海綿城市透水鋪裝工程設計及混凝土技術

鄭國棟

（大慶市城市管理事業發展中心，黑龍江 大慶163000）

近年來，國內越來越多的城市開始大量使用透水鋪裝工程，但是也有個別地區因為沒有把握好設計要點，或是透水混凝土路面施工質量不高，導致透水鋪裝未能發揮預期的效果。在這一背景下，探究透水鋪裝工程的設計要點和技術措施具有重要現實意義。

1 海綿城市透水鋪裝工程設計要點

透水鋪裝工程與一般的市政工程一樣，都需要經過調查、設計、施工等基本流程。只有保證設計方案的科學、可行，才能為下一步工程施工建設提供必要的參考，進而保障工程功能的穩定發揮。在設計環節需要著重考慮的內容有：（1）水文設計。各個地區的氣候特點、雨水條件存在較大差異，在設計透水鋪裝工程時，必須要掌握本地往年的雨水情況，了解降雨規律，尤其是最大降雨量，這是確定透水鋪裝設計方案的關鍵要素。（2）承載力設計。透水路面在具備較強滲水性能的基礎上，還應當滿足一般市政道路的承載力要求，讓行人、車輛可以正常通行，并且保證較長的使用壽命。根據透水鋪裝工程的具體類型、建設位置，以及對人流量、車流量的評估，確定其承載力。例如，在城市的公園、綠地等，以行人為主，對承載力要求不高；而主干道路、停車場道路等，以車輛為主，就必須具備較強的承載力。

除了上述兩個主要因素外，在設計時還可以嘗試應用一些新技術、新工藝。例如，改良透水鋪裝的組成結構，在原來的結構上增加砂石過濾層，或是在基層與自然土壤之間，鋪設一層透水性良好的土工織物，經過改良創新的透水鋪裝構造如圖1所示。

圖1 透水鋪裝構造圖

2 透水性路面鋪裝施工技術要點

2.1 透水性水泥混凝土路面鋪裝

路面上每隔一段距離需要留置2～4mm寬的伸縮縫，避免水泥混凝土因為溫度變化出現脹縮導致路面擁包。伸縮縫的深度參考路面的面層厚度確定，一般來說是取面層厚度的20%～25%。根據路面是否允許車輛通行，提出了不同的施工要求。例如，公園、住宅的內部道路，選擇無車輛荷載結構，施工時依次填筑土基、天然砂礫（8～10cm）、開級配碎石（15～18cm）、透水混凝土（8～10cm）；相反，如果是支路、城郊道路，選擇有車輛荷載結構，施工時依次填筑土基、開級配碎石（15～20cm）、透水水泥穩定碎石（15～18cm）、透水混凝土（12～15cm）。具體結構如圖2所示。

圖2 透水混凝土路面施工剖面圖

2.2 透水性瀝青混凝土路面鋪裝

在施工時，瀝青拌合料的溫度控制是決定路面透水效果的關鍵因素。要求瀝青拌合料出廠溫度控制在（180±10）℃之間，溫度過高會導致瀝青流淌，影響路面成型效果；溫度過低則會影響瀝青攤鋪，增加施工難度。相比于普通的瀝青混凝土路面，透水性瀝青混凝土的孔隙比更大，因此對地表徑流有更強的滲透效果。

2.3 透水磚路面鋪裝

完成路基開挖和整平處理后，將準備好的天然砂礫均勻攤鋪在路基上，厚度大約在10cm。然后繼續選擇透水水泥穩定碎石作為鋪裝基層。水泥穩定碎石要經過篩網篩選，保證粒徑在2～5cm之間，填鋪厚度在15～18cm。完成基層填鋪后，使用工具進行壓實，壓實度不得低于標準的95%。其上繼續填鋪中砂、粗砂，或者干硬性水泥砂漿，厚度大概在2～3cm，作為透水磚路面的緩沖層。

除了把握施工要點外，對于材料的選型和具體參數的要求，也需要引起施工人員的重視。仍然以無車輛荷載透水磚路面結構為例，使用透水磚、干硬性水泥砂漿等，具體參數如表1所示。

表1 透水面磚鋪裝設計參數表

3 基于實例分析海綿城市透水鋪裝混凝土施工技術

3.1 工程簡介

濟南市興隆山莊小區海綿城市項目主要分為綠化部分和景觀部分。整個小區占地面積16.3公頃，既有建筑28棟，在建建筑11棟，以12層以上高層住宅為主。小區入口及兩側為成片綠地，另外在小區內部穿插若干點狀、條狀分布的綠化帶；小區東南側為停車場，為硬化地面；住宅前后地面均為鋪裝地面，綠化較差；小區道路兩旁種植灌木與喬木，整體綠化率為28.3%。根據《濟南市海綿城市專項規劃》相關要求，該小區設計控制年徑流總量不小于85%。

3.2 透水性混凝土路面鋪裝施工技術

在綜合對比各類透水鋪裝方案后，該小區最終確定運用透水性混凝土路面鋪裝技術。同時進行技術改良，在透水混凝土的制備過程中，選擇樹脂增強劑作為外加劑，進一步提高透水性混凝土路面的抗壓能力，設計強度可以達到35Mpa。整個路面結構組成如圖3所示。

圖3 透水混凝土鋪裝結構示意圖

（1）準備工作。首先根據設計方案，在原有地面上測量放線，劃出開挖地段。使用挖掘機等設備開挖基坑，并做好坑底和側壁的清理、整平。

（2）支設模板。本次工程所用模板均為鋼模板，保證模板表面光滑且不存在明顯的變形。先將底模鋪設完成，進行輕壓，然后進行側模的安裝。在側壁上布置臨時支撐桿，防止模板發生偏移。

（3）填鋪施工。第一，基層材料選用級配良好的碎石。粒徑在1～50mm不等，其中1～10mm（純石屑）占比為20%，10～30mm石子占比50%，30～50mm占比為30%。采用分層填鋪的方式，每填鋪一層使用木耙進行蕩平，然后進行上一層的填鋪，填鋪厚度為20cm。然后配置混凝土，1m3的混凝土，配料為水泥500kg，水120kg，粗集料1430kg，外加劑28kg。混凝土需要相配，以保證其性能。

第二，面層透水混凝土需要分3次澆筑。分層澆筑，分層養護，以提高面層結構的強度。適當加入外加劑（如減水劑、早強劑等）有助于改善混凝土性能，但是外加劑的用量必須嚴格按照混凝土物料配比，并且應當提前將外加劑放于水中溶解、稀釋后，再一同倒入進行攪拌，保證外加劑均勻分散，發揮其應有的作用。混凝土出料前要檢查其溫度，理想溫度應當在20～35℃之間。面層混凝土澆筑厚度為15cm。第一次澆筑完畢后，靜置約30min，待混凝土完成初凝后，重新澆筑達到指定高度。

（4）養護作業。由于本次工程的施工時間為8月份，氣溫較高、水分蒸發量大，為了防止透水混凝土面層因為失水速度過快而導致干裂，養護作業中需要重點關注灑水保濕。采取了兩種措施，一種是將草墊浸濕后，懸掛至沒有明顯水滴后，覆蓋在路面上；另一種則是使用透明的塑料薄膜，覆蓋在透水混凝土表面，也可以起到減少水分過快蒸發的效果。

（5）面層密封。為了提升透水鋪裝工程的觀賞效果，以及延長使用壽命，可以在養護結束后，在透水混凝土的面層上涂刷一層封閉劑。封閉劑的主要組成是高分子樹脂、固化劑等。

3.3 透水鋪裝工程中創新技術的應用

3.3.1 高位花壇技術

高位花壇適用于建筑排水管周圍無可以儲存雨水的綠化帶處，在綠化帶設置20cm厚的卵石層，花壇采用磚砌，外部路面采用白瓷磚貼面，外部墻底端每隔2m設置透氣孔。

3.3.2 下沉式綠地技術

下沉式綠地、下沉式廣場等，都是海綿城市建設中比較常用的透水鋪裝工程形式。在現有的地形結構上，選擇一處低洼地帶進行技術改造，形成一處“U”字型地段，其結構如圖4所示。兩側高地上的既有植被全部保留，最大程度上減少開發，既可以保護生態，又降低了成本。在中間的低洼路段，安裝雨水立管、排水渠道，并且將表層土壤挖出，換填為級配良好的碎石，提高了地表滲透率。在降雨天氣下，兩側坡面上的植被可以起到減少地面徑流的效果。

圖4 下沉式綠地做法大樣圖

3.3.3 U型排水溝施工技術

在綠化帶內設置U型排水溝配合截污雨水口，收集道路雨水利用地勢高差向地勢低處引排，通過井壁和井底增加綠化帶蓄水滲水能力的同時凈化引入綠化帶的雨水。利用U型排水溝，收集路面徑流雨水，引入道路兩側綠地內蓄水滲水設施。

4 結束語

為了更好地發揮透水鋪裝工程的滲水、蓄水等功能，達到減少地面徑流、防止城市內澇的效果，必須要重視透水鋪裝工程的結構設計和施工控制。除了關注水文設計、承載力設計外，還應強化質量管控。熟悉不同透水鋪裝工程的施工要點，以及根據項目的具體要求，確定最佳的透水鋪裝工程形式，才能達到預期的效果。此外，在海綿城市發展過程中，也要樹立創新思維，探索和推廣新型技術，以支持透水鋪裝工程發揮更好的應用。