透水混凝土路面在北京市政道路工程中的應(yīng)用

王曉穎，曲樂永

（北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司，北京市 100082）

透水混凝土路面在北京市政道路工程中的應(yīng)用

王曉穎，曲樂永

（北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司，北京市 100082）

對透水混凝土路面的現(xiàn)狀進行分析總結(jié)，對透水混凝土路面的典型結(jié)構(gòu)組成進行梳理歸納。結(jié)合北京市臺基廠大街市委周邊道路維修改造工程中透水路面的實際應(yīng)用，進行技術(shù)要點及施工注意事項的總結(jié)。工程將透水路面結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新設(shè)計的高承載側(cè)縫式排水溝系統(tǒng)綜合考慮，通過路面表層、側(cè)向、層間等多渠道與排水設(shè)施相連，保證機動車路面的排水效果。從竣工通車后的實際效果來看，該技術(shù)方案較為成功地將路面透水與排水利用相結(jié)合，對海綿城市的建設(shè)具有一定的借鑒意義。

透水路面；路用性能；結(jié)構(gòu)組合；海綿城市

0 引言

目前，我國許多城市洪澇災(zāi)害頻發(fā)與水資源短缺的矛盾不斷加深，對北京而言，受全球氣候變暖、城市熱島效應(yīng)、局地氣候變化等多方面因素影響，極端降雨事件的強度和頻率明顯增加，快速的城鎮(zhèn)化造成硬質(zhì)地面的比例提升，以上因素造成城市排水的壓力越來越大。城市內(nèi)澇問題已成為北京城市發(fā)展的“軟肋”，如何解決路面積水成為當(dāng)下亟待解決的問題，給城市道路建設(shè)、雨水系統(tǒng)規(guī)劃帶來嚴峻挑戰(zhàn)。

城市道路路面作為城市空間的重要載體，其對雨水的收集利用等成為建設(shè)“海綿城市”的重要結(jié)構(gòu)性一環(huán)。而北京城區(qū)尚未有對此完善的實際工程經(jīng)驗。北京市臺基廠大街市委周邊道路的實施，對透水路面的實際應(yīng)用效果進行了驗證，本項目將透水混凝土路面的應(yīng)用作為工程重點。本項目景觀性要求較高，為保證與建筑網(wǎng)格和周邊景觀的一致性，緩解路面的熱島效應(yīng)，最終確定采用灰色基調(diào)的透水型路面材料。根據(jù)荷載要求、景觀要求、交通特點，將結(jié)構(gòu)分為細粒徑透水混凝土路面和透水瀝青路面及透水人行道結(jié)構(gòu)。同時將透水性人行步道、砂基透水磚、溫拌瀝青混凝土、排水路面結(jié)構(gòu)與路側(cè)排水設(shè)施綜合考慮，通過路面表層、側(cè)向、層間等多渠道與排水設(shè)施相連，保證機動車路面的排水效果。

1 透水混凝土路面概述

透水路面是指由較大空隙率混合料作為路面結(jié)構(gòu)層、允許路表水進入路基的一種路面結(jié)構(gòu)．相對于目前以密實型路面鋪裝為主的城市道路，透水路面能夠有效地補充地下水，緩解城市熱島效應(yīng)；減小暴雨時的洪峰流量，減輕城市排水系統(tǒng)壓力；顯著降低車輛行駛噪聲，有效改善道路行駛的安全性和舒適性。

1.1 透水瀝青路面

透水瀝青路面[1]是由透水瀝青混合料修筑，路表水可進入路面橫向排出，或滲入至路基內(nèi)部的瀝青路面總和。瀝青混合料的特點是有較大的孔隙率和大粒徑骨料含量較多，具有一些優(yōu)良的路用性能，如良好的透水性能；提高了路面的抗滑性能；具有良好的吸音性能等，但是，透水性瀝青混合料的多孔性決定了對整體強度和耐久性的更高要求，透水性瀝青混合料自身的蓄水能力，可能會在結(jié)構(gòu)內(nèi)部滯留一部分雨水而影響使用壽命，因此透水性瀝青路面主要應(yīng)用于對景觀要求高及交通量較低的道路中。

1.2 透水水泥混凝土路面

透水水泥混凝土路面[2]的研究，在我國尚處起步階段。透水水泥混凝土有強度較高、耐久性好、適應(yīng)多種工況等特點，近年來依托工程的一些技術(shù)攻關(guān)仍在進行，并已經(jīng)取得了一些成果。

2 透水路面典型結(jié)構(gòu)組合及功能

透水瀝青路面從結(jié)構(gòu)上可分為面層、基層和墊層，與傳統(tǒng)密實的路面結(jié)構(gòu)相比，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要更多地考慮儲水、透水功能。

透水瀝青路面面層一般采用多孔瀝青混合料，可以鋪筑一層或兩層．要求使用強度高、耐磨耗的堿性或中性集料，同時多采用高黏度改性瀝青作為結(jié)合料。透水路面基層在面層下，一方面參與路面結(jié)構(gòu)的承載，具有力學(xué)強度；另一方面在降雨期間可以作為儲水層，暫時儲存雨水。透水基層材料主要包括開級配瀝青穩(wěn)定碎石（ATPB）、透水性良好的級配碎（礫）石、多孔混凝土基層、水泥穩(wěn)定碎石透水基層等。墊層介于基層與路基之間，一般采用粗砂、砂礫、粒徑較小的碎石等透水性好的粒料類材料，或選用聚醋類、尼龍或聚丙烯材料制成的土工織物，主要起隔離路基、防止細粒料堵塞透水層的過濾作用，粒料類的墊層還可以改善路基水溫狀況，提高路面結(jié)構(gòu)的水穩(wěn)性和抗凍脹能力。透水路面的結(jié)構(gòu)功能及典型結(jié)構(gòu)型式見表1、表2。

表1 透水混凝土路面結(jié)構(gòu)功能一覽表

表2 透水路面典型結(jié)構(gòu)型式

我國目前對透水性路面研究主要是針對面層透水的排水性路面，圖1為各類透水路面的典型結(jié)構(gòu)示意。

3 透水混凝土路面在北京市政道路中的應(yīng)用實踐

3.1 應(yīng)用背景

本項目位于北京市臺基廠大街，周邊緊鄰重要機關(guān)部門，環(huán)境要求高、地理位置重要。為保證與建筑網(wǎng)格和周邊景觀的一致性，緩解路面的熱島效應(yīng)，同時本項目場地地下土壤類型主要為砂性土，為涵養(yǎng)水源提供了較好的基礎(chǔ)環(huán)境，道路兩側(cè)大部分為綠地，可將收集雨水就近利用。經(jīng)專家反復(fù)論證后最終確定景觀性要求高的機動車路面采用透水型路面材料，既滿足行車要求，又保證行車和行走的舒適性，減少行車過程中的水霧，緩解路面的熱島效應(yīng)，突出了景觀效果。主要方案為大型車交通組成為主的路面采用透水瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，小型車交通組成為主的路面采用透水水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)型式均為排水行路面。

3.2 結(jié)構(gòu)組合設(shè)計

3.2.1 透水瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)

區(qū)域內(nèi)部分路段考慮有重型車輛通行，為保證道路的使用年限，路面結(jié)構(gòu)采用透水瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)，見圖2和圖3。

圖2 透水瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)

圖3 工程實施效果1

3.2.2 透水水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)

考慮多為小型車輛通行，路面結(jié)構(gòu)采用透水水泥混凝土結(jié)構(gòu)，為確保結(jié)構(gòu)安全性及耐久性，理論上進行計算，應(yīng)用上調(diào)研現(xiàn)有實際工程，綜合考慮后確定本工程結(jié)構(gòu)組合，也為排水型路面，見圖4和圖5，該結(jié)構(gòu)組合設(shè)計首次應(yīng)用于北京城市道路工程中。

圖4 透水水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)

圖5 工程實施效果2

3.2.3 透水路面與排水邊溝的系統(tǒng)組合設(shè)計

透水需與排水相結(jié)合，將雨水有效排除并利用，本項目綜合考慮景觀、交通的需求，設(shè)計了高承載側(cè)縫式排水溝，其為連續(xù)的線性排水，綜合采用排水縫隙及泄水孔，并兼顧道路路面排水及透水路面的透水結(jié)構(gòu)層排水，其排水效果優(yōu)于傳統(tǒng)的點式排水，可避免出現(xiàn)局部積水現(xiàn)象。既能有效收集排除雨水，又能將其排至周邊綠地進行利用，外觀效果美觀，具有較強的隱蔽性，可滿足道路對整體鋪裝效果及景觀的要求，見圖6和圖7。

圖6 透水瀝青混凝土路面及側(cè)縫式排水溝

圖7 工程實施效果3

工程竣工后，經(jīng)過多次暴雨天氣，排水效果良好，結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。

3.3 后期維護注意事項

根據(jù)近年來科研項目調(diào)查及分析結(jié)果表明，透水路面使用3～5 a后透水效果逐年下降。為加強透水效果，應(yīng)加強后期維護及清理工作。透水路面建成后歷年維護注意事項：

（1）透水路面結(jié)冰容易造成凍脹損壞，出現(xiàn)降雪應(yīng)及時掃除，嚴禁采用尖銳工具除冰、除雪。

（2）路面使用后隨著時間增長，會出現(xiàn)空隙堵塞，造成透水能力下降，可以使用高壓水（5～20 MPa）沖刷空隙洗凈堵塞物，或用壓縮空氣沖刷空隙使堵塞物去除，或用真空泵吸出雜物等方法進行處理。

4 結(jié)語

透水路面的研究及應(yīng)用對緩解目前城市積水問題，改善水環(huán)境具有積極的意義，是推進海綿城市建設(shè)技術(shù)性措施的一個重要方面，本項目北京市市政道路透水路面的建設(shè)為實際操作積累了寶貴的工程經(jīng)驗，對其它工程具有一定的借鑒意義。

由于條件限制，臺基廠大街透水結(jié)構(gòu)的鋪設(shè)效果缺乏定量分析數(shù)據(jù)；在透水路面的研究中還缺乏對降雨強度更細致的分析；缺乏場地資料的評估，尤其是對于土壤和地下水相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取；缺乏結(jié)構(gòu)耐久性的研究等等。這是一項系統(tǒng)性工作，未來還有很多針對性研究需要深入進行并完善。

[1]CJJ/T190-2012,透水瀝青路面技術(shù)規(guī)程[S].

[2]CJJ/T135-2009,透水水泥混凝土路面技術(shù)規(guī)程[S].

[3]同衛(wèi)剛.生態(tài)型透水瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能研究[D].陜西西安:長安大學(xué),2015.

U412.216

B

1009-7716（2017）12-0185-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.12.051

2017-06-16

王曉穎（1983-），女，河北唐山人，工程師，從事道路設(shè)計工作。