曲靖市东星耀水泥制品有限公司

「透水砖」在市政道路中的应用

信息来源:www.qjsnzp.cn   2022-04-28 10:33:31

目前,在我们城市,人行道、步行街、休闲广场等地面,大部分采用普通防滑砖、彩色水泥砖、广场砖等铺设,雨天,上述道路地面降水大部分汇入雨水口、雨水支线,通过城市排水系统排入市外水系。

由于人行道、步行街、休闲广场等渗水性能差,土壤地下水难以及时补偿,城市雨水管网排水压力增大,部分地区大雨后排水能力明显不足,暴雨持续时间长,部分地区积水严重这样的铺装方式在晴天时又大量蒸发水分,增加了太阳辐射的反射强度,造成地面温度升高,使市区温度明显高于周边郊区,就像人们所说的“热岛效应”,严重影响了市区人民的生活。

当前,我国水资源严重短缺,从科学发展的角度看,城市建设应在可持续发展和环境保护的前提下进行,近年来,由于透水砖替代传统的不透水砖铺装方式能有效补偿地下水资源,平衡城市生态系统,蓄洪蓄雨,透水透气,降尘降噪,提高城市居住舒适度,透水砖的使用引起了业界的广泛关注,笔者将就透水砖在市政道路上的应用情况进行探讨。

曲靖透水砖

一、透水砖简介

1.透水砖的类型

透水砖可分为烧结透水砖和免烧透水砖。

烧结型透水砖是一种以无机非金属材料(含固体工业废渣、生活垃圾、建筑垃圾等)为主要原料,经碾压、成型等工艺处理后,经高温烧成的铺地砖,具有良好的透水性能。

免烧透水砖是用非金属材料制成的铺地砖,其主要原料为非金属材料,经有机或结合料成型、固化而成。原材料成型后,由于不经过高温烧制,所以被称为免烧砖。

根据产品本身的性能和使用功能,可将透水砖分为透水砖自身透水的透水砖和仅透水砖自身透水或仅透水砖。仅能渗透或不渗透的渗水砖,通常被称为渗透砖,包括渗水或不渗透。

2.透水砖的性能

透水砖有很多优点:

1)高透水性。因为它的孔洞率很高,尤其是连通孔洞,所以可使局部雨水渗入地下,使地下水得以补充,克服了城市路面(水泥路面、沥青路面、瓷质广场砖、水泥砖路面)不透水的缺点,从而减缓城市地下水位下降造成的地面下陷。此外,由于部分降水渗入地下,减轻了城市下水道排放压力,污染了河流和湖泊,降低了污水处理成本;

2)透水砖主要原材料为工业废渣,透水砖的生产减少了工业废渣对环境的污染;

3)由于透水砖具有高透气性和这种材料的装饰性,其使用将逐步取代其它类似建筑材料;

4)透水砖具有较高的气孔,故吸声效果好,具有防噪功能,此外,其表面摩擦系数大,行人行走方便自如。

3.透水砖的综合效益

3.1 节水效益

对曲靖多处透水透气路段进行了计算,其自然截流率可以达到 30%~40%。同时,由于路面独特的透水空隙对土壤进行了一定的水分补偿,发挥了保湿作用,该路面的节水效果非常明显。

3.2 生态环境效益

1)渗透能力。环保路面透水砖的透水系数要求为 1 毫米/秒。根据曲靖夏季平均大降雨强度为 0.1 毫米/秒的计算,人行道、步行街、休闲广场等地的透水砖地面可以使雨水迅速渗入垫层,路面不会积水。

2)改善水质。透水砖对渗水有吸附过滤作用,可以改善雨水质量。按照曲靖建工学院的初步测试结果,透水砖 COD(COD)值越高,水体中的有机物污染程度就越严重,去除率达到 30%,SS(悬浮物)的去除率达到 61.45%,TN(总氮)的去除率达到 7.4%,TP(总磷)的去除率达到 40.16%。

3)减少城市粉尘,净化空气。城镇中很大一部分降下灰尘,这是由附着在地面的灰尘和大气层中的灰尘引起的。这类降尘主要出现在路面上。透水气铺面的空隙和水透过性,使局部降尘渗入地下,使道路扬尘显著减少,对大气净化起到积极作用。当然,长时间的灰尘渗透容易堵塞路面的间隙,影响透水性,但随着雨水的清洗,可以恢复原状。

4)缓解城市“热岛效应”、改善局部小气候。结果表明,城市绿化覆盖率与热岛强度呈负相关关系,绿化覆盖率越高,热岛强度越低,形成了以绿地为中心的低温户外休闲活动场所;透水砖路面具有呼吸功能,因为它具有保水功能,所以夏天透水砖路面温度低,相对湿度高。透水砖能改变近地面的温度和湿度。实测资料表明,高温季节时,透水路面的表面温度较不透水路面降低 2~5℃;干季时透水路面的表面湿度较不透水路面提高1%~3%。

城市道路上常用的透水砖铺装。

1.一般透水砖铺装结构组成

透水砖铺装结构一般由表层、平整层、基础层和垫层构成。

1.1 面层

表层由水泥和级配砂石组成。普通粒径为 250mm×250mm×60mm,用直径为 10mm 的无砂砾石混凝土制成,孔隙率可达 25%。

1.2 整平层

整平层主要用透气性好的石灰石铺放在透气砖下起稳定作用,其余部分为粗砂或中砂,便于渗透。

1.3 基层

基层由透水性及蓄水性能较好又具有一定强度和稳定性的天然级配砂砾材料、级配碎石或无砂混凝土构成。

1.4 垫层

衬垫也称为过滤层,由粗砂和中砂组成。该层不仅可以过滤雨水从地面渗透到地下,还可以防止软土路基污染基层。衬垫下面通常直接连接到土路床。

二、透水砖铺装两种基层的选择。

目前,曲靖通用砖铺设的基层一般有两种,一种是碎石或无砂混凝土。两个基层都能满足一定的渗透率要求,渗透率的大小与基层的渗透性成正比,与土壤的初期含水率成反比。当其它条件相同时,采用级配碎石与基层无砂混凝土相比,前者地面径流较小;但是,地下水位高或路基下柔软的土地基础多的地区,不应该用等级碎石作为基础的透水砖铺设。

三、透水砖使用情况

近年来,透水砖路面逐渐应用于曲靖的许多道路工程,如二七剧场路东、三里河路东、西三环南、奥林匹克公园景观大道、丰台体育场等。这样做的目的一方面透水砖补偿地下水,缓和城市的热岛效应,收集雨水。然而,值得注意的是,透水砖铺装仅仅是雨水收集工程的一部分,尽管在发达国家一般为上述目的使用透水砖,但它们都有一系列技术标准和规范以及后期维护措施,以支持雨水收集和利用的设想。

当前,我国在实现这一目标方面仍存在一些不足,主要是相关的技术标准和规范还不完善,尤其是雨水收集配套系统。德国流行的透水砖可借鉴为:先从公共区域开始,如人行道、步行街、自行车道、城郊公路、郊游步行道、公共广场等,直到 80%的城市土地被改造成透水地面。更切实可行的是在非机动车道上铺设透水砖块。非机动车道的路面设计中,透水砖路面可采用柔性路面;鉴于这些场合偶尔会发生车辆荷载作用,因此,按照四级公路的标准进行路面结构设计,标准轴重为 BZ-100,累积标准等效轴重为 100,000,设计年限为 5 年[3]。推荐一般结构为:6 厘米透水砖(表面层)+3~5 厘米中砂(平整层)+30 厘米级碎石(基层)+15~20 厘米中砂(垫层)。

四、结语

目前国内所有透水砖路面均适用于承载力要求较低的人行道、步行街、休闲广场、非机动车道、小区道路和停车广场等场合,采用柔性路面设计方法设计路面结构,透水砖由于其性能和功能特点,要求路基要特别平整,并且要对不同材料不同层进行铺砌,由于不同地区、不同地质条件、不同环境有不同要求,这就需要对施工技术严格规范。