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綜合管廊淺析:透水磚鋪裝在市政道路工程中的應用

發布日期:2019-04-10 作者:江蘇華夏 點擊:

以北京為例,北京地處我國華北平原,氣候干旱,全市人均水資源占有率約為全國的 1/8~1/6 、世界的 1/25 ,近年來北京的城市化進程不斷加速,水資源的緊缺狀況日益加劇。 隨著城市建筑規模的擴大,城市硬化的地面使大氣自然降水更加難以滲入土壤,地下水資源不能及時補償。 


目前在我們的城市中,人行道、步行街、休閑廣場等處的地面,大部分采用普通防滑方磚、彩色水泥方磚或廣場磚等鋪裝,在雨天時,上述路段的地面降水絕大部分匯入雨水口、雨水支線,再通過城市排水系統排到市外水系中。由于人行道、步行街、休閑廣場等處的滲水性能很差,一方面導致土壤中的地下水難以及時補償,另一方面使城市雨水管網排水壓力增大,部分地區大雨后的排水能力明顯不足,如果暴雨的持續時間很長,有些路段由于嚴重積水而形成水患,甚至阻斷交通。 這種鋪裝方式在晴天時又大量蒸發水分,增加太陽輻射的反射強度,導致地表溫度很高,使市區氣溫明顯高于外圍郊區,就像突出海面的島嶼,人們形象地稱之為“熱島效應”,嚴重的影響著市區人們的生活。 


在水資源嚴重不足的今天,從科學發展角度出發,城市建設應該在可持續發展與環境保護的前提下進行,近年來,由于采用透水磚取代傳統不透水磚鋪裝可以有效補償地下水資源、平衡城市生態系統、滯洪蓄雨、透水透氣、降塵減噪、增加城市居住的舒適度,因此,透水磚的使用受到行業的廣泛關注,綜合管廊公司小編將針對透水磚在市政道路中的應用情況進行交流。 


一、透水磚簡介


1. 透水磚的類型 


透水磚從材質和生產工藝上可分為燒結性透水磚和免燒透水磚。 


燒結透水磚是以無機非金屬材料(含固體工業廢渣、生活垃圾和建筑垃圾)為主要原料,通過粉碎、成型等工藝處理后,經高溫燒制而成的具有較大水滲透性能的鋪地磚。 


免燒透水磚是以無機非金屬材料為主要原料,利用有機或無機黏結劑通過成形、固化而成的具有透水磚性能的鋪地磚。由于原材料成型后不經高溫燒制而成,所以我們稱其為免燒透水磚。 


從產品本身的性能和使用功能上又可將透水磚分為磚體本身透水的透水磚和磚體本身只能滲水或微弱透水的透水磚。本身只能滲水或微弱透水的透水磚也就是俗稱的滲水磚,有燒結的,也有非燒結的。 


2. 透水磚的性能 


透水磚具有許多優良性能: 


1 )高透水性。 由于其具有很高的孔洞率,特別是連通孔,所以可以使部分雨水滲入地下,使得地下水得以補充,克服了城市路面(混凝土路面、瀝青路面、瓷質廣場磚、水泥磚路面)不透水的弊端,從而減緩了城市地下水水平面下降而導致地面下降的趨勢。另外,由于部分降水滲入地下,這就減輕了城市下水道排污的壓力和對江河湖泊的污染,也就減少了污水處理的費用;


2 )由于透水磚主要原料是工業廢渣,所以透水磚的生產減輕了工業廢料給環境造成的污染;


3 )由于透水磚的高透水性和這種材料的裝飾效果特別好,所以它的使用將逐漸取代其他類似的建筑材料;


4 )由于透水磚孔隙率高,所以吸聲效果好,有防止噪聲污染的功能,另外,其表面摩擦系數大,行人行走輕松自如。 


3. 透水磚的綜合效益 


3.1 節水效益 


從北京多處鋪設的透水透氣路段進行測算,其自然截流率可達 30 %~40 % 。 同時又由于路面獨特的透水透氣空隙對土壤進行了一定的水氣補償,而起著保墑作用,因此,這種路面的節水效果十分明顯。 


3.2 生態環境效益 


1 )滲透能力。 環保型路面透水磚的透水系數要求為 1 mm/s ,以北京夏季平均最大降雨強度 0.1 mm/s 計算,人行道、步行街、休閑廣場等處的透水磚地面完全可以使雨水迅速下滲到墊層下,路面不產生積水。 


2 )改善水質。透水磚對下滲的雨水有吸附過濾作用,具有一定改善水質的功能。 根據北京建工學院初步試驗結果,透水磚 COD ( COD 值越高,表示水中有機物污染越重)去除率高達 30 % , SS (懸浮物含量)去除率為 61.45 % , TN (總氮含量)去除率 7.4 % , TP (總磷含量)去除率 40.16 % 。 


3 )減少城市降塵,凈化大氣。 城市降塵的很大一部分是由于裸露在地面的塵土及大氣塵埃所造成。這些降塵又大多浮于路表面。 由于透水透氣性路面的空隙及透水性,部分降塵可隨之滲入地下,使道路揚塵明顯減少,對凈化大氣起到了積極作用。 當然長時間的降塵滲透易堵塞路面空隙而影響其透水透氣性,但隨著雨水的沖刷又可使其恢復原來狀態。 


4 )緩解城市“熱島效應”、改善局部小氣候。 研究資料表明:城市綠化覆蓋率與熱島強度成反比,綠化覆蓋率越高,則熱島強度越低,從而在城市中形成了以綠地為中心的低溫區域,成為人們戶外游憩活動的良好場所。 透水磚路面由于其保水作用,使地面具有“呼吸”功能,這樣透水磚路面在夏季具有較低的溫度和較高的相對濕度。透水磚可改變地表附近的溫度和濕度。觀測數據顯示,在高溫季節,透水路面的地表溫度比不透水路面要低 2~5 ℃ ;在干燥季節,透水路面的地表濕度比不透水路面要高 1 %~3 % 。 

綜合管廊

二、市政道路中常用的透水磚鋪裝


1. 一般透水磚鋪裝結構組成 


透水磚鋪裝結構一般由 4 部分組成:面層、整平層、基層及墊層組成 


1. 1 面層 


面層為水泥與級配砂石構成預制透水磚。一般規格為 250 mm×250 mm×60 mm ,由直徑 10 mm 無砂的礫石混凝土構成,其空隙率可達 25 % 。 


1. 2 整平層 


整平層主要用石灰砂漿放在透水透氣磚下面起穩定作用,其它處為粗砂或中砂以便滲水。 


1. 3 基層 


基層由透水性及蓄水性能較好又具有一定強度和穩定性的天然級配砂礫材料、級配碎石或無砂混凝土構成。 


1. 4 墊層 


墊層又稱過濾層,由粗砂或中砂構成。 該層既可在雨水由地表向地下透滲過程中起過濾作用,又可防止軟土路基污染基礎層。墊層下一般直接與土路床相連。 


2.  透水磚鋪裝中兩種基層的比選 


目前北京地區透水磚鋪裝的基層一般有兩種,級配碎石或無砂混凝土。兩種基層均能達到一定下滲率要求 [1] ,下滲率的大小與基層透水性程度成正比,與土壤初始含水率成反比。 在其他條件相同的情況下,基層采用級配碎石與采用無砂混凝土比較,前者的地面徑流小于后者。但在地下水位較高或者路基下多為軟土地基的地段,不宜采用級配碎石作為基層的透水磚鋪裝。 


3.  透水磚使用情況 


近年來,透水磚路面逐漸在北京許多道路工程中得到應用,例如“二七”劇場路東側路段、三里河路東側路段、西三環南路西側路段、奧林匹克公園內的景觀大道、豐臺體育場等等。 這樣做的目的一方面是利用透水磚來補償地下水、減緩解城市“熱島效應”,另一方面是為了收集雨水。 但值得注意的是,透水磚鋪裝僅是雨水收集工程的一部分,雖然發達國家普遍使用透水磚來達到上述目的,但是他們都有一系列技術標準和規范及后期維護措施給予支持,收集并利用雨水的設想才能實現。 


我國目前實現此目的還有一些不足,主要是相關技術標準和規范還不完善,特別是雨水收集配套系統不健全。我們可以借鑒德國普及透水磚的作法,他們首先從公共區域開始,比如人行道、步行街、自行車道、郊區道路、郊游步行路、公共廣場等做起,直至 80 % 的城市地面改建成透水地面。 比較可行的是在非機動車道上推廣透水磚鋪裝。在進行非機動車道路面設計時,透水磚路面可以按照柔性路面進行設計。 考慮到這些場合偶爾有汽車荷載作用,因此按照四級公路的標準進行路面結構設計 [2] ,標準軸載采用 BZZ-100 ,累計標準當量軸次按 10 萬次計,設計年限取 5 年 [3] 。 推薦一般結構為: 6 cm 透水磚(面層) +3~5 cm 中砂(整平層) +30 cm 級配碎石(基層) +15~20 cm 中砂(墊層)。 


三、結語


1 )目前國內所有透水磚路面適用于對路基承載能力要求不高的人行道、步行街、休閑廣場、非機動車道、小區道路以及停車廣場等場合,按照柔性路面設計方法進行路面結構設計。 


2 )透水磚路面結構應設置柔性基層,以利于調節含水量變化導致路基變形。 


3 )透水磚路面具有補充地下水、消除城市熱島效應、減少城市內澇頻次、改善城市人居環境等優點,社會效益明顯,因此提倡廣泛使用。 


4 )應加快制定透水磚鋪裝應用配套政策,促進城市雨水利用技術的推廣應用,完善相關技術標準和規范的制定。 


5 )透水磚鋪裝設計、施工及后期維護都要考慮北方城市的環境問題。由于北方春、秋季刮風灰塵很大,細小的沙塵有可能將透水磚的縫隙堵塞,并可能出現泥漿,因此需要及時清除透水磚上面的雜質,另外,透水磚由于其性能和功能特點,要求路基處理得特別平整,而且要對不同材料不同層進行鋪貼處理。 由于不同地區、不同地質條件、不同環境有不同要求,這就需要對施工技術嚴格規范。 


本文網址:http://www.dreamcg.cn/news/362.html

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