浅谈城市透水性路面

倪文国

(衡水市公路勘测设计所)

我国的大多数城市都喜欢选择整齐漂亮的石板材或水泥等不透水路面,包括人行道、自行车道、郊区道路、露天停车场、庭院和街巷的地面以及公共广场等。但在美观的同时,人们却承受着硬化路面所带来的环境危害。如,不能通透雨水,使得雨水对地下水的补充被阻断;雨水在地面汇集,大量集中在机动车和自行车道上,引起交通堵塞;雨水从地面流失或被蒸发,使城市扬尘污染加重,地面平均温度升高,能源消耗加大等。

1 硬化路面的危害

硬化路面虽然整齐耐用,但其最大缺点就是不透水。路面不透水,使得降雨时雨水对地下水的补充完全被阻断,在依赖地下水作为饮用水源的城市,会使下降的地下水位难以回升;相反,雨水从路面流失到排水管道排泄,使城市变为地表干燥的缺水地区,加重城市扬尘污染,还会因地表干燥而给城市绿化带来很大困难。下大雨时,雨水排泄不畅,将在城市的大街小巷形成水淹状况,或者使城市边上产生水灾。而且雨水在路面淤积,一方面会引起交通堵塞,加重机动车尾气排放的污染,另一方面,雨水横流时会溶入大量城市污染物,如汽车排放的重金属、轮胎的磨损物、生活垃圾,建筑工地上的粉尘和化学物、城市草地喷洒的农药等等,这些雨水经管道直接排放到当地河流中,会造成污染。大雨时在路面形成的水坑常常会存在好几天,很容易产生流行病,极大地影响着城市卫生。

其次,硬化路面吸收、储存并反射太阳的热量,可使地面平均温度升高几度。这会增加城市夏季的炎热,减少城市生活的舒适感,同时增加城市生活中为降温付出的能源消耗。城市建设者们忽视了一个问题,美观不等于舒适,人们是在舒适中寻找美观,而不是在美观中舒适。

硬化路面还会引起诸多环境和生态负效应,如使路面的空气交换和空气湿度降低,与城市中日益加重的空气污染相结合,形成城市热岛效应,对本地植物和动物的生存十分有害,会影响到由这些植物、动物组成的地面生态系统和生物活动;硬化路面使一些相互依赖生长的植物群和动物群的生态空间被分离开来,这对保护城市中的小生态(生态小岛)极为不利。

2 透水性路面的优点

与硬化路面相比,透水性路面具有诸多生态方面的优点,具体表现在以下几方面。

(1)雨水能够迅速地渗入地表,还原成地下水,使地下水资源得到及时补充;

(2)提高地表的透气、透水性,保持土壤湿度,改善城市地表生态平衡;

(3)吸收车辆行驶时产生的噪声,创造安静舒适的交通环境。雨天能防止路面积水和夜间反光,改善车辆行驶、以及行人行走的舒适性与安全性;

(4)透水性路面材料具有较大的孔隙率,能蓄积较多的热量,有利于调节城市地表的温度和湿度,消除热岛现象。

3 透水性路面的型式

3.1 非行车道透水性路面

20世纪 90年代以来,国际上流行用透水性材料来覆盖城市的路面,或将以前铺设的一些硬化路面改为透水性路面,以增强城市的生态效果。具体办法有以下 6种。

(1)铺杂草地。这种杂草地由腐殖质和杂草组成,草皮较厚,适合于多种露土的遮盖。

(2)铺露草方格砖。混凝土通透蜂窝砖的中间用腐殖质填上,草地种子生长其中,可保证 40%的绿色面积,适合于露天停车场或自行车道路面。

(3)铺地砖草皮拼接型路面。地砖与地砖之间留出一定距离,之间用泥土连接,草生长于泥土上。这样的路面,草和植物生长的绿色连接部分约占 35%,适合于公园和人行道路面。

(4)铺鹅卵石、碎石路面。路面由大小较为均匀的鹅卵石或小石头散落铺成,通透性强,不长杂草,适合于房舍周边、人行道边难以绿化的露土地面等。在中国园林中,碎石盖路方法的使用非常广泛,现在在欧洲国家的公园和校园也越来越多地使用此法。

(5)铺路使用透水性地砖。这种砖有许多渗漏性孔,连接处由透水性填充材料拼接,适合于人行道、步行街巷的地面。

(6)使用孔型砖加碎石地面。这种地面由四角带孔的地砖铺成,孔中撒入小鹅卵石或小碎石以保证雨水顺利通透,好处是不生杂草,地面的热反射大大低于全硬化路面。

以上铺路方法都能在中国古建筑(如故宫和颐和园)中找到原型,我国古代一直把水作为生存地的灵气,城市总是依水而建。这也被当今国际城市环境和生态保护专家学者推崇备至。

目前,环保先进国家和城市的新做法还包括尽量保护和保留本地的野草资源即野草地,构成城市中的小生态岛,调节城市中人们的生活情调和满足成人与孩子对自然界的向往;把过去人工栽种的单一绿草,重新种上本地野生草种,恢复城市本地生态特征;将过去铺路盖上的密封型水泥板去掉,用透水材料和方法来遮盖露土。

3.2 行车道透水性路面

城市行车道可采用透水性沥青混凝土或透水性混凝土。

透水性沥青混合料具有一般沥青混合料所没有的特点,即较大的空隙率和大粒径骨料含量较多。因此,透水性沥青混合料具有一些优良的路用性能:(1)粗糙的路表面提高了抗滑性能;(2)良好的透水性能;(3)良好的吸音性能。因此无论对车辆行驶及环境保护都有益处。但正是因为其多孔特性决定了该混合料本身不能提供很大的力学强度,而且,由于透水性沥青混合料自身的蓄水能力,结构内部在一定时间内可能会滞留一部分雨水,从而影响了使用寿命。所以,为了保证混合料多孔透水和使用寿命,就需协调力学强度和空隙率这一对矛盾,而协调两者的关键就是合理的混合料配比与正确的材料选择。

透水混凝土是采用单粒级粗骨料作为骨架,水泥净浆或加入少量细骨料的砂浆薄层包裹在粗骨料颗粒的表面,作为骨料颗粒之间的胶结层,形成骨架—空隙结构的多孔混凝土材料,透水性混凝土是粗骨料颗粒间通过硬化的水泥浆薄层胶结而成的多孔堆聚结构,内部含有较多的孔隙,且多为直径超过 1mm的大孔,因此具有良好的透水性,但同时强度比普通混凝土低很多。从优化原材料、调整配比、掺入矿物细掺料和有机增强等几方面的措施来提高透水性混凝土的强度。

4 结束语

在中国的城市化建设如火如荼地开展的同时,人们感觉到城市越来越不适合人类居住,酷暑难耐、噪音污染、空气污染等无时无刻不在影响着人们正常的工作和生活,究其原因就是城市规划者或建设者不注重城市生态建设,没有生态保护的观念。

可喜的是,越来越多的人认识到硬化路面带来的危害,因此尽量避免铺设硬化路面已成为世界城市建设的共识和做法。应立法要求在任何重大建设项目开工之前,要经过环保、生态和可持续发展论证,并由社会公开讨论,征集各界的看法和建议,这样会使建设项目工程的决策提高一个水平,也有利于保护城市脆弱的生态系统。