海綿城市建設視域下透水性道路材料的應用

孔德羽

東南大學交通學院 江蘇 南京 211189

引言

隨著現代城市發展理念的變革,生態、綠色、環保日益成為城市發展的主題。當前,由于城市規劃、設計等因素的影響,城市內澇逐步對城市發展帶來極端不利影響。為實現城市排水系統的優化與改善,海綿城市被納入了重要的發展范疇。因此,海綿城市道路材料也受到相應關注,要提升城市的排污減澇能力,如何選擇適宜的建設材料,成為了海綿城市道路建設工程的關鍵。

1 透水性道路材料

1.1 透水性道路材料原理 海綿城市道路的透水性鋪裝,可以幫助雨水快速的滲透到地下排水系統,加快城市道路排水能力。透水性道路材料原理在于其所采用的材料以不連續或者單一的骨料加以組合,使堆積骨料中存在大量的孔隙,從而使水分能夠有充分的滲透空間。一般透水性路面其主要結構為四層,即表層、透水性路基、過濾層、路床,其透水原理為,雨水經表層滲入透水性路基層,并通過更大的孔隙滲向地下過濾層,過濾層將污染濃度降低,并且透水性鋪裝在底層設有儲水層或可以引流的路床,以實現水的循環利用等目的。

1.2 透水性道路材料優勢分析 透水性道路材料之所以受到廣泛應用,是因為其與海綿城市構想高度契合,使道路的排水效果得到顯著的增強。具體優勢體現在如下方面：(1)排水透水優勢。透水性材料由于采取不連續或單一級配方式,可以使材料產生大量的連通孔隙,這使得雨水的滲透速度顯著提升,以減少路面的積水并保持排水系統的暢通,避免城市內澇問題。(2)儲水蓄水優勢。生態、綠色、環保城市建設理念中,其核心顯然并不只在于解決內澇問題,而還應該突出對雨水資源的利用,因此在道路透水材料的支撐下,還建立了地下儲水系統,以使雨水被高效循環利用,而節約城市水資源。(3)吸噪降噪優勢。道路透水性材料的多孔結構,可以將道路聲波進行不規則傳導,使聲音難以反射,從而大幅的降低路面的噪音,避免了城市道路噪音污染。(4)降溫控溫優勢。由于城市規劃中綠化資源缺乏,導致大部分城市存在熱島效應,使道路氣溫日益升高,并影響城市的整體溫度。而透水性道路材料,則可以利用孔隙將熱量向地下傳輸,大幅提升了散熱效率。

2 海綿城市建設中透水性道路材料的應用

2.1 透水性路面磚 從透水性道路材料應用看,透水性路面磚屬于應用較為普遍的類型之一,它具體可劃分為陶瓷透水路面磚、自然砂透水路面磚及混凝土透水路面磚。從生產工藝上的差異上看,自然砂透水路面磚及混凝土路面磚相似度較高,其透水顆粒接近于自然環境中的特性,以砂或者石粒作為原材料進行加工膠結,使其具備施工材料的特性,并能夠承受特定環境下的抗壓性,進而構成完整的透水體系。陶瓷透水路面磚的生產工藝,則是以碎陶瓷、玻璃、生活建筑垃圾等粉碎性材料燒結而成,在高溫高壓的加工環境下,使陶瓷透水路面磚制作成型,并且保持了高透水性及抗壓性,屬于一種經濟、環保、高效的透水性道路建設材料。在海綿城市道路實踐建設過程中,透水性路面磚依托其造價低、施工維護便利、適應性強等優勢,在減少路面積水、減輕排水壓力及緩解城市內澇等方面作用明顯,使其在海綿城市建設中得到了廣泛的應用。

2.2 透水性水泥混凝土 透水性道路建設材料具備豐富的材料空間,其中透水性水泥混凝土材料,采用了單粒級粗骨料作為骨架,結合水泥漿的固化作用,通過對骨料的包裹使其滿足應用的條件,并保持多孔的基本形態。與此同時,在水泥漿硬化膠結后形成多孔堆聚結構,其內部的孔隙直徑一般超過1 mm,使其在實踐中顯示出優異的透水性能。但根據城市道路透水性需求的差異,其對于透水性水泥混凝土的要求也較高,約為15%～25%。通過長期的海綿城市建設實踐證明,透水性混凝土由于制作成本低,應用操作相對便捷,可直接依靠機械完成,大幅提升了道路建設的能效比。

2.3 透水性瀝青混凝土 透水性瀝青混凝土屬于當前常見的道路鋪裝材料,透水性瀝青混凝土由單一粒徑骨料構成。為保證符合路面建設的各項指標,在使用中對于材料的配比相對嚴格,對于骨料或者礦粉填料用量進行了規范,從而保證在經壓實后,透水性瀝青路面孔隙率能夠達到20%以上。從透水性瀝青路面的整體效果看,這種材料的整體性較好,表面平整度及承載力均具備顯著優勢,可大面積應用于公路、停車場等領域。但其缺點也同樣明顯,即由于孔隙堵塞率高,必須加強日常的清掃和維護。

結語

綜上所述,現代城市發展理念的變革,使綠色、環保成為城市發展的主題,海綿城市即是利用低影響開發理念,改變傳統城市排水處理方法,借助自然力量分散排水,將大自然賜予我們的雨水充分利用起來,造福人類。透水性材料完全符合變廢為寶、保護生態環境的綠色建筑材料的要求,因此應在今后的研究中不斷完善,使透水性材料更好地運用到海綿城市的建設中,為未來城市的發展提供重要保障。