公园广场等透水铺装

透水性铺装材料的生态特征

1，透水性铺装材料应用的必要性

人类在创造为自己创造生存空间，建设城市时，也在改变着大自然的环境，破坏着大自然的循环与平衡。城市化的重要特征之一就是原有的天然植被不断被建筑物及非透水性硬化地面所取代,从而改变了自然土壤植被及下垫层的天然可渗透属性，从而破坏了大自然中水和气的原有循环，因而产生了很多负面问题。

(1)硬化地面使雨水从地面流失或者被阳光蒸发掉, 阻断了降水直接补充地下水的途径, 使城市地下水难以得到补充,，造成城市地下水位下降。影响地表植物的生长；

(2)不透气的地面很难与空气进行热量、水分的交换。对空气的温度、湿度的调节能力差，且由于硬化地面的高反射率, 使它在大量吸收、储存了太阳辐射热之后, 又将热量反射释放出来,使城区的温度比郊区和乡村高2～3℃，产生“热岛现象”；

(3)不透水的道路容易积水，降低道路的舒适性和安全性：

（4)当短时间内集中降雨时，雨水只能通过下水设施排入河流。大大加重了排水设施的负担。并且雨水挟带路面的污染物注入江河造成二次污染，在城市里形成一种有雨洪灾、无雨旱灾的矛盾局面。

（5）不透水铺装严重地破坏了城市市区地表土壤的动植物生存环境,改变了大自然原有的生态平衡。包括城市广场、建筑、道路等设施在内的城市下垫层代替了大自然原有的森林、绿地和田野,形成了“城市荒漠”,野生动植物逐渐失去了其赖以生存的环境而不断减少以致濒临灭绝。

（6）暴雨季节内涝频发，当短时间内集中强降雨时，不透水路面导致排水不畅，雨量过度集中造成路面积水、内涝，路面积水，影响行车安全，甚至造成交通瘫痪。我国城市基础设施发展滞后的状况使得暴雨时城市排水设施不能有效满足排水及防洪的要求，市区硬化地面常常出现雨水蓄积和漫流现象，这是我国很多城市夏季产生城区内涝的重要原因。不透水地面只能依靠表面汇水系统及城市排水管网排除地表降雨，在暴雨时这种地面径流急剧增高，很快出现峰值，流量急升急降。

（7）城市道路交通生态缺陷车辆在不透水路面行驶噪声较大，雨天易形成积水飞溅，无雨天易形成扬尘，危害人的健康。

由于以上问题的出现，认识到问题的严重性后，对能够探索与应用能够“与环境共生”的透水性铺装材料的需要日益增加。因此很多已经对透水性铺装有了一定的研究，特别是日本和德国，发展的比较早。目前我国也已经开始应用透水性混凝土，杭州市除运河治污工程外，从2005年开始在城市市政建设中大规模推广使用透水工程材料。据不完全统计，至2007 年杭州市铺设透水混凝土面积达30万平方米。北京市仅在奥运场馆建设中铺装透水工程材料达10多万平方米。在奥运公园水环境设计思路的讨论会上，一位专家提出，奥运公园最重要的设计之一，应是让地面具有很好的雨水回渗功能。上海在新建改建公园中积极推广透水材料铺装，2010 年举办的上海世博会工程、特奥会训练基地建设大量采用透水混凝土铺装。建设部也在大力推广透水混凝土材料，这标志着城市建设逐步走出硬化的误区，向人们展示一种全新的，具有环境、生态、水资源保护功能的地面铺设。

2. 透水路面及透水铺装材料的介绍

2.1 透水路面的设计原理

透水型路面与普通路面最大的不同就在于透水性，而影响路面透水性的主要因素就是孔隙率。据一项关于沥青混合料的孔隙率与透水性的关系研究显示，8%的孔隙率是沥青路面透水性急剧增长的拐点，见图1。

图1 沥青混凝土透水系数-孔隙比

因此，如果设计的是不透水的密级配沥青路面，孔隙率应＜8%且不能太接近，最好在4%左右。若设计是透水的开级配大孔隙沥青混凝土，孔隙率应＞8%，实

际应用＞15%，这才能保证路面畅通透水。

2.2 不同透水材料制成的透水路面

（1）透水性混凝土路面

透水型混凝土是将水泥、特殊添加剂、骨料、水用特殊配比混合而成，它比其他地面铺装材料更为优良、生态、环保，属于全透水类型，有很好的透水性、保水性、通气性，水能够很快地渗透混凝土。透水混凝土路面的结构形式自下到上依次为素土夯实、级配碎石、60～200 mm 透水混凝土，具体结构见图2。

图2 透水型路面结构示意图透水型路面可以将路面的雨水渗透到路基或是周围的土壤中加以储存，目前多数应

用于园林绿地、公园、球场等。为加大渗透能力，保证路基强度，也可以增

加附属排水系统，排水流入城市管网或蓄水系统，主要应用在道路、通道、人行道、广场等道路承载大的地段。

图3 透水混凝土铺装面层

（2）透水性沥青路面

透水型路面的另一种形式就是透水型沥青路面，属于半透水类型。道路结构形式与普通沥青路面相同。

图4透水沥青面层

透水型沥青路面只是在路表面层采用透水沥青，底面层仍是普通沥青，在底面层两侧增加碎石排水暗沟，渗水通过路面底面层横向流入两侧的排水暗沟中，每隔一定距离在路边设置渗水井，雨水可以通过渗水井渗透到路基以下或统一排到蓄水池中储存起来循环利用。这样就要求底面层施工时一定要控制好道路的横坡，否则沥青路面会有层间水长期存在，加快道路的破损。具体结构面示意见图5和图6。

图5透水沥青路面横断示意图

图6 透水型沥青路面蓄水系统示意图

（3）透水砖

目前, 在市面上见到的透水砖从材质和生产工艺上可分为两大类, 一类是以固体

工业废料、生活垃圾和建筑垃圾为主要原料, 通过粉碎、成形、高温烧制而成的具有透水砖的性能、符合透水砖标准的建筑装饰材料, 称之为陶瓷透水砖; 另一类是以无机非金属材料为主要原料, 利用有机或无机粘结剂通过成形、固化而制成的具有透水砖性能、符合透水砖标准的建筑装饰材料, 由于它无须烧成, 所以称其为非陶瓷透水砖。

从产品本身的性能和使用功能上又可将透水砖分为砖体本身透水的透水砖和砖体

本身不透水或本身只能渗水或微弱透水的透水砖。本身不透水的透水砖有陶瓷的,也有

非陶瓷的, 其透水功能靠铺贴或拼凑组合时砖与砖之间的接缝实现。单体不透水的陶瓷透水砖是将不同颜色的陶瓷砖块(20mm×30mm、30mm×50mm)按一定规格组合粘贴在一片特制的树脂板上, 像马赛克一样。该树脂板下面有支撑脚, 以便于从砖接缝处漏下去的水渗入地下,达到透水的目的。这种透水砖重量轻、铺砌方便, 更换也方便, 图案组合

更容易实现, 但成本较高。

陶瓷透水砖具有很多其他陶瓷砖所不具有的特性:(1)高透水性; (2)陶瓷透水砖的

主要原料是工业废料,所以其生产减轻了工业废料对环境造成的污染; (3)高透水性生态陶瓷砖主要以工业固体废物为原料, 且该砖的装饰效果特别好, 所以它必然会代替其

他类似的建筑材料, 从而节约了其他工业原材料的使用, 为节约资源做出贡献; (4) 由于陶瓷透水砖使用的工业废料都经高温煅烧过, 所以其烧制过程除燃料本身放出的气

体外,很少产生有害气体, 减轻了废气对环境的污染; (5)陶瓷透水砖孔隙率高, 吸音效果好, 有防止噪音污染的功能。另外, 其表面摩擦系数大, 行人行走轻松自如, 从而消除行走时的疲劳感。