推广应用透水性铺装　促进城市生态良性发展

随着经济的发展和现代化建设进程的加快,许多城镇逐步被钢筋混凝土房屋、大型基础及各种不透水的场地和道路所覆盖。有资料表明,我国城市道路的覆盖率已达到7%～15%,特大城市可能超过20%。在为人们提供便利的同时,这些不透水的地面亦给城市的生态环境带来许多负面影响。雨水长期不能渗入地下,造成城市地下水位下降,影响地表植物的生长;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,使城区的温度比郊区和乡村高2～3℃,产生“热岛现象”;不透水的道路容易积水,降低道路的舒适性和安全性;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易造成二次污染,污染所注入的江河。因而在城市里形成一种有雨洪灾、无雨旱灾的矛盾局面。如果采用透水性材料(混凝土或砖)铺筑各种场地和路面,增大透水透气面积,就可以有效缓解城市不透水硬化地面对城市生态造成的负面影响,使城市与自然协调发展、走维护生态平衡的可持续发展道路。
1 透水性铺装对城市生态的改善作用

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的鹅卵石地面也是透水性铺装的一种。透水性铺装主指在公园、广场、停车场、运动场、人行道及轻型车道进行透水材料铺设。目前由于技术等原因,在我国进行整体透水铺设的还没有,主要是进行透水砖的铺装。与不透水铺装相比,透水性铺装具有诸多生态方面的优点,具体表现在以下几方面。

1)雨水能够迅速渗入地表,还原成地下水,使地下水资源得到及时补充,使雨水真正成为一种资源。如以唐山北极熊特种水泥有限责任公司研制的透水性混凝土路面砖的技术性能进行计算,其连通孔隙率为18.7%,用砂砾料垫层或碎石垫层,其孔率分别为中砂14.8%,碎石20.8%。若在20cm厚垫层上铺6cm厚的透水砖,则仅连通空隙便可储水40.8mm(中砂垫层)和52.8mm(碎石垫层)。由于透水砖及垫层具有较好的透水性(透水系数≥1.6mm/s),故中到大雨都能优先入渗,在铺透水砖处不会形成径流。

2)雨水迅速渗入地表,减少路面积水,大大减轻排水系统的压力,并且减少了自然水体的污染。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,这种情况下非透水性铺装无疑会加重城市排水系统的压力,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加,很快出现峰值,流量急升急降。而透水性铺装地面由于自身良好的透水性能和渗水能力,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,这对于城市防洪是有利的。

3)提高地表的透气、透水性,保持土壤湿度,改善城市地表生态环境,有效地保护透水性铺装地面下的动植物及微生物的生存空间。

4)吸收车辆行驶时产生的噪声,创造安静舒适的交通环境;另外透水性铺装能防止雨天路面积水和夜间反光,改善车辆行驶以及行人行走的舒适性与安全性。

5)透水性路面材料具有较大的孔隙率,下垫层土壤中丰富的毛细水可以通过自然蒸发作用(透水性铺装的多孔构造同样是水蒸发的通道)降低铺装表面的温度,进而缓解了城市热岛现象,有资料表明透水性水泥混凝土路面可降低路面温度约5℃;同时,水蒸气增加了空气的湿度,也有利于缓解城市“干热现象”。

2 透水性铺装在推广过程中存在的问题

透水性铺装的优势是很明显的,透水性混凝土路面砖在强度及透水性能方面也能达到实用的要求,但其实际应用的工程却较少,这不仅有技术方面的原因,更重要的是认识上的不足。

2.1 认识问题

认识问题主要有两个方面,一方面来自个别管理部门的领导,他们认识不到城市“不透水路面”给人们生存和生活质量带来的危害,不从长远的、可持续发展的角度看问题,所以对采用新型材料持不支持、不积极甚至阻止的态度。另一方面来自工程技术人员,他们认为传统的道路设计和施工中,想方设法要使路面不透水(实际我国的古建筑如故宫的路面都透水),如果使用透水砖,必然会带来技术上和工程质量上的问题,在目前技术不很成熟和人们的环境意识没那么强的情况下,是不会考虑那么多的。可见以人为本,善待自然,善待环境的意识要深入人心,首先要从管理者和专业的工程技术人员做起,否则必将受到自然的惩罚。

2.2 技术问题

当然我国对于透水性材料的研究处于起步阶段,还有许多急需解决的问题,关于透水性混凝土路面需研究的课题主要有:
1)透水性混凝土路面砖全自动生产装备的制造技术;
2)高掺量工业废渣在透水性混凝土路面砖生产中的应用技术;
3)利用优化骨料、调整配比、掺入矿物细掺料、有机增强剂等方法进行高强度(28d抗压强度大于30MPa,抗折强度大于4.5MPa)透水性混凝土的配制技术;
4)适用于严寒地区、海港及恶劣条件下使用的透水性路面砖;
5)透水砖淤积的处理技术。

3 加大透水性铺装的推广力度

随着人们对城市生态环境认识的逐步提高,一些大中城市在政府部门的重视和引导下,透水性铺装开始应用于城市广场、停车场、人行道和城区河道护坡等工程中。如上海新国际博览中心(一期)就大量使用透水路面;天津市在海河整治工程中也应用透水性材料进行护坡的砌护;《绿色建筑评估体系》在雨水合理利用章节明确提出在公共停车场、广场及人行道铺设透水路面要达到50%以上。但是在大多城市中透水性铺装还应用较少,应从以下几方面来加强研究和宣传,以推动透水性铺装的广泛应用。

1)建立透水性混凝土材料完整的理论体系,尤其是透水凝土的性能指标及测定方法的技术标准;
2)深入进行透水砖的应用研究,包括透水砖的应用性能,对城市生态改善的量化研究,对城市基础设施影响的研究等;
3)扩大宣传,让生态城市、可持续发展的观念真正深入到人们心中,特别是决策者和技术管理人员,使透水性铺装广泛应用,使之在应用中不断发展、成熟;
4)生产优化,简化生产过程,降低生产成本,以便于更多的厂家参与生产,降低产品的价格;
5)透水砖的装饰、美化研究,使其不但具有透水的生态性能,而且能装饰、美化环境,加快其推广应用;
6)透水性混凝土路面砖长期使用后功能恢复的技术研究工作。

4 结语

透水砖作为一种新的建筑装饰材料,其优秀的环保性能、优良的使用性能和较好的装饰效果已经被大量的研究资料和工程实例所证实。随着人们对城市生态环境认识的逐步提高,透水性铺装必会在我国可持续发展的建设中发挥应有的作用。
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