在大幅度增高，部分地區(qū)其覆蓋率已超過80％。因此，有著透水功能的透水路面的設(shè)計(jì)與研究在我國有著重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　3．透水路面的作用
　　透水路面生態(tài)環(huán)境效應(yīng)體現(xiàn)為：（1）增加城市可透水、透氣面積，加強(qiáng)地表與空氣的熱量和水分交換，調(diào)節(jié)城市氣候，降低地表溫度，有利于緩解城市“熱島現(xiàn)象”；（2）充分利用雨雪降水，增大地表相對(duì)濕度，補(bǔ)充城區(qū)日益枯竭的地下水資源，發(fā)揮透水性路基的“蓄水池”功能；改善城市地表植物和土壤微生物的生存條件和調(diào)整生態(tài)平衡（3）能夠減輕降雨季節(jié)道路排水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，減少峰值時(shí)段雨水管道排放壓力，明顯降低暴雨對(duì)城市水體的污染；（4）吸收車輛行駛時(shí)產(chǎn)生的噪音，創(chuàng)造安靜舒適的生活和交通環(huán)境，雨天防止路面積水和夜間反光。（5）防止路面積水和夜間路面反光，冬天不會(huì)在路面形成黑冰（由霜霧形成的一層幾乎看不見的薄冰，極危險(xiǎn)），提高了車輛、行人的通行舒適性與安全性；（6）大量的空隙能吸附城市污染物粉塵，減少揚(yáng)塵污染。（7）可以根據(jù)環(huán)境及功能需要設(shè)計(jì)圖案，顏色，充分與周圍環(huán)境相結(jié)合。
　　除去生態(tài)功能，城市采用透水材料建設(shè)道路、廣場，還可以選擇各種等顏色，豐富了城市景觀，在經(jīng)濟(jì)上也劃得來。專家測算，建設(shè)改造1萬平米的透水路面，改造后可蓄水2000立方米，這部分降水混入污水管道處理，多花的污水處理投資更難以估量。而透水路面的花費(fèi)，只相當(dāng)于好的面包磚的建設(shè)成本。
　　4.應(yīng)用情況
　　在國外,許多國家均推行的路面透水系統(tǒng)，并得到了廣泛應(yīng)用。以德國為例，他們?cè)诔鞘泻袜l(xiāng)村鋪設(shè)透水路面，像人行道、步行街、自行車道、郊區(qū)道路等受壓不大的地方，采用透水性地磚，這種磚本身可透水，磚與磚之間采用了透水性填充材料拼接；對(duì)于自行車存放地和停車場的地面，德國人選擇有孔的混凝土磚，并在磚孔中用土填充，這樣有利于雜草生長，從而使40%的地面具有綠化功能；考慮到居民區(qū)、公園和街頭廣場更需要綠化和美化，因此這些地方選用實(shí)心磚鋪路，但磚與磚之間會(huì)留出空隙，空隙中留有泥土，天然的草可在此處生長，這樣的地面可形成35%的綠化面積；在房舍周圍、居民區(qū)步行道、校園和公園的步行道上，由于往來行人較多，路面使用率高，因此他們大多采用細(xì)碎石或細(xì)鵝卵石鋪路，由大小均勻的石子散落而成的路，不僅地面透水性好，而且還不長雜草；城市街道的主要路面則用有孔磚加碎石來鋪設(shè)，即在帶孔的地磚孔中撒入碎石。這種地面不生雜草，但可使雨水順利滲透，其地面的熱反射也大大低于全硬化地面。在荷蘭，圍海造城的過程中，發(fā)現(xiàn)排開海水后的地面會(huì)因?yàn)殚L期接觸不到水分而造成持續(xù)不斷的地面沉降。為了使地面不再下沉，荷蘭人制造了一種長100毫米、寬200毫米、高50或60毫米的小型路面磚鋪設(shè)在街道路面上，并使磚與磚之間預(yù)留了2毫米的縫隙，這樣下雨時(shí)雨水會(huì)從磚之間的縫隙中滲入地下。這就是后來很有名的荷蘭磚。
　　有資料顯示，我國路面透水性鋪裝其實(shí)從20世紀(jì)30年代起開始使用，早期主要用于改善路面的防滑性。隨著對(duì)其研究的深入，透水性鋪裝在70年代開始被廣泛應(yīng)用于道路建設(shè)。但由于價(jià)格因素，技術(shù)因素，節(jié)能環(huán)保意識(shí)薄弱，透水路面應(yīng)用一直未能大規(guī)模的應(yīng)用，在城市未能形成理想的效果。
　　2005年，我國首個(gè)透水磚行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《透水磚》（JC/T945—2005）出爐，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)透水磚的術(shù)語和定義、分類、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、使用說明書以及包裝、運(yùn)輸及存貯等都作出了相應(yīng)的規(guī)定。2007年北京市出臺(tái)了《北京市透水人行道設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南》等相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)一定程度上規(guī)范了這個(gè)行業(yè)的有序穩(wěn)定的發(fā)展。我國已經(jīng)掌握了各種透水路面的相關(guān)技術(shù)，現(xiàn)在國內(nèi)很多企業(yè)都能生產(chǎn)研究透水路面，而且不少都是自主創(chuàng)新的成果，部分已達(dá)到國際水平。我國在“國家生態(tài)園林城市”考核中，已要求建成區(qū)道路、廣場的透水混凝土面積不低于50％。隨著人們對(duì)透水路面的逐步了解和重視，透水路面的設(shè)計(jì)和應(yīng)用正逐步規(guī)范和完善。
　　5.透水材料及設(shè)計(jì)與施工
　　路面透水是個(gè)系統(tǒng)工程，一個(gè)地面由最上層的路面磚、中間的沙土和整個(gè)城市的排水系統(tǒng)組成，只有這三者的透水功能完美結(jié)合以后才能完成整個(gè)路面的透水。不同地方沙土的透水性能不一樣，因此需要通過實(shí)驗(yàn)來解決沙土和透水磚的透水性吻合問題。
　　透水路面的材料主要有透水混凝土和各種透水磚等。
　　透水混凝土一般采用粗集料、少量或無細(xì)集料為骨架，并且有水泥漿結(jié)合料的混凝土材料，又稱無砂大孔隙水泥混凝土、大孔混凝土。之所以滲水透氣，在于其“沙其瑪”般的截面結(jié)構(gòu)，水氣通過孔隙滲透。據(jù)介紹，透水混凝土通過特殊的膠結(jié)料拌合，混凝土顆粒飽和粘結(jié)，留有蜂窩樣的孔隙，雖然透氣孔率達(dá)17％，但強(qiáng)度仍能達(dá)到C30級(jí)，卡車都不會(huì)壓壞，孔隙還能吸收汽車噪聲，因而也適用于城市快、慢車道；而傳統(tǒng)混凝土是不飽和顆粒，需要砂漿凝結(jié)，就阻斷了水氣交換。
　　具有多孔隙且能夠透水的路面磚，一般包括：燒結(jié)透水磚、免燒透水磚等。滲透系數(shù)當(dāng)≥1.0×10-2cm/s時(shí)，多用做透水面層。透水磚的重要原理是通過縫隙透水排水。
　　透水性路面是從面層到土基都允許水分滲透，主要功能是涵養(yǎng)地下水分和改善生態(tài)環(huán)境。這種路面一般要求不上車或只上輕型車輛且交通量不得太高。透水人行道允許降水部分或全部滲入土基，因此要求路面負(fù)荷較輕、結(jié)構(gòu)層的滲透性、浸水后強(qiáng)度和穩(wěn)定性良好。設(shè)計(jì)應(yīng)保證各結(jié)構(gòu)層透水性能的連續(xù)，避免某些層次成為透水能力的瓶頸。結(jié)構(gòu)層厚度考慮結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度、透水儲(chǔ)水能力和結(jié)構(gòu)抗凍性。
　　透水人行道結(jié)構(gòu)一般由以下幾部分組成：面層、找平層（根據(jù)面層材料選定）、基層(含底基層)、墊層。
　　透水路面結(jié)構(gòu)功能一覽表
　　結(jié)構(gòu)層 功能 備注
　　面層 直接承受荷載、透水、貯水、抗磨耗、抗滑 
　　找平層 透水、貯水、施工找平、連接面層與基層 當(dāng)面層結(jié)構(gòu)為透水水泥混凝土，或面層為小尺寸的透水磚時(shí)可不設(shè)置
　　基層 主要承受荷載、透水、貯水 
　　底基層 防止?jié)B入路床的水或地下水因毛細(xì)現(xiàn)象上升，緩解含水土基凍脹對(duì)路面結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的影響，同時(shí)具有承載、透水作用 新建或具有停車功能的人行道需設(shè)此層
　　墊層 防止?jié)B入路床的水或地下水因毛細(xì)現(xiàn)象上升，緩解含水土基凍脹對(duì)路面結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的影響 當(dāng)土基為透水性能較好的砂性土或底基層材料為級(jí)配碎石時(shí)，可不設(shè)置墊層
　　透水路面對(duì)土基的要求：粉土（滲透系數(shù)不小于10－6cm/s）、粉砂、細(xì)砂及中粗砂、礫石透水效率依次增高，濕潤后荷載下強(qiáng)度損失不大，適宜做透水道路結(jié)構(gòu)土基。而軟土（淤泥和淤泥質(zhì)土）、未經(jīng)處理的人工雜填土、濕陷性土、膨脹土等特殊土上不適合鋪設(shè)透水路面。
　　設(shè)置墊層主要目的是防止土基中細(xì)粒土的反滲，試驗(yàn)中采用中砂或粗砂墊層厚度4cm~5cm就能達(dá)到找平、反滲的效果。
　　基層主要功能是透水、儲(chǔ)水。級(jí)配碎石基層孔隙率最大，透水性能也最好，無砂水泥混凝土基層次之，水泥穩(wěn)定碎石基層最低。基層設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意其級(jí)配的選用。
　　由透水人行道與滲水性人行道區(qū)別及疊層滲透原理可知，透水磚面層的質(zhì)量在整個(gè)透水人行道體系中起重要作用，透水磚最重要的質(zhì)量參數(shù)是其透水系數(shù)直接關(guān)系人行道整個(gè)體系滲透系數(shù)，其各項(xiàng)性能應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。
　　找平層不宜采用細(xì)砂，宜用中、粗砂，水泥與砂質(zhì)量比在1：5～1：7左右時(shí)，粘結(jié)力和透水性能達(dá)到平衡。
　　透水路面的施工要注意以下幾點(diǎn)：
　　（1）透水磚鋪設(shè)過程中一定要注意不得在鋪設(shè)完成的路面上拌和砂漿、堆放水泥等材料。水泥材料本身在水化過程中易形成膠凝材料，造成透水磚透水結(jié)構(gòu)的永久性損傷。
　　（2）找平層砂漿在施工過程中的“干硬性”很重要，過干的砂漿在使用過程中粘性較差，含水量大的砂漿容易阻塞基層孔隙，砂漿本身透水性也較差。不能滿足設(shè)計(jì)要求，故砂漿找平層在施工過程中一定要有“干硬性”。
　　6.結(jié)語
　　透水路面是生態(tài)城市的守護(hù)者！透水路面的設(shè)計(jì)和使用具有良好的社會(huì)、環(huán)境和生態(tài)效果，符合城市建設(shè)的發(fā)展方向，建議盡快推廣使用。完美的路面透水系統(tǒng)能在雨水充足時(shí)完成路面的積水排泄和截留，給城市排水系統(tǒng)減負(fù)；同時(shí)，在艷陽高照、路面熱效率增加的時(shí)候散發(fā)水蒸氣，給路面清涼，還能與城市的水系相連接，最終形成完整城市地下水系。要做到這些，需要多個(gè)部門的配合，加強(qiáng)透水性能的實(shí)驗(yàn)，包括透水材料使用一段時(shí)間后透水性能的實(shí)驗(yàn)，使透水路面真正為城市路面透水服務(wù)，最終建成美好城市。
　　[參考文獻(xiàn)]
　　1、 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《透水磚》（JC/T945—2005）
　　2、 《北京市透水人行道設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南》2007年