海绵城市透水铺装工程设计及混凝土技术

郑国栋

（大庆市城市管理事业发展中心，黑龙江 大庆163000）

近年来，国内越来越多的城市开始大量使用透水铺装工程，但是也有个别地区因为没有把握好设计要点，或是透水混凝土路面施工质量不高，导致透水铺装未能发挥预期的效果。在这一背景下，探究透水铺装工程的设计要点和技术措施具有重要现实意义。

1 海绵城市透水铺装工程设计要点

透水铺装工程与一般的市政工程一样，都需要经过调查、设计、施工等基本流程。只有保证设计方案的科学、可行，才能为下一步工程施工建设提供必要的参考，进而保障工程功能的稳定发挥。在设计环节需要着重考虑的内容有：（1）水文设计。各个地区的气候特点、雨水条件存在较大差异，在设计透水铺装工程时，必须要掌握本地往年的雨水情况，了解降雨规律，尤其是最大降雨量，这是确定透水铺装设计方案的关键要素。（2）承载力设计。透水路面在具备较强渗水性能的基础上，还应当满足一般市政道路的承载力要求，让行人、车辆可以正常通行，并且保证较长的使用寿命。根据透水铺装工程的具体类型、建设位置，以及对人流量、车流量的评估，确定其承载力。例如，在城市的公园、绿地等，以行人为主，对承载力要求不高；而主干道路、停车场道路等，以车辆为主，就必须具备较强的承载力。

除了上述两个主要因素外，在设计时还可以尝试应用一些新技术、新工艺。例如，改良透水铺装的组成结构，在原来的结构上增加砂石过滤层，或是在基层与自然土壤之间，铺设一层透水性良好的土工织物，经过改良创新的透水铺装构造如图1所示。

图1 透水铺装构造图

2 透水性路面铺装施工技术要点

2.1 透水性水泥混凝土路面铺装

路面上每隔一段距离需要留置2～4mm宽的伸缩缝，避免水泥混凝土因为温度变化出现胀缩导致路面拥包。伸缩缝的深度参考路面的面层厚度确定，一般来说是取面层厚度的20%～25%。根据路面是否允许车辆通行，提出了不同的施工要求。例如，公园、住宅的内部道路，选择无车辆荷载结构，施工时依次填筑土基、天然砂砾（8～10cm）、开级配碎石（15～18cm）、透水混凝土（8～10cm）；相反，如果是支路、城郊道路，选择有车辆荷载结构，施工时依次填筑土基、开级配碎石（15～20cm）、透水水泥稳定碎石（15～18cm）、透水混凝土（12～15cm）。具体结构如图2所示。

图2 透水混凝土路面施工剖面图

2.2 透水性沥青混凝土路面铺装

在施工时，沥青拌合料的温度控制是决定路面透水效果的关键因素。要求沥青拌合料出厂温度控制在（180±10）℃之间，温度过高会导致沥青流淌，影响路面成型效果；温度过低则会影响沥青摊铺，增加施工难度。相比于普通的沥青混凝土路面，透水性沥青混凝土的孔隙比更大，因此对地表径流有更强的渗透效果。

2.3 透水砖路面铺装

完成路基开挖和整平处理后，将准备好的天然砂砾均匀摊铺在路基上，厚度大约在10cm。然后继续选择透水水泥稳定碎石作为铺装基层。水泥稳定碎石要经过筛网筛选，保证粒径在2～5cm之间，填铺厚度在15～18cm。完成基层填铺后，使用工具进行压实，压实度不得低于标准的95%。其上继续填铺中砂、粗砂，或者干硬性水泥砂浆，厚度大概在2～3cm，作为透水砖路面的缓冲层。

除了把握施工要点外，对于材料的选型和具体参数的要求，也需要引起施工人员的重视。仍然以无车辆荷载透水砖路面结构为例，使用透水砖、干硬性水泥砂浆等，具体参数如表1所示。

表1 透水面砖铺装设计参数表

3 基于实例分析海绵城市透水铺装混凝土施工技术

3.1 工程简介

济南市兴隆山庄小区海绵城市项目主要分为绿化部分和景观部分。整个小区占地面积16.3公顷，既有建筑28栋，在建建筑11栋，以12层以上高层住宅为主。小区入口及两侧为成片绿地，另外在小区内部穿插若干点状、条状分布的绿化带；小区东南侧为停车场，为硬化地面；住宅前后地面均为铺装地面，绿化较差；小区道路两旁种植灌木与乔木，整体绿化率为28.3%。根据《济南市海绵城市专项规划》相关要求，该小区设计控制年径流总量不小于85%。

3.2 透水性混凝土路面铺装施工技术

在综合对比各类透水铺装方案后，该小区最终确定运用透水性混凝土路面铺装技术。同时进行技术改良，在透水混凝土的制备过程中，选择树脂增强剂作为外加剂，进一步提高透水性混凝土路面的抗压能力，设计强度可以达到35Mpa。整个路面结构组成如图3所示。

图3 透水混凝土铺装结构示意图

（1）准备工作。首先根据设计方案，在原有地面上测量放线，划出开挖地段。使用挖掘机等设备开挖基坑，并做好坑底和侧壁的清理、整平。

（2）支设模板。本次工程所用模板均为钢模板，保证模板表面光滑且不存在明显的变形。先将底模铺设完成，进行轻压，然后进行侧模的安装。在侧壁上布置临时支撑杆，防止模板发生偏移。

（3）填铺施工。第一，基层材料选用级配良好的碎石。粒径在1～50mm不等，其中1～10mm（纯石屑）占比为20%，10～30mm石子占比50%，30～50mm占比为30%。采用分层填铺的方式，每填铺一层使用木耙进行荡平，然后进行上一层的填铺，填铺厚度为20cm。然后配置混凝土，1m3的混凝土，配料为水泥500kg，水120kg，粗集料1430kg，外加剂28kg。混凝土需要相配，以保证其性能。

第二，面层透水混凝土需要分3次浇筑。分层浇筑，分层养护，以提高面层结构的强度。适当加入外加剂（如减水剂、早强剂等）有助于改善混凝土性能，但是外加剂的用量必须严格按照混凝土物料配比，并且应当提前将外加剂放于水中溶解、稀释后，再一同倒入进行搅拌，保证外加剂均匀分散，发挥其应有的作用。混凝土出料前要检查其温度，理想温度应当在20～35℃之间。面层混凝土浇筑厚度为15cm。第一次浇筑完毕后，静置约30min，待混凝土完成初凝后，重新浇筑达到指定高度。

（4）养护作业。由于本次工程的施工时间为8月份，气温较高、水分蒸发量大，为了防止透水混凝土面层因为失水速度过快而导致干裂，养护作业中需要重点关注洒水保湿。采取了两种措施，一种是将草垫浸湿后，悬挂至没有明显水滴后，覆盖在路面上；另一种则是使用透明的塑料薄膜，覆盖在透水混凝土表面，也可以起到减少水分过快蒸发的效果。

（5）面层密封。为了提升透水铺装工程的观赏效果，以及延长使用寿命，可以在养护结束后，在透水混凝土的面层上涂刷一层封闭剂。封闭剂的主要组成是高分子树脂、固化剂等。

3.3 透水铺装工程中创新技术的应用

3.3.1 高位花坛技术

高位花坛适用于建筑排水管周围无可以储存雨水的绿化带处，在绿化带设置20cm厚的卵石层，花坛采用砖砌，外部路面采用白瓷砖贴面，外部墙底端每隔2m设置透气孔。

3.3.2 下沉式绿地技术

下沉式绿地、下沉式广场等，都是海绵城市建设中比较常用的透水铺装工程形式。在现有的地形结构上，选择一处低洼地带进行技术改造，形成一处“U”字型地段，其结构如图4所示。两侧高地上的既有植被全部保留，最大程度上减少开发，既可以保护生态，又降低了成本。在中间的低洼路段，安装雨水立管、排水渠道，并且将表层土壤挖出，换填为级配良好的碎石，提高了地表渗透率。在降雨天气下，两侧坡面上的植被可以起到减少地面径流的效果。

图4 下沉式绿地做法大样图

3.3.3 U型排水沟施工技术

在绿化带内设置U型排水沟配合截污雨水口，收集道路雨水利用地势高差向地势低处引排，通过井壁和井底增加绿化带蓄水渗水能力的同时净化引入绿化带的雨水。利用U型排水沟，收集路面径流雨水，引入道路两侧绿地内蓄水渗水设施。

4 结束语

为了更好地发挥透水铺装工程的渗水、蓄水等功能，达到减少地面径流、防止城市内涝的效果，必须要重视透水铺装工程的结构设计和施工控制。除了关注水文设计、承载力设计外，还应强化质量管控。熟悉不同透水铺装工程的施工要点，以及根据项目的具体要求，确定最佳的透水铺装工程形式，才能达到预期的效果。此外，在海绵城市发展过程中，也要树立创新思维，探索和推广新型技术，以支持透水铺装工程发挥更好的应用。