透水透氣鋪裝材料在城市園林工程中的應用研究

童林偉

（福建東方園林景觀工程有限公司，福建 福州 350008）

隨著城市基礎建設的持續推進，城市地面硬化覆蓋范圍不斷擴大，在地面硬化工程中大量采用混凝土、瀝青等不透水透氣材料，導致自然降水與下層土壤隔絕，自然降水無法就地滲透，進而形成地面徑流，給城市排水系統造成較大的壓力，甚至形成城市內澇。2015年10月份，國務院辦公廳印發了《關于推進海綿城市建設的指導意見》，強調城市建設應以自然積存、自然滲透和自然凈化為發展方向，實現城市水生態的修復、水資源的涵養，以此增強城市防澇能力，提高新型城鎮化建設，促進人與自然的和諧發展。在海綿城市建設中，采用透水透氣鋪裝材料能夠起到良好的涵養、滲透、凈化、補充地下水等作用，改善硬化地面對城市生態環境的影響，因此，在城市園林建設中應用透水透氣鋪裝材料具有良好的生態效益。

1 透水透氣鋪裝材料特點及類型概述

透水透氣材料是指能夠使雨水通過并滲透入路基的鋪裝材料。根據其材料特性，可將透水透氣性材料分為具有透水透水特性的路面鋪裝材料，如透水混凝土、透水瀝青混合料和透水磚等；本身不具有透水透氣特性但通過特殊的形式使之具備透水透氣效果的材料，如嵌草磚、植草板格等。其具體類型及特點如下：

1.1 透水透氣混凝土

透水透氣混凝土是采用單粒極粗骨料作為混凝土骨架，并加入適量的細骨料覆蓋在粗骨料表面，形成以粗骨料為骨架的多孔混凝土材料。由于透水透氣混凝土集料的特殊構造，內部含有較多的孔隙，且多為孔隙超過1mm 的大孔，因此，該結構具有良好的透水透氣性能。同時，由于該結構是在骨料表面粘結水泥砂漿形成，粗、細骨料存在嵌擠、機械咬合作用，強度較常規混凝土低，不適用于車輛通行路面，主要適用于廣場、園路鋪裝等環境。

1.2 透水透氣性瀝青混合料

瀝青混合料主要用于道路表層耐磨層，兼具滲透、耐磨和排水等功能，所選用的粗集料均采用單一粒級，細骨料和填料用量均較少，進而形成骨架-空隙結構，具有良好的空隙率，其空隙率約為17～20%，地面徑流可在瀝青混合料內部連續流動，并向下滲透或積蓄降水，達到減少地面徑流和補給地下水的重要作用。在園林鋪裝中，采用最大粒徑為15mm 的細粒式瀝青混合料，空隙率在13%以上時，其路面強度性能和透水透氣性能良好。

1.3 透水磚

透水磚是采用特殊級配集料、水泥、凝膠材料制成的特殊造型的磚體，如矩形磚、方形磚、嵌角磚、三角磚、菱形磚、梯形磚等。在城市園林建設中，透水磚應用廣泛，可用于城市園林路面鋪裝、庭院、停車場、廣場、樹坑等。

綜合上述分析，透水透氣性鋪裝材料具有不同的特性（如表1所示），對路基的穩定性和透水性能要求存在一定的差異，因此，具體項目實施中，應根據工程特性合理選擇適宜的透水透氣材料。

表1：透水透氣材料特性對比

2 工程案例

本工程為福州紅星美凱龍世博家居廣場2#集中式商業、3#辦公樓及附屬地下室園林景觀工程項目，項目位于福建省福州市，項目工程面積為24239m2，工程項目內容包括園林綠化、園路鋪裝、廣場鋪裝、路燈、崗亭和室外雨污水管道敷設等，其中，針對福州地區降雨量大的實際情況，為提升廣場生態性能和觀賞性，防止廣場出現積水，實現水資源的積蓄與緩釋，本工程綜合施工成本、強度性能要求和透氣透水性能，采用透水透氣混凝土施工方案鋪裝廣場。

3 透水透氣混凝土材料鋪裝施工工藝

3.1 結構設計

根據透水透氣混凝土結構特性，路基應具備相應的滲漏性能，以確保水資源的快速滲透和儲蓄，其結構自上而下為：透水混凝土、碎石基層（儲水層）、排水管道、基層（如圖1所示）。垂直向的地面徑流主要通過自然滲透向下過濾，并經碎石基層、路基滲入地下水；如碎石基層中積水較多，滲透不及時，可通過排水管道排出，與市政排水系統相連，以此保證本工程排水性能。

圖1 透水透氣混凝土結構設計

3.2 場地平整與找坡

場地平整與找坡是廣場鋪裝的基礎。為便于后續工程綠化栽植施工，施工單位先將表層適宜栽植的肥沃土壤挖出，開挖深度為0.5m，誤差應控制在0.05m 以內。開挖出的土壤應臨時堆放在廣場邊緣，待廣場鋪裝完成后作為立地改良土壤。待廣場挖填方工程施工完成后，對挖填后的新地面進行整平處理，要求地面平整度控制在5mm 以內。為確保廣場平整度，在廣場基層平整處理過程中，應根據高程、水平測量點加強測量和記錄，保證場地內場地平整度滿足設計坡度要求。為降低地面徑流滲透壓力，實現蓄水層積水經排水管自然流出，應重點關注場地找坡角度，確定排水口位置，調整排水管底部標高，廣場向排水口傾斜角度應控制在1～2°范圍內，借助重力作用實現地面徑流的自然排出和自然蓄積、滲透，實現廣場地面與周圍地面自然銜接。

3.3 基層施工

在廣場基層施工時，應根據設計要求開挖至設計標高，當遇到軟弱土層時，為防止廣場沉降問題，應對軟弱土層進行換填處理。在基層開挖完成后，為提高基層的穩定性和承載性能，應對基層土壤壓實處理，并按要求整出路拱。壓實處理時，應遵循“分批壓實、先輕后重、先穩后振、先邊后中、先高后低”原則，采用小型壓路機分批壓實，壓路機后輪跡應重疊1/2，沿中心線方向進行。針對廣場邊緣、轉角等壓路機無法處理的區域，可采用小型夯機縱橫循環夯實，防止漏夯，碾壓后，針對路拱不符合處及時耙開重新處理，如發現存在基層“彈簧”現象，應及時開挖基層，待基層土壤晾曬、風干后重新填筑碾壓，整形后土基平整度控制20mm 以內。

3.4 排水管網鋪設

本工程下基層為碎石基層，作為廣場承載基層和蓄水基層，其強度和平整度直接影響廣場施工質量。在基層處理的基礎上，先均鋪一層土工布格柵墊層，并沿廣場分段鋪設排水管，排水管材質為無縫鋼管，無縫鋼管厚度為2mm，抗壓強度不低于1.6MPa。排水管經焊接組成排水管網，廣場基層鋼管每隔200mm 開孔，各區域滲水匯入無縫鋼管排水管至排水口中，間距200mm 開孔，用于滲水收集和排出，緩解廣場滲漏壓力。

3.5 下基層施工

在管網鋪設完成后，灑鋪強度不低于8 級的級配碎石，嚴禁混用強度不同的軟、硬石料，避免碎石在長期碾壓后破碎而影響廣場結構性能。碎石基層攤鋪時，為避免碎石基層空隙過大，應采用人工攤鋪方式，以標準的攤鋪厚度為標準，確保基層攤鋪縱橫斷面厚度一致，并及時清理料底塵土，防止塵土堵塞碎石基層空隙，影響廣場透水透氣性能。在碎石基層攤鋪完成后，使用10～12T 壓路機進行碾壓處理，碾壓速度為25～30m/min，后輪重疊寬1/2，自路肩逐漸向中心轉移。碾壓一遍后，施工人員借助路拱板對路拱、碎石基層進行平整度檢查，如局部平整度偏差過大，則應及時將多余的碎石撿出；如存在低洼現象，則應均鋪碎石，確保廣場碎石基層平整度符合平整度要求。碾壓處理應重復3～4 遍，以碎石基層穩定且無顯著位移為驗收標準。在碎石基層壓實處理完成后，在碎石基層表面均灑填充料，并使用灑水車或噴壺均灑一次水，并及時補充碎石基層縫隙，直至碎石基層不再露出碎石棱角為止。

3.6 二次壓實

在碎石基層填充后，使用10～12t 壓路機進行二次壓實施工，壓實速度為60～70m/min，壓實遍數為4～6 遍，不得碾壓次數過多，防止造成碎石破碎。

3.7 面層施工

在透水透氣混凝土攤鋪前，應對碎石基層進行灑水濕潤，避免因基層填充料吸收混凝土中水分而造成混凝土干縮、凝結。在灑水濕潤后，應根據分層攤鋪原則，先攤鋪一層透水透氣混凝土，攤鋪厚度為50mm，攤鋪速度為10m/min，并使用平板振動器進行振搗。在振搗過程中，應避免使用高頻振搗器，避免造成混凝土過于密實，影響混凝土空隙率和透水效果，而且，高頻振搗器會導致粗集料下沉，影響表面混凝土結構，導致表層混凝土強度下降。在下層面層振搗施工完成后，再攤鋪一層混凝土，攤鋪厚度為50mm，重點對廣場表面平整度、坡度的控制，其坡度誤差應控制在1°以內，平整度誤差應控制在5mm 以內。

3.8 養護管理

在混凝土面層施工完成后，應加強對混凝土的養護管理，定期進行濕潤、保溫管理，并覆蓋塑料薄膜，防止混凝土出現干縮、裂縫，影響混凝土抗壓、抗剪強度，養護期不得少于7d。同時，在透水透氣混凝土工程中，最為常見的病害是混凝土孔隙堵塞，造成混凝土滲透性能下降，在養護管理中可采用高壓水槍和吸塵設備進行養護管理，恢復透水透氣性能。

4 施工效果分析

通過在本工程中應用透水透氣混凝土（如圖2所示），自然降水能夠直接經混凝土滲透，并在碎石層積蓄、向下滲透，多余滲水經排水管收集排入廣場周圍的排水口中，能夠實現自然降水的快速滲透和排出，緩解了城市排水系統壓力。在正常天氣情況下，碎石層內的蓄水經透氣透氣混凝土蒸發，能夠增加空氣濕度，改善局部自然環境，經試驗研究，廣場地面溫度較非透水透氣地面低2～3℃，取得了良好的生態效益。

圖2 廣場鋪裝效果圖

5 結語

當前，我國正大力倡導在城市建設中融入海綿城市理念，以自然滲透、蓄積和緩釋等方式緩解排水系統壓力，實現水資源的收集 與利用。本工程中，通過在碎石基層中布設排水管道，并加強碎石基層、混凝土面層處理，確保了透水透氣混凝土孔隙率，提高了混凝土透水透氣性能，達到了預期工程設計目標，取得了良好示范效應和生態效益。