海綿城市背景下北方老城區透水鋪裝應用研究

背景

隨著城市化發展，原有的下墊面發生了翻天覆地的變化，大量原生綠地上建起高樓大廈、道路、廣場，“灰色”的不透水鋪裝廣泛應用于城市建設中，北京、上海等十幾個城市鋪裝現狀統計：平均不透水面積高達71.3%，世界上主要城市的不透水面積大都在50%以下，不透水鋪裝雖然使得城市表面上光鮮亮麗，但卻存在嚴重隱患。近幾年，城市內澇頻發、地下水過度開采、水污染等問題愈演愈烈，嚴重困擾生產生活，甚至造成人員傷亡。

習總書記在2013年12月中央城鎮化工作會上要求，“建設自然積存、自然滲透、自然凈化的‘海綿城市’”，自2014年出臺一系列文件，從政策和財政上大力推進海綿城市建設，2015、2016年已確定兩批海綿城市試點。海綿城市是建立在生態基礎設施之上的生態型城市。透水性鋪裝被稱為“會呼吸”地面，實現了人類對自然的最小干預，人與自然共生。

北方老城區由于建設早，用地緊張，綠地稀缺，不透水鋪裝大面積大，同樣面臨著嚴重水環境問題，因此，北方老城區透水鋪裝改造勢在必行。

透水鋪裝概

1.透水鋪裝概念

透水鋪裝是指將透水性良好的材料用于地面鋪裝，使得地面具有透水、透氣性，雨水直接或間接可以自然下滲，凈化處理，有效補給地下水。道路斷面結構分為面層、基層、墊層和索土夯實層，透水鋪裝面層、基層和墊層都具有良好的透水性和一定的儲水能力，素土夯實層的滲透性受土壤影響很大，當透水鋪裝的荷載不大（人行道路），同時土壤具有良好的滲水性，雨水可以直接深入地下，當基層下的土壤透水能力有限，同時需要較大荷載（車行路）時，也可以在基層中埋設排水管或排水板將積水導入臨近的綠地，在延緩徑流峰值到達時間的同時也保證道路路基的安全。

2.透水鋪裝的應用和發展

歐美等發達國家透水鋪裝應用歷史較早，廣泛應用于雨洪削減和徑流污染控制等方面。二戰時期，英國皇家空軍首次在飛機跑道上嘗試透水鋪裝以解決跑道積水問題。1970年后美國開始將透水瀝青混凝土應用于停車場和便道。1990年佛羅里達州推行實施”暴雨徑流還原計劃”，通過透水混凝土道路的應用以提高暴雨時地表徑流的入滲量。目前在法國60%的網球場是用透水磚或透水性混凝土鋪建的。德國在20世紀60年代開始改造硬化路面，透水性鋪裝得以大規模應用，80%的路面為透水路面。發達國家在透水性鋪裝給我們以啟迪。

我國從20世紀90年代開始透水鋪裝的應用。2008年，國內最大規模的透水路面工程寧杭高速公路全長20.9km的路段采用透水混凝土路面。同年北京奧林匹克公園中心區建設中非機動車道鋪裝透水材料達10多萬m2。2010年上海世博園內的人行廣場、道路也大量采用透水性鋪裝，通過滲透設施下滲、凈化雨水。

3.透水鋪裝的生態功能

有效削減地表徑流，緩解城市內澇

凈化雨水徑流污染，改善河流水質

有效補給地下水，緩解地下水漏斗

降溫、增濕，降噪，改善城市環境

恢復土壤生態環境，促進生物多樣性

4.透水性鋪裝材料

目前，在工程建設中應用的透水鋪裝面層材料主要有三種：種是透水面磚，它通過鋪砌間隙和磚體本身空隙進行透水。常見的有混凝土透水磚、陶瓷透水磚、沙基透水磚。另一種是透水瀝青，它由面層材料本身的孔隙和具有透水性的基層和墊層進行透水。第三種是透水混凝土，主要是依靠骨料顆粒間可透水的較大間隙進行透水。此外，園林中常見的鵝卵石、碎石、嵌草磚、木材等也屬于滲透鋪裝。

各類透水材料的性能比較

北方老城區透水性鋪裝應用建議

1.透水鋪裝材料要適應北方氣候寒冷冰凍的氣候特點

北方老城區冬季寒冷，雨雪滲入透水鋪裝空隙后會反復凍融導致凍脹破壞。這一點要求透水鋪裝材料具有良好抗凍融性，透水鋪裝材料要經過反復的凍融實驗，達到要求后才能使用。

2.透水鋪裝要定期維護，使其保持良好的透水性

北方城市多風沙天氣，透水鋪裝的空隙容易被泥土、砂礫等雜質堵塞，影響其透水能力，應定期使用專業設備高壓沖洗或壓力吹掃，使其保持良好的透水能力。

3.不透水鋪裝透水性設計

不同的空間對鋪裝材料具有不同的要求，商業金融空間大量使用花崗巖來體現沉穩、精致、典雅的效果。花崗巖石材是景觀設計中廣泛使用的鋪裝材料，其硬度高、耐磨性好，能承受高密度人流的踩踏，但不透水，所以可以使用滲水溝透水模式，使得本來不透水的花崗巖鋪裝，既能夠有良好的景觀效果，又能達到透水要求。此外，不透水鋪裝與透水鋪裝材料搭配設計，一舉兩得。

結語

透水鋪裝是海綿城市建設的重要措施之一，通過闡述其透水原理，介紹其應用和發展情況，總結了其生態功能，對各種透水鋪裝材料的能進行比較研究，提出了北方老城區透水鋪裝應用的建議，為海綿城市的建設中透水鋪裝的應用提供借鑒。