海綿城市路面材料都有那些
發(fā)表時間:2022-04-15 14:36:45
海綿城市,是為了應(yīng)對解決當(dāng)前城市道路排水儲水難等問題而提出的新一代的城市雨洪管理概念,指城市能夠像海綿一樣,在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面具有良好的“彈性”,下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用[1]。建設(shè)海綿城市需要有良好的“海綿體”,透水性鋪裝材料是加強海綿城市滲透功能的重要因素,推廣和使用透水鋪裝材料,將會在海綿城市的發(fā)展與建設(shè)中起到顯著作用。
隨著城市化和工業(yè)化的發(fā)展,城市的地表多被鋼筋混凝土的房屋建筑和不透水的路面所覆蓋,與自然的土壤相比,普通的不透水透氣路面缺乏呼吸性、吸收熱量和滲透雨水的能力[2],導(dǎo)致原有的水文特征和自然生態(tài)本底被迫發(fā)生改變。因此,構(gòu)建海綿城市通常從改善自然水文滲透、降低表層徑流、降低從表層匯聚到管網(wǎng)中的降水量等方面進行。滲透雨水有很多方法可供選擇,比如對路面進行調(diào)整、改變地面的鋪裝材料、實施屋頂綠化等,在這些選擇中公共道路覆蓋是經(jīng)濟、有效的一項,對海綿城市的建設(shè)發(fā)揮著重要影響。采用透水性材料進行道路鋪裝,可以保持地下水,及時對其進行補充,而且能夠利用土壤使水質(zhì)得以提高,有利于改進城市的微氣候。在常用地面透水鋪裝的選擇上,主要有透水混凝土、透水磚和透水瀝青三種。
2.1 透水混凝土
透水性水泥混凝土是以水泥為膠凝材料,采用一個或幾個不同的特殊級配,少用或者不用細(xì)骨料配制的具有透水空隙的混凝土[3]。以水泥作為它的膠凝材料,采用薄層水泥漿包覆、相互粘貼于粗骨料表面,形成擁有均勻分布孔穴的蜂窩結(jié),連通孔隙率約為15~25%。
2.2 透水磚
根據(jù)生產(chǎn)工藝和材質(zhì)的區(qū)別,市場中的透水磚主要有兩種類型:①以建筑和生活垃圾以及工業(yè)生產(chǎn)廢料為材料,通過對這些垃圾、廢料進行粉碎、燒制等工藝處理得到陶瓷透水磚;②以無機材料為基礎(chǔ),在粘接劑的作用下使其凝固成特定形狀、透水性良好、滿足規(guī)范要求的建筑材料。因為第二種利用粘接劑成型,省去了燒制的步驟,因此將其稱為非陶瓷透水磚。
透水磚常見的鋪設(shè)手法是用300mm厚的碎石夯實鋪設(shè)在素土夯實層上,再在其上鋪設(shè)30mm厚的干硬性水泥砂漿,上方的面層由灑水封縫、粗砂掃縫和密拼透水磚組成。
2.3 透水型瀝青
不同于上述兩種透水型鋪裝材料,透水型瀝青屬于半透水材料類型。由于普通透水性瀝青孔隙率高,從而影響了其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,所以常采用具有較小的針入度、粘度較大的改性瀝青材料或普通瀝青鋪設(shè)于透水瀝青底層。因此透水型瀝青的道路結(jié)構(gòu)形式類似于普通瀝青路面,只是將透水瀝青應(yīng)用于道路面層,而底面層仍采用普通瀝青。通常,在透水型瀝青道路底面層兩側(cè)鋪設(shè)碎石層的排水暗溝,滲透水得以通過底面層流入兩側(cè)排水暗溝中。
3.1 透水性
透水性能的優(yōu)劣在很大程度上由互通式孔隙率決定,同時還受到許多其他因素的影響,因此很難對其進行定量分析和控制。此外,路面在豎向和橫向上的透水性也存在較大區(qū)別,后者約為前者的2倍,一般來說,透水混凝土透水性好,透水瀝青次之,透水磚透水性在三者中次。
3.2 造價
價格方面需要綜合幾個要素來考慮,比如施工地面的厚度、分隔縫、基層的處理、當(dāng)?shù)厥铀嗟膬r格等。一般來說,三種透水鋪裝材料中,透水混凝土每平方米造價高,透水瀝青每平方米造價稍低一些,透水磚造價低。
3.3 耐久性
透水混凝土路面的使用年限一般是15~30年,瀝青路面由于夏季容易軟化、冬季容易脆裂,使用年限一般是5~15年,透水磚路面易斷裂、破損,且較難維護,容易在磚之間的縫隙內(nèi)生長雜草,常需要在短時間內(nèi)重復(fù)更換,所以使用年限一般是2~5年。
3.4 工藝
透水混凝土主要是由水泥、石子骨料、彩色混凝土專用強化料經(jīng)過特殊工藝混合而成的,現(xiàn)場鋪裝采用整體澆筑,一次成型、工期短。但混凝土路面在施工完成后需要相對較長的保養(yǎng)期才能到達(dá)可以通車的路面強度。
透水磚采用水泥、特殊級配集料、膠結(jié)劑等經(jīng)過特定的工藝制作而成,其施工工藝和材料配比相較透水混凝土復(fù)雜。
透水瀝青路面相較于混凝土路面更容易施工和鋪攤,一般在施工完成后的一天甚至幾個小時就可以通車了,整體的工序也更為簡單。
3.5 總結(jié)
透水混凝土路面透水性好,施工方便,耐久性高,因此使用范圍較廣,常用于自行車道、人行道、景觀園林道路、社區(qū)內(nèi)地面裝飾及城市廣場等地面。透水磚造價雖低,但其工藝復(fù)雜,需經(jīng)常維護,且透水磚路面上不便行駛車輛,所以只適合用于小范圍的鋪裝,常用在廣場、社區(qū)公園的人行范圍內(nèi)。透水瀝青鋪面可有效吸收車輛行駛所產(chǎn)生的噪聲,在公路隧道中可吸收掉75%的噪音[4],且鋪裝成型的路面為柔性路面,方便車輛的通行舒適性,所以相較于混凝土路面,透水瀝青路面更適合用在車行道的鋪裝上。
現(xiàn)階段我國城市化進程加快,對環(huán)境造成了顯著的影響,市區(qū)內(nèi)澇與水災(zāi)頻繁發(fā)生,需要對其給予高度重視,海綿城市將成為未來的主流趨勢。透水性鋪裝材料完全符合作為節(jié)約資源、廢物利用、保護生態(tài)環(huán)境的新時代綠色建筑材料的要求,將被得到廣泛應(yīng)用[5]。要更好地適應(yīng)社會發(fā)展的步伐,我們需要掌握透水性材料的基本特征,了解路面基本結(jié)構(gòu),確保海綿城市的建設(shè)順利進行。