渗透性路面铺装技术及其在城市排水中的作用

本帖最后由 南京佳境 于 2015-1-22 14:44 编辑

摘 要：近年来由于城市的扩大和发展，致使城市的铺装比例增加，绿化和空地减少，径流量增大，城市管网负担越来越重。在城市的某些区域采用渗透性路面铺装技术可以减缓这一矛盾。

关键词：生态排水；渗透性路面；径流量

1 背景和意义

随着城市化过程的加快，城市土地利用方式改变显著，相当比例的路面被不透水的表面（沥青路面、混凝土路面、屋面）所覆盖，导致水分的自然循环规律发生变化。雨水下渗减少，城市地区地表径流增加，城市防汛压力越来越重。

从20世纪70年代以来，国际雨水综合管理的理念发生了显著变化，雨水蓄渗、缓排、利用等已成为雨水管理的重要内容。很多国家用法律、经济、技术等多种手段，从水量和水质管理两个方面，通过多种措施实行“生态排水”，使降水尽可能地进入自然水循环，减少进入城市排水系统的雨水量，以促进雨水的资源化利用、减轻城市防汛压力、减少城市排水管网建设费用投入等。如美国的新泽西洲，在路面的部分区域（人行道路、慢车道、停车场）及某些排水构筑物的建设中采用渗透性技术，对减少径流量有明显的效果。再如1996年德国联邦水法提出了“水的可持续利用”理念，强调“排水量零增长”的概念，要求新建或改建开发区，无论是工业、商业还是居民小区，开发后的径流量不得高于开发前，以迫使开发商必须采用雨水综合管理措施，从而减轻雨水径流对污水处理厂的压力，节省污水厂建设运营费用，改善生态环境。美国采用经济手段进行调控也非常有效，如采用债券发放、给予补贴等办法，鼓励对雨水的综合利用，减少雨水径流量。

渗透性路面铺装技术作为”生态排水”的一个重要方法，已在国外某些国家作为道路排水体系设计的一个重要组成部分广泛使用.而在国内，这一技术及其作用还未被充分认识。本文对渗透性铺装技术进行阐述，旨在为城市排水建设和改造提供一些建议。

2 渗透性路面结构

渗透性路面系统根据原始路面状况和土壤的渗透性来区分通常有三种形式：多孔隙路面系统、带有储水层的渗透性路面、无储水层渗透性路面。

2.1 多孔隙路面系统的结构

多孔隙路面系统主要由孔隙沥青或孔隙混凝土、等级配碎石等组成。其结构见图1.碎石垫层铺在未被夯实的土壤层上，其间垫一层土工布隔离加固，使其具有较好的透水性和足够的强度，一方面让路面渗透下来的雨水成功排除，另一方面起到支撑路面的作用。有的碎石基层还可用来暂时储存从地表通过沥青或砼的径流。孔隙路面系统的孔隙率和厚度可根据降雨量和强度来设计。图1显示了一般孔隙路面的组成：

2.2 带有储水层的渗透性路面的结构

带有储水作用的渗透性路面，有储水层，作用与孔隙路面系统相同。系统的表面由含孔隙的混凝土块或石砌块组成，这些孔隙收集表面径流，经竖向流到下面的碎石垫层，径流可暂时储存于下面的碎石垫层中，然后自一定时间的渗透而进入未被夯实土壤层。图2显示了带有储水层的渗透性路面的组成：

2.3 无储水层渗透性路面的结构

无储水层渗透性路面是第三种可渗透路面的形式，这种系统在路面没有储水作用，上层铺透水砖块，下层铺砂和碎石，砂层和碎石层比前两种的薄，仅起到支撑表面砖的作用，该路面系统不具有储存和运输水的体积，雨水由透水砖之间的孔隙收集并经过砂和碎石直接排到到地下，图3显示无储水层渗透性路面的结构：

3 渗透性多孔隙路面的作用

3.1 减少径流量，降低管网建设工程造价

单纯依靠工程排水需要建设大规模的管网、地下工程，不仅投资昂贵，且维护管理的难度也较高。渗透处理的一个最大作用是减缓非透水性路面的表面径流对城市排水管网产生的过高压力。减少了排水中的雨水总量，可相应减少排水管网规模，减少投资。

3.2 保持水土

在国内，雨水排放主要方法是建设雨水收集系统，将雨水收集统一排放，这在一定程度上解决了局部区域积水的问题。但这种传统的雨水排放系统以迅速汇集、排除地面雨水径流为目标，加速了雨水径流汇流速度，汇流历时缩短。雨水下渗量减少，地下水得不到及时补充，由此会引发地面沉降等生态环境问题。多孔隙路面系统可以很大程度的帮助解决这一问题。

3.3 净化雨水

路面孔隙过滤作用可以保证雨水的水质。以上三种渗透性路面，其中前两种系统可有效的去除悬浮物，悬浮物去除率见表1：

3.4 延长路面寿命

对于一般路面道板的铺装，由于其垫层大多为不透水的混凝土基础，在雨季，雨水无法及时排走，道板长时间浸泡在水中，基础易损坏，致使道板松动，减少了路面寿命。渗透性铺装系统的渗透性可使道板避免雨水浸泡，在一定程度上对延长路面寿命起到重要的作用。

4 适用范围

道路的作用。



5 结语

目前在国内的城市建设中，对雨水的管理仍基本以尽快排除为原则，单纯的依靠排水管网排除雨水。生态排水的观念还未被我们认可。近年来为美化环境，有些城市扩建了不少绿地，这在一定程度上，可以减少部分径流量，但由于绿地仅限于观赏，只能小范围的使用，起不到明显的效果。采用透水性路面既能作为疏导交通，又能减少径流量，可大面积建设，对综合性道路排水建设具有重要的贡献。

就南京的现状而言，排水区域的雨水通过市政排水泵站排入水体，或就近通过排水管网排入水体。现有的城市雨水排放系统没有利用“生态排水”的原理，对雨水的管理局限于排水管网建设等工程性措施，手段较为单一。建议南京应该逐步从较单纯的管网排水走向生态排水和管网排水并驾齐驱的道路，近期可以以创建文明城市；市政设施近三年化区划片达标、出新改造为契机，开展生态排水和雨水综合利用方面的探索和实践。可在对背街小巷、小区、公园道路的改造中，选择部分区域率先试点。

在研究转化为应用之前，还有两方面的工作需要落实。一是技术层面的渗透性路面排水与排水管道排水的结合方式；峰值径流系数的研究、径流量计算、设计规范的制订和颁布。二是管理层面的，如法律法规的保障。推动这项工作并不是口头倡导即可达到。法律法规的约束和导向作用非常重要。由于南京在全国所处的地位，建设生态排水系统具有相当大的示范效应。对我国生态排水技术的推广有着重要的意义。