透水透气铺装材料在城市园林工程中的应用研究

童林伟

（福建东方园林景观工程有限公司，福建 福州 350008）

随着城市基础建设的持续推进，城市地面硬化覆盖范围不断扩大，在地面硬化工程中大量采用混凝土、沥青等不透水透气材料，导致自然降水与下层土壤隔绝，自然降水无法就地渗透，进而形成地面径流，给城市排水系统造成较大的压力，甚至形成城市内涝。2015年10月份，国务院办公厅印发了《关于推进海绵城市建设的指导意见》，强调城市建设应以自然积存、自然渗透和自然净化为发展方向，实现城市水生态的修复、水资源的涵养，以此增强城市防涝能力，提高新型城镇化建设，促进人与自然的和谐发展。在海绵城市建设中，采用透水透气铺装材料能够起到良好的涵养、渗透、净化、补充地下水等作用，改善硬化地面对城市生态环境的影响，因此，在城市园林建设中应用透水透气铺装材料具有良好的生态效益。

1 透水透气铺装材料特点及类型概述

透水透气材料是指能够使雨水通过并渗透入路基的铺装材料。根据其材料特性，可将透水透气性材料分为具有透水透水特性的路面铺装材料，如透水混凝土、透水沥青混合料和透水砖等；本身不具有透水透气特性但通过特殊的形式使之具备透水透气效果的材料，如嵌草砖、植草板格等。其具体类型及特点如下：

1.1 透水透气混凝土

透水透气混凝土是采用单粒极粗骨料作为混凝土骨架，并加入适量的细骨料覆盖在粗骨料表面，形成以粗骨料为骨架的多孔混凝土材料。由于透水透气混凝土集料的特殊构造，内部含有较多的孔隙，且多为孔隙超过1mm 的大孔，因此，该结构具有良好的透水透气性能。同时，由于该结构是在骨料表面粘结水泥砂浆形成，粗、细骨料存在嵌挤、机械咬合作用，强度较常规混凝土低，不适用于车辆通行路面，主要适用于广场、园路铺装等环境。

1.2 透水透气性沥青混合料

沥青混合料主要用于道路表层耐磨层，兼具渗透、耐磨和排水等功能，所选用的粗集料均采用单一粒级，细骨料和填料用量均较少，进而形成骨架-空隙结构，具有良好的空隙率，其空隙率约为17～20%，地面径流可在沥青混合料内部连续流动，并向下渗透或积蓄降水，达到减少地面径流和补给地下水的重要作用。在园林铺装中，采用最大粒径为15mm 的细粒式沥青混合料，空隙率在13%以上时，其路面强度性能和透水透气性能良好。

1.3 透水砖

透水砖是采用特殊级配集料、水泥、凝胶材料制成的特殊造型的砖体，如矩形砖、方形砖、嵌角砖、三角砖、菱形砖、梯形砖等。在城市园林建设中，透水砖应用广泛，可用于城市园林路面铺装、庭院、停车场、广场、树坑等。

综合上述分析，透水透气性铺装材料具有不同的特性（如表1所示），对路基的稳定性和透水性能要求存在一定的差异，因此，具体项目实施中，应根据工程特性合理选择适宜的透水透气材料。

表1：透水透气材料特性对比

2 工程案例

本工程为福州红星美凯龙世博家居广场2#集中式商业、3#办公楼及附属地下室园林景观工程项目，项目位于福建省福州市，项目工程面积为24239m2，工程项目内容包括园林绿化、园路铺装、广场铺装、路灯、岗亭和室外雨污水管道敷设等，其中，针对福州地区降雨量大的实际情况，为提升广场生态性能和观赏性，防止广场出现积水，实现水资源的积蓄与缓释，本工程综合施工成本、强度性能要求和透气透水性能，采用透水透气混凝土施工方案铺装广场。

3 透水透气混凝土材料铺装施工工艺

3.1 结构设计

根据透水透气混凝土结构特性，路基应具备相应的渗漏性能，以确保水资源的快速渗透和储蓄，其结构自上而下为：透水混凝土、碎石基层（储水层）、排水管道、基层（如图1所示）。垂直向的地面径流主要通过自然渗透向下过滤，并经碎石基层、路基渗入地下水；如碎石基层中积水较多，渗透不及时，可通过排水管道排出，与市政排水系统相连，以此保证本工程排水性能。

图1 透水透气混凝土结构设计

3.2 场地平整与找坡

场地平整与找坡是广场铺装的基础。为便于后续工程绿化栽植施工，施工单位先将表层适宜栽植的肥沃土壤挖出，开挖深度为0.5m，误差应控制在0.05m 以内。开挖出的土壤应临时堆放在广场边缘，待广场铺装完成后作为立地改良土壤。待广场挖填方工程施工完成后，对挖填后的新地面进行整平处理，要求地面平整度控制在5mm 以内。为确保广场平整度，在广场基层平整处理过程中，应根据高程、水平测量点加强测量和记录，保证场地内场地平整度满足设计坡度要求。为降低地面径流渗透压力，实现蓄水层积水经排水管自然流出，应重点关注场地找坡角度，确定排水口位置，调整排水管底部标高，广场向排水口倾斜角度应控制在1～2°范围内，借助重力作用实现地面径流的自然排出和自然蓄积、渗透，实现广场地面与周围地面自然衔接。

3.3 基层施工

在广场基层施工时，应根据设计要求开挖至设计标高，当遇到软弱土层时，为防止广场沉降问题，应对软弱土层进行换填处理。在基层开挖完成后，为提高基层的稳定性和承载性能，应对基层土壤压实处理，并按要求整出路拱。压实处理时，应遵循“分批压实、先轻后重、先稳后振、先边后中、先高后低”原则，采用小型压路机分批压实，压路机后轮迹应重叠1/2，沿中心线方向进行。针对广场边缘、转角等压路机无法处理的区域，可采用小型夯机纵横循环夯实，防止漏夯，碾压后，针对路拱不符合处及时耙开重新处理，如发现存在基层“弹簧”现象，应及时开挖基层，待基层土壤晾晒、风干后重新填筑碾压，整形后土基平整度控制20mm 以内。

3.4 排水管网铺设

本工程下基层为碎石基层，作为广场承载基层和蓄水基层，其强度和平整度直接影响广场施工质量。在基层处理的基础上，先均铺一层土工布格栅垫层，并沿广场分段铺设排水管，排水管材质为无缝钢管，无缝钢管厚度为2mm，抗压强度不低于1.6MPa。排水管经焊接组成排水管网，广场基层钢管每隔200mm 开孔，各区域渗水汇入无缝钢管排水管至排水口中，间距200mm 开孔，用于渗水收集和排出，缓解广场渗漏压力。

3.5 下基层施工

在管网铺设完成后，洒铺强度不低于8 级的级配碎石，严禁混用强度不同的软、硬石料，避免碎石在长期碾压后破碎而影响广场结构性能。碎石基层摊铺时，为避免碎石基层空隙过大，应采用人工摊铺方式，以标准的摊铺厚度为标准，确保基层摊铺纵横断面厚度一致，并及时清理料底尘土，防止尘土堵塞碎石基层空隙，影响广场透水透气性能。在碎石基层摊铺完成后，使用10～12T 压路机进行碾压处理，碾压速度为25～30m/min，后轮重叠宽1/2，自路肩逐渐向中心转移。碾压一遍后，施工人员借助路拱板对路拱、碎石基层进行平整度检查，如局部平整度偏差过大，则应及时将多余的碎石捡出；如存在低洼现象，则应均铺碎石，确保广场碎石基层平整度符合平整度要求。碾压处理应重复3～4 遍，以碎石基层稳定且无显著位移为验收标准。在碎石基层压实处理完成后，在碎石基层表面均洒填充料，并使用洒水车或喷壶均洒一次水，并及时补充碎石基层缝隙，直至碎石基层不再露出碎石棱角为止。

3.6 二次压实

在碎石基层填充后，使用10～12t 压路机进行二次压实施工，压实速度为60～70m/min，压实遍数为4～6 遍，不得碾压次数过多，防止造成碎石破碎。

3.7 面层施工

在透水透气混凝土摊铺前，应对碎石基层进行洒水湿润，避免因基层填充料吸收混凝土中水分而造成混凝土干缩、凝结。在洒水湿润后，应根据分层摊铺原则，先摊铺一层透水透气混凝土，摊铺厚度为50mm，摊铺速度为10m/min，并使用平板振动器进行振捣。在振捣过程中，应避免使用高频振捣器，避免造成混凝土过于密实，影响混凝土空隙率和透水效果，而且，高频振捣器会导致粗集料下沉，影响表面混凝土结构，导致表层混凝土强度下降。在下层面层振捣施工完成后，再摊铺一层混凝土，摊铺厚度为50mm，重点对广场表面平整度、坡度的控制，其坡度误差应控制在1°以内，平整度误差应控制在5mm 以内。

3.8 养护管理

在混凝土面层施工完成后，应加强对混凝土的养护管理，定期进行湿润、保温管理，并覆盖塑料薄膜，防止混凝土出现干缩、裂缝，影响混凝土抗压、抗剪强度，养护期不得少于7d。同时，在透水透气混凝土工程中，最为常见的病害是混凝土孔隙堵塞，造成混凝土渗透性能下降，在养护管理中可采用高压水枪和吸尘设备进行养护管理，恢复透水透气性能。

4 施工效果分析

通过在本工程中应用透水透气混凝土（如图2所示），自然降水能够直接经混凝土渗透，并在碎石层积蓄、向下渗透，多余渗水经排水管收集排入广场周围的排水口中，能够实现自然降水的快速渗透和排出，缓解了城市排水系统压力。在正常天气情况下，碎石层内的蓄水经透气透气混凝土蒸发，能够增加空气湿度，改善局部自然环境，经试验研究，广场地面温度较非透水透气地面低2～3℃，取得了良好的生态效益。

图2 广场铺装效果图

5 结语

当前，我国正大力倡导在城市建设中融入海绵城市理念，以自然渗透、蓄积和缓释等方式缓解排水系统压力，实现水资源的收集 与利用。本工程中，通过在碎石基层中布设排水管道，并加强碎石基层、混凝土面层处理，确保了透水透气混凝土孔隙率，提高了混凝土透水透气性能，达到了预期工程设计目标，取得了良好示范效应和生态效益。