摘要:透水路面能調節城市氣候，降低地表溫度，有利于緩解城市“熱島現象”，降低城市污染，減少城市洪澇。路面透水是個系統工程，一個由最上層的路面層、中間的透水基層和整個城市的排水系統組成，只有這三者的透水功能完美結合以后才能完成整個路面的透水。透水路面設計應掌握其透水原理，合種材料應組合運用得當，在滿足透水功能同時，還應達到強度，防凍，美觀的完美結合。
　　1.前言
　　隨著經濟的發展和城市建設步伐的加快，現代城市的地表逐漸被阻水材料所覆蓋，形成生態學上的“人造沙漠”。使得地下水位急劇下降，地表生態失衡，城市洪澇泛濫，環境問題越來越嚴重。合理使用通透的道路表面，最大限度地維持原有的自然狀態已經成為了各城市面上不可忽視的焦點問題。透水路面的建設可以提高降水資源的利用率，改善雨天行走的舒適性，調節環境溫度，降低城市內澇災害，符合國家提出的建設安全環保型、節約型社會的要求。
　　2．城市路面現狀
　　稍加留心人們就能發現，隨著社會經濟的快速發展和城市建設步伐的加快，無論是人行道、街道、廣場，還是住宅小區的庭院等，路面大都采用花崗巖、水泥、釉面磚等封閉性結構鋪裝。
　　這種不透水、不透氣的鋪裝使得城市透水功能不斷弱化，特別是下雨天硬化路面地表積水，給城市交通帶來諸多不便，其排水設施的不完善容易造成積水成澇，加重了疏浚系統的負擔和江河的污染。同時，由于封閉性鋪裝阻斷了地表水氣的交換，無法及時對城市的地下水資源進行有效補充，大大降低了地表對雨水的涵養力，惡化綠化植被環境，造成了城市生態效益下降，使夏季的城市熱島效應加劇。
　　有資料顯示，我國城市地表正在逐步被建筑物和各種混凝土等阻水性材料所覆蓋，不透水區域比例在大幅度增高，部分地區其覆蓋率已超過80％。因此，有著透水功能的透水路面的設計與研究在我國有著重要的應用價值。
　　3．透水路面的作用
　　透水路面生態環境效應體現為：（1）增加城市可透水、透氣面積，加強地表與空氣的熱量和水分交換，調節城市氣候，降低地表溫度，有利于緩解城市“熱島現象”；（2）充分利用雨雪降水，增大地表相對濕度，補充城區日益枯竭的地下水資源，發揮透水性路基的“蓄水池”功能；改善城市地表植物和土壤微生物的生存條件和調整生態平衡（3）能夠減輕降雨季節道路排水系統的負擔，減少峰值時段雨水管道排放壓力，明顯降低暴雨對城市水體的污染；（4）吸收車輛行駛時產生的噪音，創造安靜舒適的生活和交通環境，雨天防止路面積水和夜間反光。（5）防止路面積水和夜間路面反光，冬天不會在路面形成黑冰（由霜霧形成的一層幾乎看不見的薄冰，極危險），提高了車輛、行人的通行舒適性與安全性；（6）大量的空隙能吸附城市污染物粉塵，減少揚塵污染。（7）可以根據環境及功能需要設計圖案，顏色，充分與周圍環境相結合。
　　除去生態功能，城市采用透水材料建設道路、廣場，還可以選擇各種等顏色，豐富了城市景觀，在經濟上也劃得來。專家測算，建設改造1萬平米的透水路面，改造后可蓄水2000立方米，這部分降水混入污水管道處理，多花的污水處理投資更難以估量。而透水路面的花費，只相當于好的面包磚的建設成本。
　　4.應用情況
　　在國外,許多國家均推行的路面透水系統，并得到了廣泛應用。以德國為例，他們在城市和鄉村鋪設透水路面，像人行道、步行街、自行車道、郊區道路等受壓不大的地方，采用透水性地磚，這種磚本身可透水，磚與磚之間采用了透水性填充材料拼接；對于自行車存放地和停車場的地面，德國人選擇有孔的混凝土磚，并在磚孔中用土填充，這樣有利于雜草生長，從而使40%的地面具有綠化功能；考慮到居民區、公園和街頭廣場更需要綠化和美化，因此這些地方選用實心磚鋪路，但磚與磚之間會留出空隙，空隙中留有泥土，天然的草可在此處生長，這樣的地面可形成35%的綠化面積；在房舍周圍、居民區步行道、校園和公園的步行道上，由于往來行人較多，路面使用率高，因此他們大多采用細碎石或細鵝卵石鋪路，由大小均勻的石子散落而成的路，不僅地面透水性好，而且還不長雜草；城市街道的主要路面則用有孔磚加碎石來鋪設，即在帶孔的地磚孔中撒入碎石。這種地面不生雜草，但可使雨水順利滲透，其地面的熱反射也大大低于全硬化地面。在荷蘭，圍海造城的過程中，發現排開海水后的地面會因為長期接觸不到水分而造成持續不斷的地面沉降。為了使地面不再下沉，荷蘭人制造了一種長100毫米、寬200毫米、高50或60毫米的小型路面磚鋪設在街道路面上，并使磚與磚之間預留了2毫米的縫隙，這樣下雨時雨水會從磚之間的縫隙中滲入地下。這就是后來很有名的荷蘭磚。
　　有資料顯示，我國路面透水性鋪裝其實從20世紀30年代起開始使用，早期主要用于改善路面的防滑性。隨著對其研究的深入，透水性鋪裝在70年代開始被廣泛應用于道路建設。但由于價格因素，技術因素，節能環保意識薄弱，透水路面應用一直未能大規模的應用，在城市未能形成理想的效果。
　　2005年，我國首個透水磚行業標準《透水磚》（JC/T945—2005）出爐，標準對透水磚的術語和定義、分類、技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、使用說明書以及包裝、運輸及存貯等都作出了相應的規定。2007年北京市出臺了《北京市透水人行道設計施工技術指南》等相應技術標準。標準的出臺一定程度上規范了這個行業的有序穩定的發展。我國已經掌握了各種透水路面的相關技術，現在國內很多企業都能生產研究透水路面，而且不少都是自主創新的成果，部分已達到國際水平。我國在“國家生態園林城市”考核中，已要求建成區道路、廣場的透水混凝土面積不低于50％。隨著人們對透水路面的逐步了解和重視，透水路面的設計和應用正逐步規范和完善。
　　5.透水材料及設計與施工
　　路面透水是個系統工程，一個地面由最上層的路面磚、中間的沙土和整個城市的排水系統組成，只有這三者的透水功能完美結合以后才能完成整個路面的透水。不同地方沙土的透水性能不一樣，因此需要通過實驗來解決沙土和透水磚的透水性吻合問題。
　　透水路面的材料主要有透水混凝土和各種透水磚等。
　　透水混凝土一般采用粗集料、少量或無細集料為骨架，并且有水泥漿結合料的混凝土材料，又稱無砂大孔隙水泥混凝土、大孔混凝土。之所以滲水透氣，在于其“沙其瑪”般的截面結構，水氣通過孔隙滲透。據介紹，透水混凝土通過特殊的膠結料拌合，混凝土顆粒飽和粘結，留有蜂窩樣的孔隙，雖然透氣孔率達17％，但強度仍能達到C30級，卡車都不會壓壞，孔隙還能吸收汽車噪聲，因而也適用于城市快、慢車道；而傳統混凝土是不飽和顆粒，需要砂漿凝結，就阻斷了水氣交換。
　　具有多孔隙且能夠透水的路面磚，一般包括：燒結透水磚、免燒透水磚等。滲透系數當≥1.0×10-2cm/s時，多用做透水面層。透水磚的重要原理是通過縫隙透水排水。
　　透水性路面是從面層到土基都允許水分滲透，主要功能是涵養地下水分和改善生態環境。這種路面一般要求不上車或只上輕型車輛且交通量不得太高。透水人行道允許降水部分或全部滲入土基，因此要求路面負荷較輕、結構層的滲透性、浸水后強度和穩定性良好。設計應保證各結構層透水性能的連續，避免某些層次成為透水能力的瓶頸。結構層厚度考慮結構層強度、透水儲水能力和結構抗凍性。
　　透水人行道結構一般由以下幾部分組成：面層、找平層（根據面層材料選定）、基層(含底基層)、墊層。
　　透水路面結構功能一覽表
　　結構層 功能 備注
　　面層 直接承受荷載、透水、貯水、抗磨耗、抗滑 
　　找平層 透水、貯水、施工找平、連接面層與基層 當面層結構為透水水泥混凝土，或面層為小尺寸的透水磚時可不設置
　　基層 主要承受荷載、透水、貯水 
　　底基層 防止滲入路床的水或地下水因毛細現象上升，緩解含水土基凍脹對路面結構整體穩定的影響，同時具有承載、透水作用 新建或具有停車功能的人行道需設此層
　　墊層 防止滲入路床的水或地下水因毛細現象上升，緩解含水土基凍脹對路面結構整體穩定的影響 當土基為透水性能較好的砂性土或底基層材料為級配碎石時，可不設置墊層
　　透水路面對土基的要求：粉土（滲透系數不小于10－6cm/s）、粉砂、細砂及中粗砂、礫石透水效率依次增高，濕潤后荷載下強度損失不大，適宜做透水道路結構土基。而軟土（淤泥和淤泥質土）、未經處理的人工雜填土、濕陷性土、膨脹土等特殊土上不適合鋪設透水路面。
　　設置墊層主要目的是防止土基中細粒土的反滲，試驗中采用中砂或粗砂墊層厚度4cm~5cm就能達到找平、反滲的效果。
　　基層主要功能是透水、儲水。級配碎石基層孔隙率最大，透水性能也最好，無砂水泥混凝土基層次之，水泥穩定碎石基層最低。基層設計時應注意其級配的選用。
　　由透水人行道與滲水性人行道區別及疊層滲透原理可知，透水磚面層的質量在整個透水人行道體系中起重要作用，透水磚最重要的質量參數是其透水系數直接關系人行道整個體系滲透系數，其各項性能應符合國家標準。
　　找平層不宜采用細砂，宜用中、粗砂，水泥與砂質量比在1：5～1：7左右時，粘結力和透水性能達到平衡。
　　透水路面的施工要注意以下幾點：
　　（1）透水磚鋪設過程中一定要注意不得在鋪設完成的路面上拌和砂漿、堆放水泥等材料。水泥材料本身在水化過程中易形成膠凝材料，造成透水磚透水結構的永久性損傷。
　　（2）找平層砂漿在施工過程中的“干硬性”很重要，過干的砂漿在使用過程中粘性較差，含水量大的砂漿容易阻塞基層孔隙，砂漿本身透水性也較差。不能滿足設計要求，故砂漿找平層在施工過程中一定要有“干硬性”。
　　6.結語
　　透水路面是生態城市的守護者！透水路面的設計和使用具有良好的社會、環境和生態效果，符合城市建設的發展方向，建議盡快推廣使用。完美的路面透水系統能在雨水充足時完成路面的積水排泄和截留，給城市排水系統減負；同時，在艷陽高照、路面熱效率增加的時候散發水蒸氣，給路面清涼，還能與城市的水系相連接，最終形成完整城市地下水系。要做到這些，需要多個部門的配合，加強透水性能的實驗，包括透水材料使用一段時間后透水性能的實驗，使透水路面真正為城市路面透水服務，最終建成美好城市。
　　[參考文獻]
　　1、 行業標準《透水磚》（JC/T945—2005）
　　2、 《北京市透水人行道設計施工技術指南》2007年