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透水砖铺装在市政道路工程中的应用

来源:发布时间:2018-08-01

 以北京为例,北京地处我国华北平原,气候干旱,全市人均水资源占有率约为全国的1/8~1/6、世界的1/25,近年来北京的城市化进程不断加速,水资源的紧缺状况日益加剧。随着城市建筑规模的扩大,城市硬化的地面使大气自然降水更加难以渗入土壤,地下水资源不能及时补偿。

 
    目前在我们的城市中,人行道、步行街、休闲广场等处的地面,大部分采用普通防滑方砖、彩色水泥方砖或广场砖等铺装,在雨天时,上述路段的地面降水绝大部分汇入雨水口、雨水支线,再通过城市排水系统排到市外水系中。由于人行道、步行街、休闲广场等处的渗水性能很差,一方面导致土壤中的地下水难以及时补偿,另一方面使城市雨水管网排水压力增大,部分地区大雨后的排水能力明显不足,如果暴雨的持续时间很长,有些路段由于严重积水而形成水患,甚至阻断交通。这种铺装方式在晴天时又大量蒸发水分,增加太阳辐射的反射强度,导致地表温度很高,使市区气温明显高于外围郊区,就像突出海面的岛屿,人们形象地称之为“热岛效应”,严重的影响着市区人们的生活。
 
    在水资源严重不足的今天,从科学发展角度出发,城市建设应该在可持续发展与环境保护的前提下进行,近年来,由于采用透水砖取代传统不透水砖铺装可以有效补偿地下水资源、平衡城市生态系统、滞洪蓄雨、透水透气、降尘减噪、增加城市居住的舒适度,因此,透水砖的使用受到行业的广泛关注,笔者将针对透水砖在市政道路中的应用情况进行交流。
市政道路中常用的透水砖铺装
 
    1.一般透水砖铺装结构组成
 
    透水砖铺装结构一般由4部分组成:面层、整平层、基层及垫层组成。
 
    1.1面层
 
    面层为水泥与级配砂石构成预制透水砖。一般规格为250mm×250mm×60mm,由直径10mm无砂的砾石混凝土构成,其空隙率可达25%。
 
    1.2整平层
 
    整平层主要用石灰砂浆放在透水透气砖下面起稳定作用,其它处为粗砂或中砂以便渗水。
 
    1.3基层
 
    基层由透水性及蓄水性能较好又具有一定强度和稳定性的天然级配砂砾材料、级配碎石或无砂混凝土构成。
 
    1.4垫层
 
    垫层又称过滤层,由粗砂或中砂构成。该层既可在雨水由地表向地下透渗过程中起过滤作用,又可防止软土路基污染基础层。垫层下一般直接与土路床相连。
 
    2.透水砖铺装中两种基层的比选
 
    目前北京地区透水砖铺装的基层一般有两种,级配碎石或无砂混凝土。两种基层均能达到一定下渗率要求,下渗率的大小与基层透水性程度成正比,与土壤初始含水率成反比。在其他条件相同的情况下,基层采用级配碎石与采用无砂混凝土比较,前者的地面径流小于后者。但在地下水位较高或者路基下多为软土地基的地段,不宜采用级配碎石作为基层的透水砖铺装。
 
    3.透水砖使用情况
 
    近年来,透水砖路面逐渐在北京许多道路工程中得到应用,例如“二七”剧场路东侧路段、三里河路东侧路段、西三环南路西侧路段、奥林匹克公园内的景观大道、丰台体育场等等。这样做的目的一方面是利用透水砖来补偿地下水、减缓解城市“热岛效应”,另一方面是为了收集雨水。但值得注意的是,透水砖铺装仅是雨水收集工程的一部分,虽然发达国家普遍使用透水砖来达到上述目的,但是他们都有一系列技术标准和规范及后期维护措施给予支持,收集并利用雨水的设想才能实现。
 
    我国目前实现此目的还有一些不足,主要是相关技术标准和规范还不完善,特别是雨水收集配套系统不健全。我们可以借鉴德国普及透水砖的作法,他们首先从公共区域开始,比如人行道、步行街、自行车道、郊区道路、郊游步行路、公共广场等做起,直至80%的城市地面改建成透水地面。比较可行的是在非机动车道上推广透水砖铺装。在进行非机动车道路面设计时,透水砖路面可以按照柔性路面进行设计。考虑到这些场合偶尔有汽车荷载作用,因此按照四级公路的标准进行路面结构设计,标准轴载采用BZZ-100,累计标准当量轴次按10万次计,设计年限取5年。推荐一般结构为:6cm透水砖(面层)+3~5cm中砂(整平层)+30cm级配碎石(基层)+15~20cm中砂(垫层)。

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