河南理工大学学报自然科学版
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园林铺装中透水性材料的选择

  摘要:传统的园林铺装路面要求干基层,湿基层的承载力不够,会出现冻胀、翻浆等情况;而透水性园林铺装路面恰恰相反,它允许雨水渗透下去,基层处于湿润状态。因此如何既能够实现透水性又能够满足力学性能及使用寿命成为透水性园林铺装设计的关键。本文对各层面透水性材料的选择进行了分析研究。

  关键词:园林铺装;透水性材料;选择

  中图分类号:TU986.3 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2009)017(c)-0085-01

  透水性铺装是指能使雨水通过,直接渗入路基的人工铺筑的铺装材料。因此具有使水还原于地下的性能。透水性铺装的共同特点是降水可通过本身与铺装下基层相通的渗水路径渗入下部土壤。一方面要求铺装面层结构具有良好的透水性,另一方面基层也应有相应的透水性能。透水性园林铺装材料相对于普通的园林铺装材料更具有潜力和发展前途,在对城市地下水的补充、雨洪现象的减弱、吸收降低噪音、降低城市温度等生态环境方面具有更加突出的效果。园林铺装从结构上分为面层、基层和垫层,其中在面层与基层间为了结合与找平还设有找平层。

  一、透水性园林铺装面层材料:整体型透水性铺装面层是通过材料的特殊级配,使面层具有相互连通的多孔结构,成为雨水下渗和下垫层蓄水蒸发的通道,但由于多孔结构会降低骨料的连接强度,进而降低该路面的强度和耐久性。通常通过添加剂来改善面层粘结材料的粘结强度;块料型透水性铺装面层的透水性可以通过两种途径加以实现:块料型透水性铺装本身具有的多孔透水结构和块料型透水性铺装间接缝的透水通道。

  二、透水性园林铺装基层材料:用于透水性园林铺装的基层材料,除应具有适当的强度外,必须有较好的透水性。基层材料一般采用透水性好的级配(碎)砾石。当采用级配碎石基层时,碎石的最大粒径应小于0.7倍的基层厚度,且不应超过53mm。为了便于工程应用,基层材料均选取工程上常用的集料即5~25mm连续级配碎石,空隙率46%。根据基层厚度、溢流及排水方式的不同,透水路面可分为以下几种结构:(一)具有较小蓄水能力的透水路面。这种透水路面基层主要由找平层、透水基层构成,透水基层有很大的空隙率,但厚度不大,具有很强的透水能力,适合降雨量较小、垫层透水能力很强且具有较高的承载力的地域。主要适用于人行道、非机动车道、广场、停车场、步行街、庭院路等场所。(二)具有较大蓄水能力的透水基层的透水路面。这种基层一般由找平层、蓄水基层、土工织物构成,蓄水层厚度较大,且空隙率较小,当降雨量较大不能及时排出时,一部分雨水可以储存在基层中,避免路面积水。这种基层适合降雨量较大的情况,可以边蓄水,边排水。蓄水层下面是土工织物,其作用是保持垫层承载力。土工织物大体可分为透水型土工网格布和非透水型防渗土工布两种。当土中含砂量较大时,通常称为砂土,有一定的渗透能力,并且雨水渗透下去不会引起较大的承载力降低及污染,这时可以选用渗透的土工网格布以提高承载力。既需要提高承载力又要防止水渗透造成污染,应选用非透水型防渗土工布。(三)内部具有溢流结构的透水路面。1、垫层可以渗透且内部具有溢流排水结构的透水路面,这种基层可暂时储存透过路面的雨水,然后进一步渗透。其储水层构造包括找平层、碎石层和透水型土工网格布。当降雨量较小,土基的渗透系数很大,水可以直接渗透到地下而不影响其承载力(不污染地下水源的前提下)。当降雨量较大时,雨水充满整个蓄水基层时,水位高于内部设置的溢流管管口,雨水可以通过溢流管排出路外。溢流管应沿透水路面纵向且远离机动车道均匀布置,溢流管的数量与间距应根据设计降雨量、面层及垫层的渗透系数选取。2、垫层不能渗透且内部具有溢流排水结构的透水路面这种基层可长时间储存渗入基层的雨水,在基层与垫层之间设置非透水型土工布,雨水不能直接渗透到地下,而是通过内部地下管道排出路外。这种基层适用于降雨量大、土基渗透系数小、垫层渗水后承载力很低、有可能造成污染水源的位置。(四)周边溢流结构。1、透水路面的周边溢流,由于透水路面已经被广泛地应用到停车场,所以这透水路面必然要有能力承受一定的轻型车辆荷载,为了具有较高强度,这时其透水力将有所下降,当降雨量很大,透水路面不能及时排掉所有的雨水时,为避免路面水,采用周边溢流结构。透水路面周边采用一定厚度开级配碎石做面层,下面直接由有一定坡度的垫层支撑,垫层上面设有土工织物,以提高其承载力,整个基层形成一个蓄水池,当雨水过大时,可以从周边直接溢流进基层蓄水池,再排出路外,不会造成路面积水。2、非透水路面的溢流结构,传统路面无透水作用,溢流结构采用透水路面砖做面层,且与非透水路面具有相同设计标高,不仅美观,而且具有一定承受轻型荷载的能力,但不能承受重型交通,基层是均匀的抗冲刷碎石,这个结构类似边沟,具有非常理想的排水能力,当下雨时,雨水会从周边的透水路面砖溢流结构顺利排出路外。3、透水性园林铺装垫层材料。透水性能最好的垫层是砾石垫层,最差为勃土。传统非透水路面,有些基层内部设置了排水系统,即使有水通过面层流入,也会通过排水系统排出路外,不会对垫层造成损害。所以传统硬化路面垫层只需满足压实度标准,即满足承载力的要求,并无其他要求。这对于透水路面是不够的。透水路面渗透垫层应具有以下几点要求:

  (1)较高的渗透性;

  (2)饱水状态下冻胀小;

  (3)满足承载力要求,且饱水状态承载力损失。

  影响以上3点要求的因素很多,但为了便于大规模工程应用,同时满足各种要求,建议控制最关键的影响因素一一勃土中的含砂量。含砂量直接决定土基的渗透性、承载力、冻胀程度,经实验验证并给出垫层满足上述要求的最小含砂量为62.5%,可供透水路面工程设计参考。当含砂量不低于62.5%时,并在构造上加以改进,如利用土工布加固垫层等,提高其承载力。

  以上要求适用于垫层透水的情况,若垫层土为不透水的勃土时,可将路床底一定深度内的垫层进行换填处理,具体深度可根据材料的渗透系数、最小冻深、降雨强度等计算确定,也可以在垫层上铺设不透水层,将面层渗透的雨水进行收集至排水管道,排至道路以外。

  作者单位:广东汕尾陆河县建筑装饰工程公司

  参考文献:

  [1]童离著。江南园林志[M]北京:中国建筑工业出版社。1984

  [2]王波,李成。透水性铺装与城市生态及物理环境[J].工业建筑,2002(12):29-31

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