城市景觀透水性鋪面建設技術研究

趙普天，閆 慧，陳 琛，陳亞蒙

(許昌學院 城鄉(xiāng)規(guī)劃與園林學院，河南 許昌 461000)

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城市景觀透水性鋪面建設技術研究

趙普天，閆 慧，陳 琛，陳亞蒙

(許昌學院 城鄉(xiāng)規(guī)劃與園林學院，河南 許昌 461000)

以城市景觀透水性鋪面建設技術為著眼點，綜合分析了城市景觀透水性鋪面建設中常見的不合理的建設方式、重排輕蓄的現(xiàn)象以及透水性鋪面美觀性等問題，有針對性地提出了可行的解決策略，以期為城市景觀透水性鋪面建設提供研究提供一定的理論支撐和參考。

景觀透水性鋪面建設；低影響開發(fā)；降水集滲管理；城市景觀

1　引言

近年來，隨著城市景觀的發(fā)展，城市景觀透水性鋪面被諸多提及。其具有良好的透水性能，可以大幅提高城市景觀鋪裝的透水性能，對于城市集中降水時段能夠明顯的提升城市排水能力，透水性鋪面建設亦是海綿城市建設的重要內容。因而越來越多的城市，尤其是城市景觀區(qū)開始大量進行景觀透水性鋪面建設。但與此同時，也帶來了一定的問題。如片面追求鋪面透水導致的路基變軟，導致景觀鋪裝變形；在進行透水鋪面建設的時候缺少全面考量排水設計，使得景觀排水不暢；透水性鋪面材料單一且孔隙大，大面積鋪裝后景觀效果不佳等現(xiàn)象。因而研究城市景觀透水性鋪面建設技術，使得景觀鋪裝整體做到排蓄結合、美觀耐用十分必要。

2　目前常見的透水性鋪面建設方法和問題

2.1常見透水鋪面建設方式的問題

目前城市景觀鋪面建設中常見的材料有透水磚、透水瀝青混凝土、透水性混凝土、鏤空鋪面等材料，一般鋪設方法為滿鋪。透水性鋪面材料均具有孔隙度較大的特點，以滿足快速透水和排水的要求。因而其結構強度比不透水材料有所下降。為提高景觀鋪裝的強度，在實際鋪裝中常見有采用“透水磚+粗砂+水泥砼基層”的鋪裝方法。這種方式采用了水泥砼基層，雨水經(jīng)透水磚滲透、粗砂過濾，到了基層就無法下滲。尤其是當墊層中未安裝系統(tǒng)排水管網(wǎng)的前提下，雨水不僅無法完成下滲，且無法及時排出，長期浸泡會侵蝕基層并易導致路面翻漿現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2城市透水性鋪面設計問題

在透水性鋪面建設中，經(jīng)調查重“排”輕“蓄”的現(xiàn)象較為普遍，其直接目的是解決城市地表徑流排放問題。透水性鋪面建設雖結合了系統(tǒng)的排水設施，能夠快速的將城市雨水排入市政雨水管網(wǎng)，能夠起到防止積水，保障通行的作用。但這種做法無法保障足量的雨水下滲補充城市地下水。同時過快的排水會大大降低城市的水蒸發(fā)量。目前城市中地表徑流排水量通常占降水量的55%、而下滲量約占15%、蒸發(fā)量約占30%[1]。在晴朗高溫天氣下，水蒸發(fā)量不足會使得城市地表溫度快速增高，使得干熱的感受明顯，而降低了城市景觀的游憩感受。同時這種做法打破了自然的水循環(huán)鏈，跳過了滯水和蓄水的環(huán)節(jié)，在豪雨集中的時段必然增大城市排水壓力和城市內澇風險。從而導致了城市中“水多”、“水少”、“水臟”的問題。

2.3常見透水鋪面材料的美觀性問題

在實地調查中發(fā)現(xiàn)，城市景觀透水性鋪面建設中的美觀性問題常反映在色單一、材料單一、造型單一、大面積滿鋪等方面。如人行道透水鋪裝，常見滿鋪單色透水鋪面材料。以常見的滿鋪灰色透水磚為例，這種單一材料大面積鋪筑會使得景觀鋪裝色彩單一、材料單一而缺乏美感，更難以達到城市地面造景效果。很直觀的會給人帶來一種“粗糙”的視覺感受，視覺感受反而不如傳統(tǒng)的造型花磚。在城市景觀步道或沿河綠道中，亦常見大粒徑、大孔隙的透水瀝青混凝土鋪裝，尤其是色彩單一的這種鋪裝在視覺上比傳統(tǒng)的不透水的沙粒式瀝青混凝土的效果顯得簡陋很多。

3　城市景觀透水性鋪面建設策略

3.1城市景觀透水性鋪面建設方式的策略

3.1.1透水材料選擇策略

透水瀝青混凝土應利用級配調整使粗細骨料之間的孔隙率提高至20%左右，以提高其整體透水性。其通過添加改制劑、纖維及瀝青混合料等可提高其韌性及結構強度。在建設中應保障路面的10-2cm/s級的滲透系數(shù)。其可用在整體路面的大面積鋪筑中。

透水性混凝土其多孔隙結構體可提供較大的透水性，一般均大于1×10-3cm/s。但其為增加透水性而犧牲了一定的結構強度，因而無法承受太大的載重，一般使用在面積較小及美觀要求較為一般的區(qū)域，亦可作為透水磚鋪面的底層處理。

在透水磚的使用中對景觀要求一般的地段可以采用普通混凝土透水磚，但在景觀要求較高的地段可選用彩石復合混凝土透水磚等材料，其面層華麗，天然色彩，有與石材一般的質感，與混凝土復合后，強度高于石材，且價格是石材地磚的1/2。

3.1.2鋪面類型選擇策略

在透水性鋪面建設中，應結合實際需求進行具體設計。透水性鋪面雖值得提倡，當其并不是放之四海而皆準的做法。在具體應用中，仍需考慮透水性鋪面、一般路面和排水性路面結合設計。在需要荷載較高，機動車流量較大的路面設計中，還需首先考慮一般路面，保障通行安全和設計壽命。在人流集散密集的景觀區(qū)域，需考慮排水性鋪面，確保一旦出現(xiàn)密集降水，能夠及時排凈，保障人的集散需求。在景觀要求較高、自然環(huán)境良好且人流量一般的區(qū)域，應首選透水性鋪面，結合景觀植配設計、雨水花園等，使雨水能夠下滲，起到地下生態(tài)環(huán)境改善，維持局部生態(tài)環(huán)境的作用。

3.1.3建設方式策略

透水性路面各層從上向下可分為透水性面層、透水性底層、透水性基層和過濾層。既要保證雨水下滲，又要確保雨水得到一定的過濾，使其下滲后不至于形成污染。車行道由于要求荷載較高，應設透水性基層，人行道可不設基層(圖1)。

圖1透水性路面各層示意圖(作者繪制)

雨水向地下滲透時，通常在降雨初期，由于毛細作用和吸著力，其滲透速度較快[2]。但隨著降雨時間的延長，就會慢慢降低。因此透水性鋪面建設應確保其各層的透水性，才能保障雨水能夠及時排出或下滲入土層。結合鈴木茂在其《生態(tài)工法——都市暴雨徑流管理》一書中的研究，要求透水性鋪面各層透水系數(shù)參考值如表1。

表1　透水性鋪面各層材料透水系數(shù)值

結合該表系數(shù)，確保鋪面強度和下滲能力，以透水性瀝青混凝土為例。人行道馬歇爾穩(wěn)定度400 kg以上，各層鋪設厚度建議為：面層3～4 cm，底層碎石級配10 cm，過濾砂層15 cm。車道及其他路面馬歇爾穩(wěn)定度500 kg以上，各層鋪設厚度建議為：面層最少5 cm，底層碎石級配15 cm，基層碎石級配7 cm，過濾砂層15 cm。為使鋪面能具有足夠的保水滲透能力，橫坡度以1.5%～2%為準，縱坡度最大不超過8%。

3.2城市景觀透水性鋪面建設的集滲策略

城市景觀透水性鋪面建設中不僅應考慮排，更應考慮集和滲。在景觀透水性鋪面建設中應以減慢流速、滯留雨水、凈化雨水、促進下滲為目的。這其中以美國景觀設計師倡導與推廣的“綠色街道”(Green Streets)為代表的道路雨水管理的新方法獲得極大發(fā)展，并取得了重要成果。綠色街道是指根據(jù)自然雨水循環(huán)過程，應用不同的雨水管理景觀設施(如雨水花園等)，將街道雨水管理與街道景觀建設結合在一起的街道形式[3]。因此，在透水性鋪面建設中不應僅僅考慮通過道路和廣場鋪裝進行街道地表雨水管理，應更加宏觀的將街旁綠地、街道旁邊建筑雨水管理與街道景觀建設結合考慮。

在具體設計中，應首先進行詳細的實地踏勘，收集與調研街道的等級、性質與功能，研究街道主要的人流、車流交通流線，結合具體的實際功能、雨水徑流路徑和易積水點等確定街道必須進行硬質鋪裝的區(qū)域、透水鋪裝區(qū)域及可進行集水綠色設計的區(qū)域。

接下來在前期調研的基礎上，圍繞上述幾種區(qū)域的類型，按照雨水源頭管理、雨水徑流路徑管理、最小化硬質鋪裝、最大化街道景觀綠色區(qū)域的原則，形成布局以點狀、線狀為主，點、線、面結合的透水性景觀鋪面格局[4]。為實現(xiàn)雨水的源頭管理，應注意應盡量優(yōu)先考慮雨水分散滯留和收集，因而在建設中“點”是第一位的。結合實際現(xiàn)狀增設如雨水種植池、路牙石擴展池、雨水滲透園等設施，進行雨水的點狀滯留，避免快速的進行合流，從而實現(xiàn)從源頭管理雨水。結合點狀集水設施，可在道路兩側設置雨水種植溝，從實現(xiàn)雨水徑流路徑的管理，進一步提升雨水蓄集和下滲的能力。為確保雨水有效匯集入上述點和線狀的集水設施，需依靠有效的透水性鋪面和雨水管網(wǎng)的構建形成整體的景觀透水性鋪面系統(tǒng)。只有點、線、面的結合，才能有效實現(xiàn)城市景觀透水性鋪面的集滲作用。

3.3城市景觀透水性鋪面建設的美觀性策略

城市景觀透水性鋪面最終為大眾所接受，實現(xiàn)更加美觀的效果是必不可少的。因而在進行城市景觀透水性鋪面建設中應注意以下幾點。

(1)同一材料不同色彩的搭配。目前彩色透水磚、彩色透水瀝青混凝土已經(jīng)能夠做到多種色彩，其不應僅存在少數(shù)的游樂場或收費景觀區(qū)中。在城市景觀道路系統(tǒng)建設中完全可以做不同色彩的圖案搭配設計，以達到更加生動、豐富的效果。而且這種做法不僅僅只是“好看”而已，在道路鋪裝中亦可產(chǎn)生很好的指向或引導效果。如用不同顏色的透水瀝青混凝土鋪裝區(qū)分機動車道和非機動車道、重點景觀點的指引等。

(2)不同材料之間的搭配。在城市透水性鋪面施工中做到兼顧不同的材料和色彩相搭配，則能形成更加豐富的圖案，從而得到更好的美觀效果。如透水材料和不透水材料結合使用，不透水材料的使用可以提高通行路面的整體強度和剛度。通過透水材料形成透水點、透水帶、透水面可達到生態(tài)透水的目的。不僅可以創(chuàng)作豐富的圖案效果，亦可有效提高局部鋪裝的整體結構強度(圖2)。同時亦可結合多種不同種類的透水性材料進行構圖。如用透水面磚制作圖案，而透水瀝青混凝土鋪筑背景。中間可穿插透水砂礫網(wǎng)格、防腐木鋪裝和嵌草格形成不同的功能區(qū)。

圖2透水材料與非透水材料相結合形成圖案美化鋪裝示意(網(wǎng)絡截圖)

(3)透水性鋪面材料與綠化的結合。透水性鋪面材料是低影響開發(fā)和海綿城市建設的重要手段，要實現(xiàn)有效的城市降水集滲，須與景觀綠化進行緊密的結合。經(jīng)過調查，很多方案上都列舉了諸如“路牙石切口”等的形式，將城市雨水直接排放入道路景觀綠地或城市綠地中，便于雨水匯集下滲。但應注意這種做法若使用不當，可能造成“初雨污染”，如北方城市冬季撒放的融雪劑，如直接排入沿路的綠地中，勢必會嚴重影響景觀植物的生長，甚至導致其死亡。尤其是若沿機動車道造成大面積的面源污染，有可能會最終破壞整體鋪面景觀效果。

在宅旁道路、行車較少的景觀路段，可做下沉綠地或生態(tài)草溝，直接匯集較干凈的雨水實現(xiàn)下滲。但在人、車密集的景觀路段，還應將沿街綠地做抬升處理，利用透水性鋪面材料將路面的雨污進行快速的排放并匯入市政雨水管網(wǎng)，做統(tǒng)一凈化處理。并應結合抬升的綠地區(qū)域做雨水花園處理，可選用具備一定抗污及水質凈化功能的植物(如：水芹、水蔥、菖蒲、燈心草等)，結合一定的過濾材料進行雨水凈化處理，收集雨水，并用做旱季植物灌溉。

4　結語

透水性鋪面作為一個必要而新興的課題，只有在扎實調研分析的基礎上選用適用的透水性鋪面材料，科學的設計城市景觀鋪面中的集水和排水，使用恰當?shù)姆椒ê痛胧┦雇杆凿伱娼ㄔO與城市景觀綠化美化相結合，三者共同作用才能實現(xiàn)城市雨水的有效集滲和排放，從而有效化解城市雨洪和道路積水，并實現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟、美觀、適用、長效的城市透水性鋪面景觀建設。從而為城市景觀的低影響開發(fā)和海綿城市建設起到良性的推動作用。

[1]閆攀,車伍,趙楊,等.綠色雨水基礎設施構建城市良性水文循環(huán)[J].風景園林，2013(2):32～37.

[2]林鎮(zhèn)洋.生態(tài)工法技術參考手冊[M].臺北:明文書局,2004.

[3]張善峰,王劍云.綠色街道：道路雨水管理的景觀學方法[J].中國園林，2012(1):25～30.

[4]胡楠,李雄,戈曉宇.因水而變：從城市綠地系統(tǒng)視角談對海綿城市體系的理性認知[J].中國園林，2015(6):21～25.

2016-07-11

許昌學院2016年校級科研基金項目(編號：2016061)

趙普天(1987—)，男，碩士，助教，主要從事風景園林專業(yè)教學工作。

TU986

A

1674-9944(2016)15-0176-03