海绵城市建设中透水路面在市政道路中的应用

时间：2024-07-28

蒋建忠

（四川通汇达公路工程勘察设计有限公司，四川成都 610011）

0 引言

我国多数城市排水系统设计标准偏低，面对季风气候带来洪峰流量，排水压力巨大[1]。有些地方是由于发展问题、财政因素导致雨水管网设计标准偏低；有些地方是由于历史问题，早年间基建的时候没有规划好排水系统，要翻修排水系统比较困难；有些地方是由于地理问题，比如处在盆地或者地势低洼的位置排水困难。综合导致的我国城市容易出现“看海”的现象[2]，不透水的城市道路和铺装是导致现代城市排水压力大的重要因素。生态城市要80%的地面具有透水功能，透水路面也叫排水路面，是生态城市建设的重要组成部分。透水路面有助于缓解城市排水的困难[3]，是海绵城市建设的重要组成部分[4]。采用透水路面可以显著减小雨水的径流系数[4]，透水路面是贯彻海绵城市理念的重要举措[5]。本文研究海绵城市及透水路面道路的意义，透水沥青路面和混凝土路面各有优缺点，分析其结构和材料方案、施工等技术问题。

1 海绵城市及透水路面道路的意义

建设海绵城市及透水路面道路，工程意义和环境效益重大，建设透水路面道路的重要举措是采用透水沥青路面和透水混凝土路面。根据海绵城市和透水路面规划到2030 年80%以上的城市建成区面积达到规划目标。

透水路面道路减少暴雨径流量30%～80%，有效减少城市排水管网的泄洪压力。透水路面道路可以有效地补充地下水资源，节省雨水回用的成本；还可以有效地减少雨水径流中污染物，对于北方水资源匮乏的城市，尤为重要。透水路面道路的路面是“会呼吸的路面”，减少城市的热岛效应可以美化城市的环境；还可以减少行车噪音，创造舒适的生活空间。透水路面道路有助于提高行车安全性。排水路面与传统密级配混合料路面相比，排水效果存在巨大差异，如图1 所示。

图1 排水路面与传统路面的排水效果比较

前方车辆轮胎高速旋转带来的水花和水雾，严重影响后面车辆的司机视线。排水性沥青路面的排水速度快，因此减少水花、水雾现象。雨中的排水性沥青混合料路面与密级配沥青混合料路面水花、水雾的情况对比，如图2 所示。

图2 排水路面与传统路面产生的水花和水雾比较

2 透水路面的材料和结构

透水沥青路面和混凝土路面在国内外已经有相当规模的应用。下面分别阐述两种路面的材料和结构。透水沥青路面的沥青混合料压实后空隙率还可以达到20%，远大于常规沥青混合料的空隙率，因此能够在路面内部形成排水通道，属于开级配沥青混合料，结构是单一粒径碎石按照嵌挤机理形成骨架-空隙结构。在降雨较多，排水压力大的地区，透水沥青路面各结构层次的结构示意图，如图3所示。

图3 透水沥青混凝土路面结构图

透水路面的沥青混合料结构厚度要保证能够承受基层层底拉应力。透水沥青混凝土应该采用高黏度的沥青，透水混凝土是按一定比例的粗集料、细集料、胶结料、外加剂和水加工成型，具有连续的孔隙[5]，其中粗集料较多，细集料很少甚至没有。透水混凝土路面面层的孔隙率可达20%，级配碎石层的孔隙率可达36%，雨水也可以透过地表空隙蒸发。透水混凝土路面各结构层次的结构示意图，如图4 所示。

图4 透水混凝土路面结构图

由图1 和图2 所见，透水沥青路面和透水混凝土路面的主要特点有储水和排水功能。对水泥混凝土透水路面，面层功能是承受汽车荷载、透水、储水、抗滑、抗磨耗。基层功能除了承受荷载，更多的是储水、透水，还要减少毛细水上升高度，缓解含水土基的冻胀对路面整体稳定性的不利影响。透水沥青路面和透水混凝土路面材料主要是水泥稳定粗集料，级配类型为开级配，空隙率大于20%。当路面内部可能出现自由水滞留时，可采用沥青碎石或骨架空隙型水泥稳定碎石或级配碎石做排水基层。储水基层设计和施工，是透水路面设计和施工的重要环节，其厚度对发挥透水路面道路的功能，有着显著影响。传统路面与透水混凝土路面的比较分析，如表1 所示。

表1 传统路面与透水混凝土路面比较分析

由表1 可见，透水混凝土路面优点多，可以推广应用。透水沥青路面和透水混凝土路面的环境和社会效益比较突出。