地透水铺装优缺点

地透水铺装优缺点 透水铺装对地径流的影响及对城市的意义目录透水铺装对地表径流的影响及对城市的意义 ................................................................................................. 11.透水铺装的概 念 ............................................................................................................................................... 22.透水性铺装材料的生态特 征 .......................................................................................................................... 23.透水性铺装材料应用的必要 性 ...................................................................................................................... 24. 透水路面及透水铺装材料的介 绍 ................................................................................................................ 3 4.1 透水路面的原 理 .......................................................................................................................... 3 4.2 不同透水材料制成的透水路 面 .......................................................................................................... 4 4.2.1 透水性混凝土路面 .................................................................................................................. 4 4.2.2 透水性沥青路 面 ...................................................................................................................... 5 4.2.3 透水砖 ....................................................................................................................................... 65.透水性铺装材料的生态优 点 .......................................................................................................................... 7 5.1 透水性铺装的生态及环境优 势 ..................................................................................................... 7 5.2 维护城市土壤生态环境的平衡 ........................................................................................................... 8 5.3 良好的防洪排水性 能 ........................................................................................................................... 8 5.4 改善光环境的作 用................................................................................................................................ 8 5.5 具有吸音作 用 ........................................................................................................................................ 8 5.6 环保、优化城市环 境 ........................................................................................................................... 8 5.7 美化环 境 ................................................................................................................................................ 9 5.8 经济效益显 著 ........................................................................................................................................ 9 5.9 有效治理河流治 污................................................................................................................................ 9 5.10 有很好的储水 性................................................................................................................................. 9 5.11 透水铺装对于城市地下水资源保护的作 用 ................................................................................. 10 5.12 透水铺装对于城市广场 及市区热、湿环境的改善作用 ............................................................ 10 5.13 透水铺装对于城市地表土壤生态环境的改善作用 .................................................................... 10 5.14 透水铺装对于城市防涝的作 用...................................................................................................... 116.透水铺装代替一般铺面的优势 .................................................................................................................... 11 6.1 补充地下水 源 ..................................................................................................................................... 11 6.2 减少积 水 .............................................................................................................................................. 11 6.3 减少噪 音 .............................................................................................................................................. 11 6.4 缓解热岛效 应 ...................................................................................................................................... 11 6.5 防止内 涝 .............................................................................................................................................. 117.透水铺装对雨水径流的控 制 ........................................................................................................................ 121.透水铺装的概念 城市建设在创造人类生活空间的同时也改变着大自然原有的生态环境。城市化 的重要特征之一就是原有的天然植被不断被建筑物及非透水性硬化地面所取代从 而改变了自然土壤植被及下垫层的天然可渗透属性城市硬化地面占整个城市区域 面积相当的比例因而其生态效益的好坏对于城市生态环境起着至关重要的作用 选择生态效益良好的硬化地面铺装是改善城市广场及市区生态及物理环境的重要方 面。传统的城市道路、广场的硬化地面设计主要关注其耐久性等技术性能指标及视 觉美观方面的要求因而大量的使用非透水性铺装作为铺装结构。但是非透水性铺装 存在明显的生态环境缺陷生态效益偏低。与非透水性铺装相比透水性铺装很好地 体现了“与环境共生”的理念它在营造良好的城市声、光、热等物理及生态环境方 面具有独特的优势。发挥城市绿化、水体及铺装的生态环境的综合效益 是改善城 市人居环境的重要途径。透水铺装是一种新兴的城市铺装型式，通过采用大空隙结 构层或排水渗透设施使雨水能够通过铺装结构就地下渗，从而达到消除地表径流、 雨水还原地下等目的。因其具有涵养水分、改善人居环境和提高交通安全舒适性等 功能而具有良好的发展前景。2.透水性铺装材料的生态特征 现代城市的发展使得城市建成区不断扩张，城市内各种基本建设使原有自然的 土壤表面被以水泥、柏油等为材料的不透水的人工铺装所封闭，从而引发了诸如地 表径流增加、地下水补给减少、城市水体受到污染以及城市小气候恶化等问题。尤 其是由于地表径流系数的增加，大量雨水不能渗入土壤而直接排放，在分流制排水 体制中会造成对城市水体的污染，在合流制排水体制中则会加大城市的排水压力， 并严重影响城市污水处理厂的正常运行。 近年来，在全国各地快速城市化的背景下， 上述问题口趋凸现，这显然与建设“资源节约型，环境友好型”社会的目标是相悖 的。 透水铺装材料本身的多孔隙特性，为其过滤净化雨水、存蓄滞留雨水、消纳周 边雨水提供了良好的条件。一方面存蓄在透水铺装内部的雨水若通过收集系统进行 收集，则可以得到大量的优质水源，既能够增加本地水资源可用量，又能够减少雨 水净化处理的措 施，降低投资和运行费，为城市提供更多的替代水源另一方面，透 水铺装的强入渗能力，可以帮助消纳周边不透水硬化面积产生的径流，起到控制区 域雨水径流的作用，既为城市景观布局提供了更宽松的规划条件，又能够达到削减 径流，截污减排的目的。因此，研究透水铺装入渗雨水收集技术，以及透水不透水 铺装立体组合技术将挖掘更多的雨水利用潜力，进一步完善透水铺装雨水控制利用 技术，为城市雨水利用提供更多的措施。3.透水性铺装材料应用的必要性 人类在创造为自己创造生存空间，建设城市时，也在改变着大自然的环境，破 坏着大自然的循环与平衡。城市化的重要特征之一就是原有的天然植被不断被建筑 物及非透水性硬化地面所取代从而改变了自然土壤植被及下垫层的天然可渗透属 性，从而破坏了大自然中水和气的原有循环，因而产生了很多负面问题。 1 硬化地面使雨水从地面流失或者被阳光蒸发掉 阻断了降水直接补充地下 水的途径 使城市地下水难以得到补充，造成城市地下水位下降。影响地表植物的 生长; 2不透气的地面很难与空气进行热量、水分的交换。对空气的温度、湿度的调 节能力差，且由于硬化地面的高反射率 使它在大量吸收、储存了太阳辐射热之后 又将热量反射释放出来使城区的温度比郊区和乡村高 2,3? ，产生“热岛现象”; 3不透水的道路容易积水，降低道路的舒适性和安全性; (4当短时间内集中降雨时，雨水只能通过下水设施排入河流。大大加重了排 水设施的负担。并且雨水挟带路面的污染物注入江河造成二次污染，在城市里形成 一种有雨洪灾、无雨旱灾的矛盾局面。 (5)不透水铺装严重地破坏了城市市区地表土壤的动植物生存环境改变了大 自然原有的生态平衡。包括城市广场、建筑、道路等设施在内的城市下垫层代替了 大自然原有的森林、绿地和田野形成了“城市荒漠”野生动植物逐渐失去了其赖 以生存的环境而不断减少以致濒临灭绝。 (6) 暴雨季节内涝频发，当短时间内集中强降雨时，不透水路面导致排水不 畅，雨量过度集中造成路面积水、内涝，路面积水，影响行车安全，甚至造成交通 瘫痪。我国城市基础设施发展滞后的状况使得暴雨时城市排水设施不能有效满足排 水及防洪的要求，市区硬化地面常常出现雨水蓄积和漫流现象，这是我国很多城市 夏季产生城区内涝的重要原因。不透水地面只能依靠表面汇水系统及城市排水管网 排除地表降雨，在暴雨时这种地面径流急剧增高，很快出现峰值，流量急升急降。 (7)城市道路交通生态缺陷车辆在不透水路面行驶噪声较大，雨天易形成积水 飞溅，无雨天易形成扬尘，危害人的健康。4. 透水路面及透水铺装材料的介绍4.1 透水路面的设计原理 透水型路面与普通路面最大的不同就在于透水性，而影响路面透水性的主要因素就是孔隙率。据一项关于沥青混合料的孔隙率与透水性的关系研究显示，8的孔隙率是沥青路面透水性急剧增长的拐点，见图1。 图1 沥青混凝土透水系数-孔隙比 因此，如果设计的是不透水的密级配沥青路面，孔隙率应,8且不能太接近， 最好在 4左右。若设计是透水的开级配大孔隙沥青混凝土，孔隙率应,8，实 际应用,15，这才能保证路面畅通透水。4.2 不同透水材料制成的透水路面4.2.1 透水性混凝土路面 透水混凝土是一种多孔、轻质、无细骨料混凝土，将水泥、特殊添加剂、骨料、 水用特殊配比混合而成，由粗骨料表面包覆一层胶结料相互粘结而形成孔穴均匀分 布的蜂窝状结构，它比其他地面铺装材料更为优良、生态、环保，属于全透水类型， 有很好的透水性、保水性、通气性，水能够很快地渗透混凝土;透水混凝土作为环 境负荷减少型混凝土，具有与普通混凝土不同的特点即容重小、水毛细现象不显著、 透水性大，胶结材料用量少、施工简单、绿色环保型和生态型的道路材 料;透水混 凝土地坪整体美观，透水效果良好，雨水收集充分，具有良好的经济效益和生态环 境效益，同时透水混凝土具有吸声降噪、抗洪涝灾害、缓解城市的“热岛效应”等 作用。透水混凝土路面的结构形式自下到上依次为素土夯实、级配碎石、60,200 mm 透水混凝土，具体结构见图 2。 图2 透水型路面结构示意图 透水混凝土的施工主要包括摊铺、成型、表面处理、接缝处理等工序。可采用机械或人工方法进行摊铺;成型可采用平板振动器、振动整平辊、手动推拉辊、振动整平梁等进行施工;表面处理主要是为了保证提高表面观感，对已成型的透水混凝土表面进行修整或清洗;透水混凝土路面接缝的设置与普通混凝土基本相同，缩缝等距布设，间距不宜超过 6m 。 透水混凝土施工后采用覆盖养护，洒水保湿养护至少 7 天，养护期间要防止混凝土表面孔隙被泥沙污染。混凝土的日常维护包括日常的清扫、封堵孔隙的清理。清理封堵孔隙可采用风机吹扫、高压冲洗或真空清扫等方法。 透水型路面可以将路面的雨水渗透到路基或是周围的土壤中加以储存， 目前多数应用于园林绿地、公园、球场等。为加大渗透能力，保证路基强度，也可以增加附属排水系统，排水流入城市管网或蓄水系统，主要应用在人行道及自行车道、社区内地面装饰、园林景观道路及城市广场、游泳池旁边及体育场、社区消防通道及轻量级道路、高尔夫球场电车道、户外停车场等道路承载大的地段。 图3 透水混凝土铺装面层4.2.2 透水性沥青路面 透水型路面的另一种形式就是透水型沥青路面，属于半透水类型。道路结构形式与普通沥青路面相同。 图4透水沥青面层 透水沥青路面又叫“排水降噪路面”，是一种新型路面结构，在原料中混入了特 别研制的改性沥青、消石灰、纤维，能有效降低高速行驶的车辆与路面磨擦引起的 爆破声，透水型沥青路面只是在路表面层采用透水沥青，底面层仍是普通沥青，在 底面层两侧增加碎石排水暗沟，渗水通过路面底面层横向流入两侧的排水暗沟中， 每隔一定距离在路边设置渗水井，雨水可以通过渗水井渗透到路基以下或统一排到 蓄水池中储存起来循环利用，使雨水下渗。路面积水的反光现象由此成为历史，雨 天机动车打滑的现象也将大幅度减少。雨天路面不积水、无水膜、无水雾、抗滑性 好，视觉效果好，大幅度提高了雨天行车的安全性，也大大降低了车辆的漂滑现象， 保证了行车的安全性。此外，其特殊的大空隙表面结构使得路面表面温度比一般路 面温度要低，还能够改善城市热岛效应。这样就要求底面层施工时一定要控制好道 路的横坡，否则沥青路面会有层间水长期存在，加快道路的破损。具体结构面示意 见图 5 和图 6。 图5 透水沥青路面横断示意图 图6 透水型沥青路面蓄水系统示意图4.2.3 透水砖 透水砖，又叫荷兰砖，其优点是不积水、排水快，抗压性强。透水砖分为普通透水砖、聚合物纤维混凝土透水砖、彩石复合混凝土透水砖、彩石环氧通体透水砖、混凝土透水砖等。透水砖路面适用于对路基承载能力要求不高的人行道、步行街、休闲广场、非机动车道、小区道路以及停车广场等场合，按照柔性路面设计方法进行路面结?股杓啤,壳?在市面上见到的透水砖从材质和生产工艺上可分为两大类 一类是以固体工业废料、生活垃圾和建筑垃圾为主要原料 通过粉碎、成形、高温烧制而成的具有透水砖的性能、符合透水砖标准的建筑装饰材料 称之为陶瓷透水砖 另一类是以无机非金属材料为主要原料 利用有机或无机粘结剂通过成形、固化而制成的具有透水砖性能、符合透水砖标准的建筑装饰材料 由于它无须烧成所以称其为非陶瓷透水砖。从产品本身的性能和使用功能上又可将透水砖分为砖体本身透水的透水砖和砖体本身不透水或本身只能渗水或微弱透水的透水砖。本身不透水的透水砖有陶 瓷的也有非陶瓷的其透水功能靠铺贴或拼凑组合时砖与砖之间的接缝实现。 单体不透水的陶瓷透水砖是将不同颜色的陶瓷砖块20mm×30mm、 30mm×50mm按一定规格组合粘贴在一片特制的树脂板上像马赛克一样。该树脂板下面有支撑脚以便于从砖接缝处漏下去的水渗入地下达到透水的目的。这种透水砖重量轻、铺砌方便 更换也方便 图案组合更容易实现 但成本较高。陶瓷透水砖具有很多其他陶瓷砖所不具有的特性:1高透水性 2陶瓷透水砖的主要原料是工业废料所以其生产减轻了工业废料对环境造成的污染 3高透水性生态陶瓷砖主要以工业固体废物为原料 且该砖的装饰效果特别好 所以它必然会代替其他类似的建筑材料 从而节约了其他工业原材料的使用 为节约资源做出贡献 4 由于陶瓷透水砖使用的工业废料都经高温煅烧过 所以其烧制过程除燃料本身放出的气体外很少产生有害气体 减轻了废气对环境的污染 5陶瓷透水砖孔隙率高吸音效果好 有防止噪音污染的功能。另外 其表面摩擦系数大 行人行走轻松自如从而消除行走时的疲劳感。5.透水性铺装材料的生态优点5.1 透水性铺装的生态及环境优势 透水性硬化路面及铺地简称透水性铺装 的内部构造是由一系列与外部空气 相连通的多孔结构形成骨架同时又能满足路用及铺地强度和耐久性要求的地面铺 装。透水性铺装包括透水性沥青铺装、 透水性混凝土铺装及透水性地砖等我国传统 的用于园林铺地的鹅卵石地面铺装也是透水性铺装的一种。有些透水性地砖与绿化 相结合形成半绿化地面。透水性铺装由于其本身良好环境效益越来越受到人们的重 视。5.2 维护城市土壤生态环境的平衡 透水性铺装兼有良好的渗水性及保湿性它既兼顾了人类活动对于硬化地面的 使用要求又能通过自身性能接近天然草坪和土壤地面的生态优势以便减轻城市非 透水性硬化地面对大自然的破坏程度透水性铺装地面以下的动植物及微生物的生 存空间得到有效的保护因而很好地体现了“与环境共生”的可持续发展理念。5.3 良好的防洪排水性能 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 径流曲线平缓其峰值较低并且流量也是缓升缓降这对于城市防洪无疑是有利的。 因此铺装透水性地面不失为城市广场防涝的积极措施。5.4 改善光环境的作用 透水性铺装表面由于孔隙的存在使得投射到表面上的光线产生扩散反射因而 避免了光滑地砖或石材常出现的由定向反射而造成的眩光雨天不透水地面聚集的 水面同样会产生眩光这种眩光在夜间的车灯照耀下特别严重这是造成夜晚雨天行 车交通事故多的重要原因之一。透水性铺装由于及时消除表面积水因而克服了行车 “漂滑”、“飞溅”、“夜间眩光”等不透水地面所带来的缺陷对城市交通安全也 是有利的。5.5 具有吸音作用 当声波打在透水性铺装表面上时声波引起透水性铺装内部小孔或间隙的空气 运动紧靠孔壁表面的空气运动速度较慢由于摩擦和空气运动的粘滞阻力一部分 声能就转变为热能从而使声波衰减同时小孔中空气和孔壁的热交换引起的热损 失也能使声能衰减。由于城市高层建筑以及高架道路的不断增多再加上穿过市区 的飞机噪声这些声源较高的噪声从城市上空投射到透水性铺装表面上根据上述 原理透水性铺装依靠其特有的吸声降噪机理对城市声环境起到明显的改善作用。普 通的非透水性硬化广场地面只能将声波重新反射起不到吸声降噪的作用。另一方面 透水性铺装的多孔结构能使在其上行驶车辆的轮胎噪声降低进而对降低交通噪声 也是有利的。透水混凝土的孔隙结构能有效降低路面噪声 6-10 分贝。5.6 环保、优化城市环境 大孔隙率的透水材料能吸附城市污染物(如粉尘)，减少扬尘污染，对地 表污水起过滤作用。而且在雨天可以有效的防止地表径流的情况出现，这样就 可以 防止垃圾随着地表径流随处漂，到处是脏水的情况。使城市无论是晴天还是雨天都 是干干净净的，更加环保。5.7 美化环境 可以在粘结剂中掺入各种色料，使得混凝土路面颜色变得多种多样，也很容易 形成各种图案，可以结合周围景观自由设计，摆脱了以前黑色铺装的单一、凝重、 压抑，丰富了城市路面的色彩，美化了城市的景观效果。这种例子在我国已经很多 了，我国正.