透水铺装研究综述

(重庆交通大学 重庆 400074)

中国政府为解决“城市内涝”、“热岛效应”等水环境问题，2014年10月住房城乡建设部颁布《海绵城市建设技术指南》(试行版)。LID(Low Impact Development)雨水利用是打造海绵城市的重要技术手段，使开发区前后水文特性基本保持不变，达到削减地表雨水径流流量、削减暴雨洪峰流量、减轻雨水径流污染等目的[1]。而采用大孔隙结构的透水铺装能使雨水就地下渗，补给地下水，削减地表径流[2]，至今已有70年发展历史。

一、透水铺装类型、结构、性能

透水铺装主要包括透水性混凝土铺装、透水性沥青混合料铺装和透水性地砖铺装，其透水能力依次降低。透水效果主要决定于面层，其次是基层的级配形式和铺装材料[3]。面层主要分为透水性砖面层和透水性混凝土面层及透水性沥青混合料面层两大类,根据不同工程要求选择面层；对透水性铺装整体透水性影响最大的是基层，且基层材料和基层厚度直接影响基层透水能力和蓄水能力，通常基层最低厚度为25cm。

(一)透水地砖

透水性地砖是以花岗岩或碎石等无机非金属材料或者建筑垃圾、矿渣等为主要制作原料制作而成，砖体内部有大量孔洞形成的连通孔隙，可实现透水。透水地砖具有防水、防滑、光反射较弱、款式多、色彩艳丽等特点，可应用于人行道、园林道路等场所。

(二)透水混凝土

透水混凝土又称为透水地坪，无砂混凝土，属于全透水类型。不含细骨料，内部空隙由粗骨料及水泥浆在常温下硬化后形成，可应用于人行道、车行道、广场和停车场等场所，其使用年限一般是2～5年，其透水性能和抗压强度呈反比。

(三)透水性沥青混合料铺装

透水性沥青铺装路面属于半透水类型，与普通道路相比，只是在道路表层采用透水性沥青。为使渗水能够顺利收集和排出，通常在基层两侧修建碎石排水盲沟。透水性沥青路面具有透水、光反射弱、热辐射底等特点，可用于车行道、人行道和停车场等场所。

二、透水铺装的作用

(一)削减地表径流并补给地下水

雨水利用铺装材料大空隙快速入渗、减缓雨水径流，从而控制城市地面降雨径流总量，降低洪峰历时和峰值流量，有效防止城市内涝，并利用基层的大量空隙进行蓄水和补给当地地下水，改善地面沉降、城市地下水漏斗和地下水污染等问题，减轻城市排水压力。

(二)净化地表雨水径流

透水铺装对初期雨水径流中含有的污染物(无机金属元素和有机物)去除率达到80%以上，透水铺装各结构层对不同污染物去除能力不尽相同，同时能充分利用土壤净化污染物，渗透量跟出水水质呈正相关，关于污染物在透水铺装系统中垂直迁移问题尚待进一步研究。

(三)缓解热岛效应及吸声降噪

存在透水铺装连续孔洞内的水，在高温下不断吸热并蒸发，从而降低局部气温，增加局部空气湿度，减少地面扬尘，缓解城市热岛效应和消除城市热干化现象；因路面积水减少，可有效克服由车灯引起的眩光问题，间接提供优良的行车环境，降低交通事故发生的概率；多孔结构有明显的吸声降噪效果，减少噪音污染。

三、透水铺装存在的问题

目前国内对透水铺装的养护技术有待发展，高压清水清洗是主要的维护方式。随着使用年限的增长，灰尘和沙土等小颗粒异物易堵塞面层孔隙，导致透水能力减弱。

透水铺装由于透水性和抗压强度成反比。面层的大量孔隙使透水性路面的强度降低，且铺装透水性路面对降雨量和基层渗水、蓄水能力要求高，这两个因素限制了透水性路面的适用地域。增加胶结点的面积和数量是增强透水性材料强度的关键。

四、结论

据国内外实践证明，透水铺装的确可以缓解城市水环境压力，用“小海绵”解决“大海棉”问题。如北京奥体衷心透水铺装系统在自然雨水利用中已经建成高标准的雨水利用技术系统，并已取得巨大的经济效益。推行透水铺装可有效改善我国城市排水系统只排不蓄、只排不用的缺陷，再结合大数据、人工智能等信息技术手段建设智慧生态城市，发展前景可观。当前，透水性铺装还存在易堵塞、耐久性差、造价贵等些许问题，这是研究工作者需要攻克的难关。