老旧城区透水性铺面系统建设研究

赵普天，吴国玺，毕翼飞，余显显

(许昌学院 城乡规划与园林学院，河南 许昌 461000)

1 引言

海绵城市建设是目前城市环境治理和景观提升改造的重要环节。其中老旧城区成为了海绵城市建设以及相对应的景观提升改造中的复杂问题集中区域。经调查，大多数老旧城区仍然是以排为主，加之老旧城区中多见街道较窄、人口密度较大、车辆总数较多、建筑密度大，绿地面积较少的现状，如遇强降水，则势必导致普遍的积水现象。造成了通行不畅，甚至城区“看海”。因此，老旧城区道路铺面提升改造、提升排水能力、使老旧城区道路发挥集渗作用，建立行之有效的、适用于老旧城区的景观透水性铺面系统十分必要。

2 老旧城区道路系统现存的主要问题

老旧城区开发早，有着城市硬化面大的“底子”。道路作为占城市总面积近1/3的硬质系统，是城市最主要的雨水接受面之一[1]。经调查，目前大多数老旧城区内的道路系统无论是人行步道、车道、广场或是停车场，大部分仍旧铺设的是不透水铺装，其形成的是大块的不透水城市铺面。在城市环境提升整治中虽进行了部分的透水材料替代，如部分路段使用了透水砖、透水沥青混凝土等作为铺装面层，但多仅体现在人行道或面积极其有限的景观绿道层面上，这种透水性铺装的城市面层仅是以点状分布，未能够形成有效的渗、蓄、排模式，加之以粗放的管理导致了透水材料的渗水能力近乎丧失，对老旧城区雨洪现象的整治效果微乎其微，亦谈不上城市雨水资源的回收再利用。

3 老旧城区透水性铺面提升改造的必要性论证

虽然海绵城市建设以“慢排缓释”和“源头分散式”控制为主要规划设计理念[2]。但在实际建设中应考虑老旧城区道路系统的自身特殊性，街道窄、车辆密度大是其显著特点。因而在改造中依然需要面对道路系统以排为主的局面，但是改变老旧城区道路结构和做法，科学地结合透水性铺面建设，并结合道路周围的市政绿地提升改造，为老旧城区道路增添集渗作用，构建一个适用于老旧城区的行之有效的透水性铺面系统，以更好地削减道路雨洪径流，同时在一定程度上发挥截留雨水和利用雨水的作用。因此，在老旧城区环境治理中不仅要注重“面子”的景观建设，更要结合“里子”，构建一套可行的适用于老旧城区的透水性铺面系统，从而更好地实现老旧城区环境的综合治理。

目前大多数老旧城区道路铺装主要分为传统的水泥砼刚性路面和不透水沥青混凝土的柔性路面。在实际调查中发现，由于水泥砼刚性路面虽有强度高、寿命长的优势，但一旦破损则难以修复；尤其是在中部和北方城市，伴随着连年累月的热胀冷缩效应，不可避免地会产生一定的水泥砼路面产生凹陷或拱起，且水泥砼路面在板缝处会有所破损，影响通行体验。因此，老旧城区道路景观提升改造中目前更多地采用了沥青混凝土路面。按照一般做法要求：城镇道路路面应具有不透水性，以防止水分渗入道路结构层和土基，致使路面的使用功能丧失[3]。但不透水沥青路面，尤其是采用细粒面层的沥青路面一旦遇水(如：降雨、城市洒水降尘等)，光滑的路表面是车轮缺乏足够的附着力，易产生滑溜或空转的危险，可能造成交通事故，同时亦增加了老旧城区瞬时降水排水压力。因此，考虑透水性铺面技术改造是有必要的。使路面具有一定的透水性，透水铺面较为粗糙的路表面抗滑能力更强，且更能够快速的排出路表积水，以提升老旧城区道路的通行体验。

目前针对老旧城区交通通行的压力的改造方式主要是进行道路的路面拓宽，而多数地方目前的做法是拆除原有的绿化带，并做硬化处理。这种做法无疑将原本就少的老旧城区道路绿化又做了再次削减。由于老旧城区道路本身较窄，在不进行拆迁拓宽的前提下，恢复原有的绿化带或新建道路绿化带不够现实。透水性铺装地面由于自身良好的透水性能的渗水能力，能有效地缓解城市排水系统的泄洪压力[4]。因此，进行老旧城区硬质化的道路系统改造，首先应考虑道路铺装材料和铺装结构的替代，如需以拆除原有的绿化带为代价实现窄路的拓宽，则更应考虑透水性铺面技术改造。

4 老旧城区透水性铺面系统建设策略

4.1 老旧城区道路铺装材料的替代

针对目前老旧城区的不透水硬质化铺装材料，建议进行透水性铺装材料替代。目前常见的透水性铺装材料为：透水性沥青混凝土、透水性水泥混凝土、透水砖、聚氨酯碎石透水材料等。在使用透水性铺装材料时应保障透水材料孔隙率在20%左右甚至更高，保障路面有不小于10～20 cm/s级的渗透系数，以保证良好的透水性能[5]。若要进一步提高其透水能力，则需要进一步提高透水混合粒料中的粗集料配比，减少细集料，这种做法为增加透水性而牺牲了一定的结构强度，其抗剪强度较低，因此其不适宜用在载重量较大的道路路段，但较适用于老城区载重量不大的(如规定只跑小型机动车)的路段，或非机动车道。

选用透水性材料还应结合材料的耐候性，当温度较低时，在条件允许的情况下，应优先选用透水水泥混凝土。在炎热地区选用透水沥青混凝土作为铺面材料时, 应着重考量其高温稳定性。在降雨较多、环境湿度较高的地区，透水性路面采用透水水泥混凝土较之透水沥青混合料更为有利[6]。

4.2 老旧城区道路铺装结构的替代

要发挥透水性铺装材料的性能，使其成为较为完善的透水性铺面系统，必须考虑配合透水材料的路面结构。因此将原本老旧城区单纯的不透水铺装结构，进行透水性铺面结构替代势在必行。海绵城市建设虽提倡排蓄结合，但针对老旧城区道路建设，还是要首先满足道路积水的快速排放，在此基础之上，再进行一定的雨水集蓄及下渗设计。因此，在结构设计中应考虑机动车通行的路面重点考虑面层快速排水，提升表面粗糙度以避免水滑；非机动车道考虑面层和基层透水，结合道路市政雨水管网以分担机动车道的排水压力；而人行道和景观绿道等考虑完全透水，避免采用“透水材料+粗砂+水泥砼基层”的“伪透水”路面结构，在分担机动车道和非机动车道排水压力的同时，避免积水、塌陷、翻浆等现象，同时如能够结合城市道路绿化和公园绿地，则能够更好地起到蓄集雨水再利用，以及涵养地下水的作用。

4.3 老旧城区透水性铺面系统构建

老旧城区的透水性铺面系统构建应具体问题具体分析，尽可能做到功能性与适用性相结合。全面考量老旧城区建设的各方面细节，合理规划透水铺面、不透水铺面并合理结合市政绿化，构建良好的排水+透水的体系才能够更好地发挥透水性铺面系统的作用。

4.3.1 道路透水性铺面设计

在老旧城区范围内，应综合考量道路通行的具体情况，选择合适的透水结构设计(图1、图2)。老旧城区载重较轻的路段，可做排水型透水路面。透水面层中应铺设排水管网，便于快速排水，透水层下做不透水基层以保证道路整体强度。应保证透水性铺面改造后的机动车道马歇尔稳定度800 kg以上，以保证机动车通行。

图1有分车绿化带的透水性道路铺面设计示意

非机动车道由于其对路面的平整度要求较高，且载重较轻，可考虑做半保水型透水路面。采用透水面层+透水基层+有组织排水结构+隔水结构。这样做的目的是尽可能增大道路的透水面，以提高其整体的排水能力，提高密集降水时的排水效率。道路垫层为不透水材料，雨水可依次透过面层和基层，沿不透水垫层顶面排出路基之外，保证路基不受路面渗水影响，应保证非机动车道马歇尔稳定度500 kg以上。可每隔50～100 m可设置集水池，通过有组织的排水结构将雨水汇入集水池内，集水池应具有雨水过滤功能，多余雨水应能够顺畅的汇入市政雨水管网排出，待旱季，可利用集水池中汇集的雨水进行植物灌溉或进行道路洒水降尘。

广场、人行道、游步道以及小区内道路载重较轻，且对景观性要求较高，可使用彩色透水砖进行造型拼贴，或使用聚氨酯碎石透水材料，做全保水型透水路面。全保水型透水路面的面层、基层和垫层均使用透水材料，形成透水面层+透水基层+透水垫层+过滤层的结构形式，雨水可渗入路基以下以达到一定的涵养地下水的效果。应注意，应保证人行道马歇尔稳定度400 kg以上，渗透的雨水应经过滤后渗入地下水，过滤砂层不小于15 cm，以防止地下水污染。为使其能具有足够的保水渗透能力，横坡度以1.5%～2%为准，纵坡度最大不超过8%。应注意，这种透水结构虽然有着良好的透水性，但其渗水能力也是有限的，遇密集降水，依然要结合市政雨水管网，避免积水。

图2无分车绿化带的透水性道路铺面设计示意

4.3.2 应考虑的不透水铺面

在进行老旧城区透水性铺面建设中应注意：不是所有的路段或区域都适合使用透水铺装。老旧城区的在工业密集地区，往往车辆载重较大，由于透水性材料的多孔隙结构使然，其能够承受的荷载无法比拟不透水路面，因此道路荷载较大的路段不适合建设透水性铺面。在空气质量较差或伴有常年扬尘、大量粉尘或沙尘天气的区域，不适合建设透水性铺面，因为一旦降水，雨水裹挟大量的泥沙和污染物，往往会导致透水性铺面的透水能力降低[7]，如果得不到及时的透水铺面养护，甚至会使其丧失透水能力。

4.3.3 透水性铺面与市政绿化的结合

老旧城区透水性铺面建设应考虑市政绿化。老旧城区透水性铺面系统构建是一个系统工程，仅靠各类透水性铺面构建排水系统是不够的，亦不符合海绵城市建设理念。人的游憩行为的舒适度与植物景观联系紧密，因此，结合街旁绿地、树池、分车带绿篱等，引导部分汇集的雨水排入绿地中进行直接下渗，是老旧城区透水性铺面系统构建的重要内容。在布置绿地时应尽可能使绿地低于道路，以保障雨水通过透水铺面可以部分汇入绿地，绿地标高宜低于周边地面标高5～25 cm(图3)。围绕市政路在雨水汇集处布置雨水种植池、雨水种植沟、路牙石扩展池等，进行一定的自然雨水消化。在植物选用方面应选择耐湿且抗性较强的景观植物。但是在北方地区，冬季一旦积雪，往往会使用化学融雪剂等进行清理，如要让融雪排入绿地，应谨慎选择融雪剂，以免导致植物的死亡。

图3透水性铺面排水与市政绿化的结合

4.4 老旧城区透水性铺面系统景观提升

老旧城区透水性铺面改造中应考虑做必要的景观提升，良好的景观效果不仅可提供更好的通行感受，亦可更好的发挥通行作用。在实际应用中可考虑利用彩色透水沥青混凝土铺设非机动车道、公交车道、候车区域、景观绿道等，利用同一材料不同色彩的搭配。这种做法不仅只是“好看”而已，在道路铺装中亦可产生很好的指向或引导效果。

人行道铺设方面，可考虑不同材料之间的搭配，以形成更加丰富的图案。比如透水材料和不透水材料结合使用(图4)，不透水材料形成人行道铺装的框架，提高通行路面的整体强度；透水材料形成铺装图案，并形成透水面，以实现生态透水的目的。并可结合城市河道、雨水花园、宅旁绿地等，以更好的提升保水、透水能力。

图4透水材料和不透水材料结合铺装大样示意

5 结语

老旧城区透水性铺面系统的构建是一个系统的复杂工程，但又是十分必要的。透水性铺面材料结合科学适用的方法能够在一定程度上改善目前老旧城区普遍积水、通行不畅的现状。且能够很好地提升老旧城区的城市景观效果，并发挥老旧城区海绵城市提升改造的作用。老旧城区透水性铺面建设系统建设离不开扎实的调研分析，科学地设计老旧城区的集水和排水，使用恰当的措施使透水性铺面建设与城市景观绿化美化相结合，从而为老旧城区城市景观的提升改造和海绵城市建设起到良性的推动作用。