城市人行道透水路面技术的实际应用

城市人行道透水路面技术的实际应用

摘要:随着城市化进程的迅猛发展,全国范围内的城市改造及新城区建设正在如火如荼的进行,加剧了“城市热岛效应”的形成,增大了市政排水管网负担,降低了地下水补给功能,从而产生了改善环境的透水路面工艺。本文结合实际介绍了城市人行道透水路面的功能和施工工艺,为大范围推广提供实验数据。

关键词:城市人行道透水路面环保透水砖透水基层施工工艺

1 城市人行道透水路面技术产生的时代背景及意义

随着经济的发展和城市建设步伐的加快,城市的地表逐步被建筑物和混凝土等阻水材料所硬化覆盖,形成了生态学上的“人造沙漠”。由于不透水的混凝土与沥青等路面材料,使得雨水不能自然的渗入地下,城市地下水又在不断的抽取,导致城市地下水位越来越低,形成了地质学上的“漏斗型”地下水位,引发地面沉降。另外,不透气的路面很难与空气进行热量、水分的交换,缺乏对城市地表温度、湿度的调节能力,又产生气象学上的“人造火山”,即城市热岛现象;由于这两种破坏环境的现象越来越严重,所以人们开始了改善环境的探索。经过一系列的实验与修改,透水路面工艺逐步出现在人们的眼前。透水路面结构观点,旨在保证道路结构的稳定,提高其使用舒适性,减少水资源的流失,缓解了城市发展和环境保护之间的矛盾。

2 城市人行道透水路面的技术优势及工作原理

2.1 透水性路面具有如下的优点

(1)增加城市可透水、透气面积,加强地表与空气的热量和水分交换,调节城市气候,降低地表温度,有利于缓解城市“热岛现象”。

(2)充分利用雨雪降水,增大地表相对湿度,补充城区日益枯竭的地下水资源,发挥透水性路基的“蓄水池”功能;改善城市地表植物和土壤微生物的生存条件和调整生态平衡。

(3)减轻降雨季节大量雨水沿地面径流的现象,减小排水系统的负担,明显降低暴雨对城市水体的污染,提高防洪能力。

(4)吸收车辆行驶时产生的噪音,创造安静舒适的生活和交通环境,雨天防止路面积水和夜间反光。冬天不会在路面形成黑冰(由霜雾形成的一层几乎看不见的薄冰,极危险),提高了车辆、行人的通行舒适性与安全性。

(5)透水面砖大量的空隙能吸附城市污染物粉尘,减少扬尘污染。现阶段,透水路面结构尚处于研究及初级尝试阶段,主要针对小区内的轻型车道、人行道、停车场、甬道进行透水性路面铺装研究。

2.2 透水人行道的工作原理

透水人行道的工作原理主要为:面层吸水、基层下渗、底基层排

水、地下储水四个工作步骤。

(1)透水面层通过透水面砖这种特殊材料改变水的表面张力,通过透水面砖的通道孔吸收到透水面砖体内。

(2)基层一般选用具有一定强度而且透水性较好的无砂大孔隙水泥混凝土,水体通过透水型砂垫层均匀分布到基层后,再通过基层的大孔隙结构迅速下渗。

(3)底基层材料将下渗的水排入路床,底基层材料一般为大粒径碎石材料,其作用一方面能迅速将水体排放到路床,另一方面能防止渗入路床的水或地下水因毛细现象上升,有效防止含水土基冻涨对路面结构整体稳定的影响。

(4)地下水在土基中得以保存,既能解决地基沉降,又能满足植物的水分补给。

2.3 环保透水砖的特点

(1)透水砖原料的生态理念

环保透水砖所用原料,面料为各种废陶瓷、石英砂和广场砖的废次品,底料用陶瓷废次品,原料来源是从其他厂家低价收集。采用变废为宝的生态理念,降低成本,提高了经济效益。

(2)环保透水砖的透水性、保水性

环保透水砖具有较强的透水性、保水性。降雨时雨水透过道路结构层下渗至地表,或滞留在面砖内。避免非透水路面出现的雨水飞溅、四处横流的现象,下渗雨水用于补给地下水或通过雨水收集装置贮存,成为水资源利用的新途径。由于环保透水砖具有保水性,天晴时,渗入面砖下部或保留在砖内的水分会蒸发到大气中,起到调节空气湿度、降低大气温度、消除“城市热岛”的作用。

(3)环保透水砖的强度高

环保透水砖强度可以达到120kPa 以上,铺设在停车场,可过载重40t 以上的汽车。国外一些城市的人行道、步行街、公寓停车场、机场等地方基本上都是以其代替水泥、石材硬化路面。

(4)环保透水砖的多样性

环保透水砖的颜色、型号多种多样,由此可根据工程建设的实际需要订制相应的面砖图案、颜色、型号和尺寸。

3 城市人行道透水路面的结构及其施工工艺

3.1 城市人行道透水路面的结构

此次我所决定将此项新技术应用于轻轨光华路站台人行道恢复工程。采用的人行道透水路面为全透式透水人行道,道路结构为透水

砖6～8cm+砂层3cm+级配碎石30cm,如图1所示。

3.2 施工工艺

路基施工工艺方案

透水人行道土路基施工与常规人行道施工方法基本一致。在人行道外边线按2m间距布置标高样桩形成2m×4.5m的网格,拉线找平,采用小型挖掘机进行标高整理。各板块标高均整理到位后,用宝马压路机轻夯至表面平整无弹簧土现象为止。完成施工后用拉线法找平坡度,对局部不平整或标高过高、过低处进行处理,直至质量合格为止。

级配碎石基础施工工艺方案

(1)级配碎石施工工艺流程图

如图2所示。

(2)准备工作

①对人行道结构下面埋设的各种沟、管等隐蔽构筑物,进行调查,确保安全后,方可进行施工。

②各种材料进场前,应及早检查其规格和品质,不符合技术要求的不得进场。级配碎石宜用几种粒径不同的碎石和石屑掺配拌制而成,轧制碎石的材料可以是各种类型的岩石(软质岩石除外)、圆石或矿渣。

③级配碎石的最大粒径应控制在53mm以内,碎石中针片状颗粒的总含量应不超过20%,碎石中不应含有粘土块、植物等有害物质。

④级配碎石用作透水性基层时,其材料颗粒组成范围及技术指标应满足下表规定,同时其级配曲线应接近圆滑曲线。

其配比计算如表1所示。

(3)施工开槽

①按照设计的结构厚度要求开槽至基层设计高,适当考虑松铺的厚度,使基层的高度,厚度和平整度达到质量标准。

②路槽底面土基回弹模量值宜不小于20MPa。土质路基压实度应采用重型击实标准。压实度不应低于90%。

(4)计算材料用量

根据基层的厚度、宽度及预定的干密度,计算各段的干集料数量。

(5)摊铺集料

①人工摊铺混合料时,其松铺系数约为1.40～1.50。

②检验松铺材料层的厚度,视其是否符合预计要求,必要时,应进行减料或补料工作。

③未筛分碎石摊铺、平整后,在其较潮湿情况下,以人工将石屑均