透水混凝土路面在北京市政道路工程中的应用

2018-01-03王晓颖曲乐永

城市道桥与防洪 2017年12期

关键词：透水性沥青路面沥青

王晓颖，曲乐永

（北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京市 100082）

透水混凝土路面在北京市政道路工程中的应用

王晓颖，曲乐永

（北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京市 100082）

对透水混凝土路面的现状进行分析总结，对透水混凝土路面的典型结构组成进行梳理归纳。结合北京市台基厂大街市委周边道路维修改造工程中透水路面的实际应用，进行技术要点及施工注意事项的总结。工程将透水路面结构与创新设计的高承载侧缝式排水沟系统综合考虑，通过路面表层、侧向、层间等多渠道与排水设施相连，保证机动车路面的排水效果。从竣工通车后的实际效果来看，该技术方案较为成功地将路面透水与排水利用相结合，对海绵城市的建设具有一定的借鉴意义。

透水路面；路用性能；结构组合；海绵城市

0 引言

目前，我国许多城市洪涝灾害频发与水资源短缺的矛盾不断加深，对北京而言，受全球气候变暖、城市热岛效应、局地气候变化等多方面因素影响，极端降雨事件的强度和频率明显增加，快速的城镇化造成硬质地面的比例提升，以上因素造成城市排水的压力越来越大。城市内涝问题已成为北京城市发展的“软肋”，如何解决路面积水成为当下亟待解决的问题，给城市道路建设、雨水系统规划带来严峻挑战。

城市道路路面作为城市空间的重要载体，其对雨水的收集利用等成为建设“海绵城市”的重要结构性一环。而北京城区尚未有对此完善的实际工程经验。北京市台基厂大街市委周边道路的实施，对透水路面的实际应用效果进行了验证，本项目将透水混凝土路面的应用作为工程重点。本项目景观性要求较高，为保证与建筑网格和周边景观的一致性，缓解路面的热岛效应，最终确定采用灰色基调的透水型路面材料。根据荷载要求、景观要求、交通特点，将结构分为细粒径透水混凝土路面和透水沥青路面及透水人行道结构。同时将透水性人行步道、砂基透水砖、温拌沥青混凝土、排水路面结构与路侧排水设施综合考虑，通过路面表层、侧向、层间等多渠道与排水设施相连，保证机动车路面的排水效果。

1 透水混凝土路面概述

透水路面是指由较大空隙率混合料作为路面结构层、允许路表水进入路基的一种路面结构．相对于目前以密实型路面铺装为主的城市道路，透水路面能够有效地补充地下水，缓解城市热岛效应；减小暴雨时的洪峰流量，减轻城市排水系统压力；显著降低车辆行驶噪声，有效改善道路行驶的安全性和舒适性。

1.1 透水沥青路面

透水沥青路面[1]是由透水沥青混合料修筑，路表水可进入路面横向排出，或渗入至路基内部的沥青路面总和。沥青混合料的特点是有较大的孔隙率和大粒径骨料含量较多，具有一些优良的路用性能，如良好的透水性能；提高了路面的抗滑性能；具有良好的吸音性能等，但是，透水性沥青混合料的多孔性决定了对整体强度和耐久性的更高要求，透水性沥青混合料自身的蓄水能力，可能会在结构内部滞留一部分雨水而影响使用寿命，因此透水性沥青路面主要应用于对景观要求高及交通量较低的道路中。

1.2 透水水泥混凝土路面

透水水泥混凝土路面[2]的研究，在我国尚处起步阶段。透水水泥混凝土有强度较高、耐久性好、适应多种工况等特点，近年来依托工程的一些技术攻关仍在进行，并已经取得了一些成果。

2 透水路面典型结构组合及功能

透水沥青路面从结构上可分为面层、基层和垫层，与传统密实的路面结构相比，在结构设计时需要更多地考虑储水、透水功能。

透水沥青路面面层一般采用多孔沥青混合料，可以铺筑一层或两层．要求使用强度高、耐磨耗的碱性或中性集料，同时多采用高黏度改性沥青作为结合料。透水路面基层在面层下，一方面参与路面结构的承载，具有力学强度；另一方面在降雨期间可以作为储水层，暂时储存雨水。透水基层材料主要包括开级配沥青稳定碎石（ATPB）、透水性良好的级配碎（砾）石、多孔混凝土基层、水泥稳定碎石透水基层等。垫层介于基层与路基之间，一般采用粗砂、砂砾、粒径较小的碎石等透水性好的粒料类材料，或选用聚醋类、尼龙或聚丙烯材料制成的土工织物，主要起隔离路基、防止细粒料堵塞透水层的过滤作用，粒料类的垫层还可以改善路基水温状况，提高路面结构的水稳性和抗冻胀能力。透水路面的结构功能及典型结构型式见表1、表2。

表1 透水混凝土路面结构功能一览表

表2 透水路面典型结构型式

我国目前对透水性路面研究主要是针对面层透水的排水性路面，图1为各类透水路面的典型结构示意。

3 透水混凝土路面在北京市政道路中的应用实践

3.1 应用背景

本项目位于北京市台基厂大街，周边紧邻重要机关部门，环境要求高、地理位置重要。为保证与建筑网格和周边景观的一致性，缓解路面的热岛效应，同时本项目场地地下土壤类型主要为砂性土，为涵养水源提供了较好的基础环境，道路两侧大部分为绿地，可将收集雨水就近利用。经专家反复论证后最终确定景观性要求高的机动车路面采用透水型路面材料，既满足行车要求，又保证行车和行走的舒适性，减少行车过程中的水雾，缓解路面的热岛效应，突出了景观效果。主要方案为大型车交通组成为主的路面采用透水沥青混凝土结构，小型车交通组成为主的路面采用透水水泥混凝土路面结构。结构型式均为排水行路面。

3.2 结构组合设计

3.2.1 透水沥青混凝土路面结构

区域内部分路段考虑有重型车辆通行，为保证道路的使用年限，路面结构采用透水沥青混凝土路面结构，见图2和图3。

图2 透水沥青混凝土路面结构

图3 工程实施效果1

3.2.2 透水水泥混凝土路面结构

考虑多为小型车辆通行，路面结构采用透水水泥混凝土结构，为确保结构安全性及耐久性，理论上进行计算，应用上调研现有实际工程，综合考虑后确定本工程结构组合，也为排水型路面，见图4和图5，该结构组合设计首次应用于北京城市道路工程中。

图4 透水水泥混凝土路面结构

图5 工程实施效果2

3.2.3 透水路面与排水边沟的系统组合设计

透水需与排水相结合，将雨水有效排除并利用，本项目综合考虑景观、交通的需求，设计了高承载侧缝式排水沟，其为连续的线性排水，综合采用排水缝隙及泄水孔，并兼顾道路路面排水及透水路面的透水结构层排水，其排水效果优于传统的点式排水，可避免出现局部积水现象。既能有效收集排除雨水，又能将其排至周边绿地进行利用，外观效果美观，具有较强的隐蔽性，可满足道路对整体铺装效果及景观的要求，见图6和图7。