透水铺装材料在城市小区中的应用

陈辉煌

海绵城市建设应实现自然降雨的收集、储存、净化和蓄积，推动水资源的高效与重复利用。但在城市建筑中，由于大量使用非透水性铺装材料，自然降雨无法渗透并在地面形成积水，甚至造成洪涝灾害，加剧我国城市洪涝治理的难度和城市规划建设的复杂度[1]。非透水性铺装材料还会切断地下水与地表水之间的联系，导致地下水位下降，影响城市生态平衡，加大城市绿化管养成本。

通过工程实践表明，透水铺装材料具有良好的经济效益和生态效益。本文结合宝珊花园潮江苑硬景工程项目，深入分析了透水铺装材料在小区硬质铺装中的应用，以期为同类工程施工提供参考。

1 透水铺装材料的种类

透水铺装结构可分为垫层、基层和面层，面层的铺装材料包括透水沥青、透水混凝土和透水砖3 种。不同铺装材料的适用性不同，工程施工单位可结合透水铺装材料的特点进行选择和应用[2]。

1.1 透水沥青铺装材料

透水沥青材料即由改性沥青、消石灰和纤维混合形成的新型透水铺装材料，属于半透水性铺装材料，骨料孔隙率为8%～22%。其结构层与密级配沥青混凝土路面结构一致，两者的区别在于密级配路面通过纵横坡排出雨水，而透水沥青则借助大孔隙率开级配结构，和路面侧排水管排出雨水，实现路面降雨集中排出[3]。

透水沥青铺装材料是大孔隙结构，透水性能良好，可显著减少路面积水产生的反光和打滑问题，有效提高道路通行的安全性。同时，透水沥青铺装材料吸尘降噪效果良好，可显著降低车辆与路面摩擦产生的噪声。

1.2 透水混凝土铺装材料

透水混凝土铺装材料主要采用整体现浇工艺，由水泥、添加剂、骨料及水拌和制成，具有透水、轻质、透气等功能。透水混凝土孔隙率可达到15%～25%，骨料间隙结构呈蜂窝状结构且分布均匀，渗透系数一般为2.0 ～12 mm/s。这种多孔结构有利于缓解城市的排水压力，具有净化水质、储存水分和吸声降噪的作用[4]。

1.3 透水砖材料

透水砖即渗水砖，其孔隙率可达到20%～25%，透水率为200 mm/s，是常见的块状透水铺装材料。该工程中透水砖材料主要用于人行道铺装，其透水性主要通过透水砖材料多孔透水结构和拼接缝形成的透水通道实现[5]。

透水砖材料主要包括陶瓷透水砖和非陶瓷透水砖，陶瓷透水砖以固体工业废料和建筑垃圾为生产原料，经粉碎、成型和高温烧结成型；非陶瓷透水砖以非金属材料为主要材料，添加有机或无机粘结剂后加工固化成型[6]。常见的非陶瓷透水砖包括彩石环氧通体透水砖、生态砂透水砖、彩石复合混凝土透水砖以及聚合物纤维混凝土透水砖等。

2 透水铺装工程概况与施工技术要点

2.1 工程概况

宝珊花园潮江苑硬景工程项目位于福建省泉州市东海街道宝珊花园内，其工程建设内容主要有园建、结构、水施、电施等专业工程，具体包括景观道路和广场铺装、设备间装饰、汀步、挡土墙玻璃栏杆、室外箱外部装饰、风水石区水景、林地台阶、漫步道休闲平台、无障碍坡道栏杆、景观小品以及地面铺装等。根据工程规划设计，该工程道路和广场铺装采用透水性沥青铺装材料，以此改善城市热岛效应和降雨积水的洪涝问题。

2.2 施工技术要点

该工程的道路铺装中，施工单位主要采用透水混凝土铺装材料，路面结构自上而下依次为细粒级透水混凝土面层（厚度60 mm，孔隙率18%～25%，渗透系数不小于800 mL/15 s）、大空隙透水水泥混凝土层（厚度150 mm，透水率不小于1 mm/s）、碎石垫层（厚度150 mm，压实度不小于93%）和土基层。其中，碎石垫层内埋设聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，PVC）过塑钢丝构成的框架结构软式透排水盲管，盲管与雨水井连接。透水混凝土施工技术要点如下。

2.2.1 施工材料

该工程中，透水混凝土的等级为C25，透水速率为2 mm/s，原材料选用PO42.5 普通硅酸盐水泥，断级碎石粒径为6 ～8 mm 和10 ～20 mm，微硅粉选用细度为45 μm 的优质硅粉，减水剂选用减水率为19%的萘系高效减水剂。按水胶比0.32 进行配合比设计，混合料中抗压强度达到29.2 ～31.4 MPa，孔隙率约为15.3%～17.6%，透水率达到2.6 ～3.1 mm/s。透水混凝土底层与面层的配合比及性能详见表1。

表1 透水混凝土底层与面层的配合比及性能

为保证透水混凝土拌和均匀，该工程采用异强制式搅拌机搅拌，搅拌时间不小于5 min，确保水泥包裹骨料，提高混凝土的粘聚力与均质性。

2.2.2 施工准备

施工前，施工单位应加强路面基础处理。透水混凝土摊铺施工前，应将素土夯实3 遍，采用10 t 双钢轮压路机碾压施工，并检查路面基层压实度，确保压实度不小于90%。待路基夯实后，测量、复核基层的标高、宽度和平整度，确保平整度偏差小于等于10 mm，中心线偏差小于等于10 mm，经工程监理检查合格后方可继续施工。根据路基控制边线分区立模，立模施工中严格控制立模高度、垂直度和泛水坡度，路基斜向边沟坡度为1%～2%，便于路基排水[7]。

2.2.3 碎石垫层和大孔隙透水混凝土层施工

待立模施工完成且经检查复核无误后，在素土底基层满铺300 g/m2无纺土工布，接缝部位重叠20 cm，防止雨水渗透时路基泛浆堵塞透水混凝土孔隙。待土工布铺设完成后，摊铺100 mm 厚碎石垫层，碎石采用5 ～20 mm 级配碎石。碎石垫层摊铺时，同步敷设管径75 mm的PVC 过塑钢丝构成的框架结构软式透排水盲管，盲管与雨水井连接，以便及时排除碎石基层内的渗水。

大孔隙透水混凝土层施工时，由于透水混凝土属于干性混凝土，易初凝且水分蒸发快，施工单位在运输车辆到场后应及时组织摊铺。大面积摊铺时采用分段分路幅摊铺方法，松铺系数为1.1 ～1.2。现场摊铺时，将混凝土均铺后，根据摊铺标高控制线使用刮板刮平处理，并借助平板振动机低频振动整平混凝土，避免采用大吨位高频振动碾压设备，防止混凝土层过于密实减少孔隙率，影响透水效果。待平板整平后，由人工抹平处理并覆盖养护管理，减少透水混凝土层的水分蒸发。

2.2.4 透水混凝土面层施工

由于透水混凝土的初凝时间短，现场到料后施工单位应及时摊铺施工。透水混凝土路面摊铺施工中，施工单位沿道路摊铺混凝土，按1.1 ～1.2 的松铺系数整平处理，按1.10 ～1.15 的松铺系数摊铺透水面层。摊铺过程中，为保证透水混凝土路面渗透系数，避免二次摊铺，施工单位应对边角、转弯等部位采取人工补料和压实处理措施。

待透水混凝土摊铺完成后，施工单位采用专用低频振动机进行振动压实处理。振动压实过程中，禁止在同一位置长时间振动，以免出现混凝土离析现象和过于密实的情况。同时，为避免上人施工时因自重造成混凝土面层破坏，现场施工人员应穿戴减压鞋施工。

混凝土抹压施工完成后，为确保路面施工质量，防止路面失水干缩形成贯穿裂缝，施工单位应加强养护管理，在透水混凝土表面覆盖保湿膜和土工布等，根据路面干燥情况洒水养护，养护期不少于14 d，养护期间保持路面湿润。洒水采用喷淋方式，严禁使用高压水枪冲洒，防止高压水枪冲刷造成细石颗粒松动与脱落。养护期结束前禁止车辆通行，保持路面透水混凝土孔隙清洁，防止因泥土、油污类污染造成路面孔隙堵塞；同时，避免因路面结构未达到设计强度而造成路面破坏。

2.2.5 路面喷涂封闭剂

为进一步提高透水混凝土路面的美观性和耐久性，避免因泥沙污染造成路面孔隙结构的堵塞，待透水混凝土路面养护7 d 且干燥成型后，施工单位应使用透明封闭剂进行表面涂刷处理。该工程的封闭剂和稀释剂按1 ∶1 比例混合，采用无气喷涂机进行喷涂施工，单位面积用量为0.2 kg/m2。封闭喷涂施工时，喷枪距路面高度为30 ～50 mm，喷涂过程保持高度一致，确保路面喷涂均匀，无漏喷现象。封闭剂喷涂后养护3 d，待封闭剂完全硬化前，路面禁止上人。

2.3 伸缩缝施工

待混凝土强度≥15 MPa 时施工透水混凝土伸缩缝，胀缝宽度为20 ～25 mm（见图1），纵向间隔20 ～35 m。采用假缝方式留置伸缩缝，缝宽5 ～8 mm，切缝深度大于面层厚度，为面层厚度的1/2 ～1/3 且不小于20 mm；采用弹性填缝胶材料填缝，深度10 ～20 mm，严禁采用热流性材料，防止其渗透至孔隙中造成堵塞。

图1 透水混凝土伸缩缝填隙（来源：作者自绘）

3 透水铺装经济效益分析

采用新型透水沥青铺装材料，以大空隙结构透水混凝土层作为路面承载层，透水沥青材料作为面层，能够满足雨水快速下渗的功能要求以及道路路用的耐磨与承载力性能要求。通过采用透水铺装材料和施工技术，泉州市的年均降雨按1 200 mm 计，5 342 m2透水地坪可蓄水达6 410.4 m3，工业用水按3.0 元/m3计，年收益约为1.9 万元。同时，透水铺装施工有利于调节泉州市的微气候和人居环境，生态效益和经济效益良好。

4 结语

透水铺装材料作为一种新型环保材料，具有透水性高、散热性能良好、防滑降噪、易清理以及生态价值高等特点。自然降雨经透水铺装材料渗流过滤，能够避免路面、广场积水引起的通行安全问题，有效改善雨水二次污染问题，实现雨水资源的有效收集、蓄积与利用，改善城市热岛效应和排水防洪难点问题，实现城市硬质铺装与生态环境保护的有机衔接。由此可见，透水铺装材料在海绵城市建设中具有不可替代的作用。