張愛萍,于之華,陳艷
(1成都工業學院建筑與環境工程學院,四川成都 611730;2山東交通職業學院公路與建筑學院,山東濰坊 261206)
現代城市建設中,高層建筑鱗次櫛比,瀝青路面四通八達,城市綠地面積逐漸減少,市政建設過程中大量使用硬化不透水路面,導致大流域徑流系數增大,匯水時間縮短,滲漏能力嚴重下降,為城市內澇埋下了隱患。為保持城市生態平衡,防洪排澇、合理利用自然雨水,響應“海綿城市”建設政策,緩解城市水資源短缺的壓力,應推進透水路面在城市市政建設中的應用[1]。高校校園是國家人才的培養之地,也是城市建設的重要組成部分,復雜的校園規劃及設計,常常導致強降雨下校園內部雨水洪澇災害,雨天趟水上課、教學樓泡水現象時有發生,海綿校園建設亟待推廣。
透水混凝土的使用響應海綿校園建設策略,解決了場地、水土、植被問題,同時打造綠色人文特色校園,對維護生態平衡,保護地下水,解決城市熱島效應等問題起到了非常重要的作用。常用地面透水鋪裝材料主要有透水混凝土、透水磚和透水瀝青三種,鑒于三種材料在透水性能、造價以及施工工藝等方面的綜合對比分析,本文中的校園綠化道路建設使用透水混凝土材料,該材料主要是由水泥、石子骨料、彩色混凝土專用強化料經過特殊工藝混合而成的,現場鋪裝采用整體澆筑,一次成型、工期相對較短,施工完成后養護以達到行人和通車的路面強度。
透水混凝土又稱間斷級配或開放孔隙混凝土,是指內部結構能夠形成連通孔隙,具有高滲水性的一種混凝土材料。透水混凝土在制備過程中嚴格遵循CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面應用技術規程》,部分主要關注的參數有水灰比、骨料粒徑、目標孔隙率、礦物摻合料和外加劑等,見表1。

表1 透水混凝土參數參考值表
基于抗壓強度和透水系數綜合考慮,參照GB/T50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》和CJJ/T135-2009《透水水泥混凝土路面應用技術規程》(公式1),對試塊(圖1)進行強度測試以及透水性能測試,設置以下面層和底層兩組集料配比,見表2。

表2 透水混凝土配合比圖
透水混凝土滲水系數計算公式:

式中:Cw為透水混凝土滲水系數(mm/s);V1、V2為第一、二次水量讀數(ml);t1、t2為第一、二次時間讀數(s);A為標準環內截面面積(cm2)。

圖1 透水混凝土試塊
路面結構綜合設計,應結合施工地水文、氣候以及筑路材料等自然條件,遵循方便施工、合理選材、經濟適用的原則,本文透水混凝土路面結構組成包括透水面層、透水底層、級配碎石層以及素土夯實層,結構設計示意圖如圖2所示[4-5]。部分景觀道路采用彩色瀝青混凝土路面,起到美化校園環境、增加人文特色、引導交通等優點。

圖2 路面結構設計示意圖
依據透水混凝土路面技術規程5.2.4規定,宜先將石料和50%用水量加入強制式攪拌機拌和30s,再加入水泥、增強料、外加劑拌和40s,最后加入剩余用水量拌和50s以上,流程如圖3所示。

圖3 透水混凝土制備流程圖
透水混凝土制備完畢,則進行路面鋪設,其流程遵循:底層攤鋪震實——面層攤鋪——面層找平、磨光壓實——薄膜養護——噴涂封閉劑。級配碎石層、底層、面層及鋪設成型如圖4所示。

圖4 透水路面各層及成型圖
本文中鋪設完畢的透水混凝土路面對于海綿校園建設的成效顯著,減少了校園道路不透水面積,解決了校園雨水內澇問題;實現了水資源收集循環再利用,緩解了校園內用水資源短缺問題。透水路面的鋪設,改善了校園整體生態環境,依據環境以及功能使用需求,配置多彩路面,對于提高校園風貌增添諸多特色。
海綿校園建設有利于增加校園植被綠地,改善硬質鋪裝以及景觀水系等方面存在的校園內澇問題。本文將透水混凝土路面引入校園景觀道路建設,響應了“海綿校園”政策,發揮了“自然積存、自然滲透、自然凈化”的優點,有利于維護生態環境平衡,降低噪聲,緩解城市熱島效應,可為學校教職工的學習生活和工作提供良好的環境需求[7]。海綿城市是未來城市發展的主流方向,透水性鋪裝符合綠色發展戰略,我們應該掌握現有透水材料及建設方法,研發新型高強度、耐久性好的生態建設材料,確保海綿城市建設順利進行,以適應可持續發展戰略。