透水鋪裝被譽(yù)為“會(huì)呼吸的”地面鋪裝，本身具有良好的生態(tài)效益，并以特有的柔性鋪裝構(gòu)造為地面的檢修、維護(hù)和改造都來帶了便捷。它是海綿城市建設(shè)中的一個(gè)重要技術(shù)，廣泛運(yùn)用在城市道路、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)等。
應(yīng)用透水鋪裝的必然性
城市化的重要特征之一，即原有的天然植被不斷被建筑物和非透水性硬化地面取代，從而改變自然土壤及下墊層的天然可滲透性，從而打破大自然中水與氣的平衡，由此產(chǎn)生了許多負(fù)面影響。
1）硬化地面使雨水從地面流失或蒸發(fā)掉，阻礙了降水直接補(bǔ)給地下水的途徑，造成城市地下水位下降，也影響地表植物生長(zhǎng)。
2）硬化地面難以與空氣進(jìn)行熱交流、水分交換，對(duì)空氣的濕度、溫度調(diào)節(jié)都不足。加上高反射率，在大量吸收、儲(chǔ)存太陽輻射熱之后，又將其釋放出來，形成我們常說的“熱島效應(yīng)”。
3）硬化地面嚴(yán)重破壞城市地表土壤的動(dòng)植物生存環(huán)境，改變大自然原有生態(tài)平衡。
4）暴雨季節(jié)，雨量過度造成硬化地面積水、內(nèi)澇，影響人車出行，甚至造成交通隱患。而我國(guó)城市基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展滯后，使得暴雨時(shí)節(jié)城市排水設(shè)施無法有效滿足排水及防洪需求。雨水即使順利通過地下水設(shè)施流入河流，也將路面污染物隨之注入河流，造成二次污染。
5）硬化路面車輛行駛時(shí)噪音較大，雨天易形成積水飛濺，平時(shí)容易形成揚(yáng)塵，對(duì)人的危害都很大。
這一系列問題出現(xiàn)，讓人們認(rèn)識(shí)到探索和應(yīng)用透水性鋪裝的重要性。日本、德國(guó)是發(fā)展比較早的國(guó)家，而我國(guó)也開始應(yīng)用透水性鋪裝，2007年杭州市鋪設(shè)透水路面達(dá)到30萬平方米，北京奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)中用透水材料達(dá)10萬平方米，2010年上海世博會(huì)也大量采用透水性鋪裝……城市建設(shè)已經(jīng)逐步走出硬化的時(shí)代，走向一種全新的，兼顧環(huán)保、生態(tài)、水資源保護(hù)的模式。
透水路面設(shè)計(jì)原理
透水路面與傳統(tǒng)路面最大區(qū)別就在于“透水”兩個(gè)字，它究竟有什么神奇之處？主要因素就是孔隙率。
一項(xiàng)關(guān)于瀝青混合料的孔隙率和透水性的關(guān)系研究表明，8%的孔隙率是瀝青路面透水性急劇增長(zhǎng)的拐點(diǎn)：
若運(yùn)用的是不透水的密級(jí)+瀝青路面，孔隙率應(yīng)該小于8%且不能過于接近，最好在4%左右。若設(shè)計(jì)是透水的開級(jí)+大孔隙瀝青路面，孔隙率應(yīng)大于8%，實(shí)際應(yīng)用中大于15%，才能保證路面透水。
當(dāng)然，透水鋪裝也存在一定問題，由于砂土、灰塵、油污等在表面堆積，滲透的雨水同時(shí)過濾了空氣中的灰塵、道路上的異物等，長(zhǎng)時(shí)間的沉積，容易導(dǎo)致孔隙堵塞，降低透水率，對(duì)于一些質(zhì)量一般的材料可能會(huì)在短時(shí)間內(nèi)就完全堵塞，失去透水能力。
因此，對(duì)透水鋪裝 的應(yīng)用要考慮透水率的衰減，并采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施，主要是定期或不定期對(duì)地面進(jìn)行高壓沖洗，將阻塞孔隙的顆粒沖走，恢復(fù)透水率。
透水鋪裝能使雨水迅速下滲，補(bǔ)充地下水，保持土壤濕潤(rùn)，維護(hù)地下水及土壤生態(tài)平衡，據(jù)測(cè)算，5000萬平方米透水地坪，按年降水量600毫米計(jì)算，可蓄水3000萬立方米，這相當(dāng)于一個(gè)中型水庫容量，可見，透水鋪裝蓄水功能十分強(qiáng)大。那么它到底還有哪些優(yōu)勢(shì)，成為城市“新寵”呢？
透水鋪裝——功能效益解析
生態(tài)、環(huán)保效益
1）生態(tài)及環(huán)境優(yōu)勢(shì)
透水鋪裝內(nèi)部構(gòu)造是由一系列與外部空氣想通的多孔結(jié)構(gòu)形成骨架，同時(shí)又滿足使用及鋪地強(qiáng)度和耐久性要求。有些透水鋪裝還能與綠化相結(jié)合，形成半綠化地面。
2）維護(hù)城市土壤生態(tài)平衡
具有良好滲水性及保濕性的透水鋪裝，既滿足人們對(duì)于硬化路面的使用要求，又通過自身接近天然草坪和土壤地面的生態(tài)優(yōu)勢(shì)，減輕城市硬化路面對(duì)環(huán)境的破壞。透水鋪裝以下的動(dòng)植物及微生物都得到有效保護(hù)，因而很好實(shí)踐“與環(huán)境共生”的可持續(xù)發(fā)展理念。
3）改善光污染
透水鋪裝由于孔隙的存在使得投射到表面的光線得到擴(kuò)散反射，因而避免出現(xiàn)使用光滑地磚或石材造成的眩光。雨天硬化路面容易產(chǎn)生眩光，這種現(xiàn)象在夜間特別嚴(yán)重，這也是造成夜晚雨天交通事故多發(fā)的重要原因之一。透水鋪裝克服了這一系列問題，對(duì)城市交通安全提供更多保障。
4）改善城市熱、濕環(huán)境
透水鋪裝下墊層土壤中豐富的毛細(xì)水，通過太陽輻射作用下自然蒸發(fā)蒸騰，吸收大量的顯熱和潛熱，使其地表溫度降低，從而緩解'“熱島效應(yīng)”。北方城市在少雨季節(jié)常見的風(fēng)沙起塵現(xiàn)象，根本原因是地表的濕度及蒸發(fā)量減少，濕度過小導(dǎo)致空氣日益干燥，若使用透水鋪裝，可有效增加空氣濕度，緩解“城市干燥化”現(xiàn)象。
保護(hù)城市環(huán)境
1）大孔隙透水鋪裝能吸附城市污染物，如粉塵，減少揚(yáng)塵污染，對(duì)地表污水起到過濾作用。而且在雨天可以有效防止地表徑流現(xiàn)象，這樣也可以防止環(huán)境垃圾隨著地表徑流隨處擴(kuò)散，造成到處是污水。
2）有效治理河流污染
城市河道污染是一個(gè)普遍的問題，透水鋪裝用于河道護(hù)坡中，可防止因水流對(duì)河堤的沖刷產(chǎn)生水土流失，有利于植物扎根生長(zhǎng)。杭州市實(shí)施的”運(yùn)河申遺“計(jì)劃，就已大規(guī)模將透水混凝土運(yùn)用到城市河岸堤岸、護(hù)坡工程，很好實(shí)現(xiàn)了“水清、岸綠、景美”的預(yù)期目標(biāo)，讓河道成為市民休閑游樂的公共場(chǎng)所。
3）防洪排水作用
我國(guó)城市基礎(chǔ)設(shè)施嚴(yán)重滯后，使得在暴雨時(shí)節(jié)城市排水設(shè)施不能有效滿足排水及防洪要求。透水鋪裝由于自身良好的透水性能，有效緩解城市排水系統(tǒng)的泄洪壓力，這對(duì)于城市防洪意義重大，因此，透水鋪裝是城市防澇的積極措施。
4）吸音作用
城市高層建筑及高架道路不斷增加，加上穿過市區(qū)的飛機(jī)噪音，讓城市噪音污染嚴(yán)重。透水鋪裝有獨(dú)特的降噪機(jī)理，對(duì)城市聲環(huán)境起到明顯的改善作用，普通硬化路面只能將聲波重新反射。另一方面，透水鋪裝的多孔結(jié)構(gòu)使行駛車輛的輪胎噪音降低，能有效降低路面噪音6~10分貝。
美化環(huán)境
混凝土路面顏色可以是豐富多彩的，只要在粘結(jié)劑中滲入各種色料。同時(shí)也可以形成各種圖案，做到結(jié)合周邊景觀進(jìn)行設(shè)計(jì)，擺脫了原先以黑色調(diào)鋪裝為主，單一、凝重、壓制的感覺，起到美化城市景觀效果的作用。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)研究出透水性生態(tài)彩色藝術(shù)地坪，不但生態(tài)環(huán)保，且質(zhì)感、色彩、樣式多變。
經(jīng)濟(jì)效益
這里以數(shù)據(jù)說明問題，南京市可改造為透水鋪裝面積為370萬平方米，如果全部改造完成，可實(shí)現(xiàn)蓄水69萬立方米，相當(dāng)于70臺(tái)水泵的排水量。
2007年，北京改造了玉泉西街、體育場(chǎng)北路等9天奧運(yùn)市政道路兩側(cè)不到，鋪設(shè)步道總長(zhǎng)5500米，覆蓋面積2.5萬平方米，年節(jié)水1.2萬立方米。
透水鋪裝發(fā)展如此迅速，已然是一種趨勢(shì)。既然透水鋪裝優(yōu)勢(shì)巨多，那實(shí)際應(yīng)用中，如何選擇呢？即透水鋪裝有哪些常用類型，各有什么特色，我們應(yīng)用中應(yīng)該注意什么？
透水鋪裝——透水路面類型
透水鋪裝作為一種新興的城市鋪裝形式，通過采用大孔隙結(jié)構(gòu)層或排水滲透設(shè)施，使得雨水能夠通過鋪裝結(jié)構(gòu)就地下滲，從而控制地表徑流、雨水利用等目的。下面通過三種常用的透水路面材料，一起來認(rèn)識(shí)一下吧。
透水混凝土路面
透水混凝土是多孔、輕質(zhì)、無細(xì)骨料的混凝土，由水泥、特殊添加劑、骨料、水用特殊配比混合而成。比其它地面鋪裝材料更為優(yōu)良、生態(tài)、環(huán)保，屬于全透水類型，特點(diǎn)就是：透水性、保水性、透氣性。
透水混凝土作為環(huán)境負(fù)荷減少型混凝土，除卻透水效果良好、雨水收集充足等功能外，兼具吸聲降噪、抗洪澇災(zāi)害、緩解城市“熱島效應(yīng)”等作用。透水路面結(jié)構(gòu)形式從上而下依次為素土夯實(shí)、級(jí)配碎石、60~120mm透水混凝土，具體如下：
透水混凝土施工：主要包括攤鋪、成型、表面處理、接縫處理等。
1）攤鋪：機(jī)械或人工方式均可；
2）成型：可采用平板振動(dòng)器、振動(dòng)整平輥、手動(dòng)推拉輥、振動(dòng)整平梁等進(jìn)行施工；
3）表面處理：主要是為提高表面觀感，對(duì)已成型的透水混凝土表面進(jìn)行修整或清洗；
4）透水混凝土路面接縫的設(shè)置與普通混凝土基本相同，縮縫等距布設(shè)，間距不宜超過 6m 。
施工后采用覆蓋進(jìn)行保護(hù)，灑水保濕養(yǎng)護(hù)至少需要7天，養(yǎng)護(hù)期間防止混凝土表面空隙被泥沙污染。
透水瀝青路面
透水瀝青路面是“排水降噪路面”，是一種新型路面結(jié)構(gòu)，屬于半透水類型，道路結(jié)構(gòu)形式與普通瀝青路面相同。
原料中混入特制改良性瀝青、消石灰、纖維，能有效降低高速行駛的車輛與路面摩擦引起的爆破聲。透水性瀝青路面只是在表面層采用透水瀝青，底層依舊是普通瀝青。具體結(jié)構(gòu)可參見下圖：
透水瀝青路面讓路面積水、反光問題不再發(fā)生，雨天機(jī)動(dòng)車打滑的現(xiàn)象也大幅度減少，大幅度提高雨天行車的安全性。此外，其大空隙表面結(jié)構(gòu)讓路面溫度比一般路面溫度更低，還能改善城市熱島效應(yīng)。這樣就要求底面層施工時(shí)一定要控制好道路的橫坡，否則瀝青路面會(huì)有層間水長(zhǎng)期存在，加快道路的破損。
透水磚
起源于荷蘭，是荷蘭人在圍海造城過程中，為了使地面不再下沉，而制造的一種小型路面磚，并使磚與磚之間預(yù)留2mm縫隙，又稱荷蘭磚。
特點(diǎn)是不積水、排水快、抗壓性強(qiáng)。適用于對(duì)路基承載能力要求不高的人行道、步行街、休閑廣場(chǎng)、非機(jī)動(dòng)車道、居住區(qū)道路及停車場(chǎng)等。
從材料和生產(chǎn)工藝角度考慮，主要有兩種類型：
1）陶瓷透水磚：以固體工業(yè)廢料、生活垃圾、建筑垃圾為原料，通過粉碎、高溫?zé)浦瞥伞?/span>
特點(diǎn)：高透水性；主要原料是工業(yè)廢料，因此減輕對(duì)環(huán)境的污染；裝飾效果非常好；由于其使用的工業(yè)廢料都要經(jīng)過高溫煅燒，燒制過程中除燃料本身排放氣體外，很少產(chǎn)生有害氣體，減輕廢氣污染；孔隙率高，吸音防噪效果好。
2）非陶瓷透水磚:以無機(jī)非金屬材料為主要材料，利用有機(jī)或無機(jī)粘結(jié)劑，通過成形、固化制成，但是無須煅燒。
透水磚的路面結(jié)構(gòu)可參見下圖：
那么透水鋪裝面層、基層材料與傳統(tǒng)路面相比，到底有何獨(dú)特？
透水鋪裝——材料選擇
園林鋪裝從結(jié)構(gòu)上分為面層、基層和墊層，其中面層與基層間為了結(jié)合及找平設(shè)有找平層。讓雨水通過，直接滲入路基的透水鋪裝，究其原理，即鋪裝面層結(jié)構(gòu)具有良好的滲水性，同時(shí)基層也有相應(yīng)透水性。那么透水鋪裝面層材料及基層材料各有什么要求呢？
透水鋪裝面層材料
1）整體型透水鋪裝面層
通過材料的特殊級(jí)配，讓面層具有相互連通的多孔結(jié)構(gòu)，為雨水下滲及下墊層蓄水蒸發(fā)提供通道，但由于多孔結(jié)構(gòu)，降低骨料的連接強(qiáng)度，進(jìn)而降低路面強(qiáng)度及耐久性。鑒于此，通常會(huì)使用添加劑改善面層粘結(jié)材料的強(qiáng)度。
2）塊料型透水鋪裝面層
其透水性主要通過兩種方式實(shí)現(xiàn)，即本身具有的多孔透水結(jié)構(gòu)和鋪裝間接縫的透水通道。
透水鋪裝基層材料
用做透水鋪裝的基層材料，除了具備適當(dāng)強(qiáng)度外，必須有較好的透水性，因此�；鶎硬牧弦话悴捎�透水性好的級(jí)配礫石。采用級(jí)配碎石做基層時(shí)，碎石的最大顆粒徑應(yīng)小于0.7倍基層厚度，且不能超過53mm。同時(shí)為了工程應(yīng)用，基層材料均采取工程上常用的集料，即粒徑5~25mm連續(xù)級(jí)配碎石，孔隙率46%。
根據(jù)基層厚度、溢流及排水方式的不同，透水路面可分為以下幾種結(jié)構(gòu)：
1）具有較小蓄水能力的透水基層
這種路面基層主要有找平層、透水基層組成，透水基層有很大的空隙率，但是厚度不大，因此透水性強(qiáng)，適用于降水量較少、墊層透水能力很強(qiáng)且具有較高承載力的區(qū)域。主要用于人行道、非機(jī)動(dòng)車道、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)及步行街等場(chǎng)所。
2）具有較大蓄水能力的透水基層
一般由找平層、蓄水基層、土工織物構(gòu)成，蓄水層厚度較大，且空隙率較小，當(dāng)降雨量較大不能及時(shí)排出時(shí)，一部分雨水就儲(chǔ)存在基層中，避免路面積水。這種基層適合雨量較大的區(qū)域，邊蓄水、邊排水。蓄水層下面為土工織物，其作用是保持墊層承載力。
3）內(nèi)部具有溢流結(jié)構(gòu)的透水路面
4）周邊溢流結(jié)構(gòu)
透水路面周邊溢流結(jié)構(gòu)：已經(jīng)廣泛應(yīng)用于停車場(chǎng)，因此要求這種透水路面具有一定荷載能力，但是增加強(qiáng)度的同時(shí)，透水能力有所下降，當(dāng)雨水量大，無法及時(shí)排掉雨水，容易造成路面積水，因此采用周邊溢流結(jié)構(gòu)。
具體做法即采用一定厚度開級(jí)配碎石做面層，下面直接由有一定坡度的墊層支撐，墊層上面有土工織物，整個(gè)基層猶如一個(gè)蓄水池。如此一來，當(dāng)降雨大時(shí)，雨水可以直接從周邊溢流進(jìn)基層蓄水池，再排出路外。
非透水路面的溢流結(jié)構(gòu)：傳統(tǒng)路面沒有透水作用，溢流結(jié)構(gòu)采用透水路面磚做面層，且與非透水路面具有相同設(shè)計(jì)標(biāo)高，不僅美觀，而且具有一定承受輕型荷載能力，但不能承受重型交通，這個(gè)結(jié)構(gòu)類似邊溝，具有非常理想的排水能力。
隨著城市化進(jìn)度加快，城市生態(tài)化問題日益嚴(yán)峻，而透水鋪裝突出的生態(tài)性很好地解決了這一矛盾，使城市得到更好的綜合效益，達(dá)到城市生態(tài)化建設(shè)的目的。海綿城市建設(shè)工作的不斷深入，相信我們會(huì)看到透水鋪裝在城市建設(shè)中越來越多的應(yīng)用。
注：圖文由嶺南論壇整理，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明。
