海绵城市建设视域下透水性道路材料的应用

孔德羽

东南大学交通学院 江苏 南京 211189

引言

随着现代城市发展理念的变革,生态、绿色、环保日益成为城市发展的主题。当前,由于城市规划、设计等因素的影响,城市内涝逐步对城市发展带来极端不利影响。为实现城市排水系统的优化与改善,海绵城市被纳入了重要的发展范畴。因此,海绵城市道路材料也受到相应关注,要提升城市的排污减涝能力,如何选择适宜的建设材料,成为了海绵城市道路建设工程的关键。

1 透水性道路材料

1.1 透水性道路材料原理 海绵城市道路的透水性铺装,可以帮助雨水快速的渗透到地下排水系统,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连续或者单一的骨料加以组合,使堆积骨料中存在大量的孔隙,从而使水分能够有充分的渗透空间。一般透水性路面其主要结构为四层,即表层、透水性路基、过滤层、路床,其透水原理为,雨水经表层渗入透水性路基层,并通过更大的孔隙渗向地下过滤层,过滤层将污染浓度降低,并且透水性铺装在底层设有储水层或可以引流的路床,以实现水的循环利用等目的。

1.2 透水性道路材料优势分析 透水性道路材料之所以受到广泛应用,是因为其与海绵城市构想高度契合,使道路的排水效果得到显著的增强。具体优势体现在如下方面：(1)排水透水优势。透水性材料由于采取不连续或单一级配方式,可以使材料产生大量的连通孔隙,这使得雨水的渗透速度显著提升,以减少路面的积水并保持排水系统的畅通,避免城市内涝问题。(2)储水蓄水优势。生态、绿色、环保城市建设理念中,其核心显然并不只在于解决内涝问题,而还应该突出对雨水资源的利用,因此在道路透水材料的支撑下,还建立了地下储水系统,以使雨水被高效循环利用,而节约城市水资源。(3)吸噪降噪优势。道路透水性材料的多孔结构,可以将道路声波进行不规则传导,使声音难以反射,从而大幅的降低路面的噪音,避免了城市道路噪音污染。(4)降温控温优势。由于城市规划中绿化资源缺乏,导致大部分城市存在热岛效应,使道路气温日益升高,并影响城市的整体温度。而透水性道路材料,则可以利用孔隙将热量向地下传输,大幅提升了散热效率。

2 海绵城市建设中透水性道路材料的应用

2.1 透水性路面砖 从透水性道路材料应用看,透水性路面砖属于应用较为普遍的类型之一,它具体可划分为陶瓷透水路面砖、自然砂透水路面砖及混凝土透水路面砖。从生产工艺上的差异上看,自然砂透水路面砖及混凝土路面砖相似度较高,其透水颗粒接近于自然环境中的特性,以砂或者石粒作为原材料进行加工胶结,使其具备施工材料的特性,并能够承受特定环境下的抗压性,进而构成完整的透水体系。陶瓷透水路面砖的生产工艺,则是以碎陶瓷、玻璃、生活建筑垃圾等粉碎性材料烧结而成,在高温高压的加工环境下,使陶瓷透水路面砖制作成型,并且保持了高透水性及抗压性,属于一种经济、环保、高效的透水性道路建设材料。在海绵城市道路实践建设过程中,透水性路面砖依托其造价低、施工维护便利、适应性强等优势,在减少路面积水、减轻排水压力及缓解城市内涝等方面作用明显,使其在海绵城市建设中得到了广泛的应用。

2.2 透水性水泥混凝土 透水性道路建设材料具备丰富的材料空间,其中透水性水泥混凝土材料,采用了单粒级粗骨料作为骨架,结合水泥浆的固化作用,通过对骨料的包裹使其满足应用的条件,并保持多孔的基本形态。与此同时,在水泥浆硬化胶结后形成多孔堆聚结构,其内部的孔隙直径一般超过1 mm,使其在实践中显示出优异的透水性能。但根据城市道路透水性需求的差异,其对于透水性水泥混凝土的要求也较高,约为15%～25%。通过长期的海绵城市建设实践证明,透水性混凝土由于制作成本低,应用操作相对便捷,可直接依靠机械完成,大幅提升了道路建设的能效比。

2.3 透水性沥青混凝土 透水性沥青混凝土属于当前常见的道路铺装材料,透水性沥青混凝土由单一粒径骨料构成。为保证符合路面建设的各项指标,在使用中对于材料的配比相对严格,对于骨料或者矿粉填料用量进行了规范,从而保证在经压实后,透水性沥青路面孔隙率能够达到20%以上。从透水性沥青路面的整体效果看,这种材料的整体性较好,表面平整度及承载力均具备显著优势,可大面积应用于公路、停车场等领域。但其缺点也同样明显,即由于孔隙堵塞率高,必须加强日常的清扫和维护。

结语

综上所述,现代城市发展理念的变革,使绿色、环保成为城市发展的主题,海绵城市即是利用低影响开发理念,改变传统城市排水处理方法,借助自然力量分散排水,将大自然赐予我们的雨水充分利用起来,造福人类。透水性材料完全符合变废为宝、保护生态环境的绿色建筑材料的要求,因此应在今后的研究中不断完善,使透水性材料更好地运用到海绵城市的建设中,为未来城市的发展提供重要保障。