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市政道路设计中透水路面的应用研究

2021-09-15张娟王晓伦

交通科技与管理 2021年26期
关键词:市政道路

张娟 王晓伦

摘 要:为了更好的处理市政路面积水、优化城市环境,本文将围绕透水路面展开设计研究,主要论述透水路面的重要作用,论证透水路面设计应用必要性,后对透水路面设计应用要点展开分析。依照要点进行透水路面設计,可充分发挥该路面作用,有利于城市环境管理。

关键词:市政道路;透水路面;路面设计

中图分类号:U416.2 文献标识码:A

0 引言

目前,人们对自身的生活环境质量有较高的要求,而城市道路上的积水对环境质量有不利影响,因此市政施工部门要着重处理城市积水。为实现这一点,透水路面应运而出,该路面与传统路面不同,具有出色的透水效果,使得路面积水能够自行消除,加之周边排水系统,可以高效、大幅消除路面积水,满足当下需求。在这种情况下,为了落实透水路面、充分发挥透水路面作用,市政部门理应做好透水路面设计,因此有必要展开相关研究。

1 透水路面的重要作用

1.1 解决残积水体

传统市政道路路面密度较高,孔隙率越小越好,因此路面基本不具备透水性能,路面水体基本依靠排水系统。但受路面坑洼、坡度影响,经过排水系统处理,大部分水体排除后会有剩余的小部分水体蓄积在坑洼或坡度最低处,形成残积水体,这种水体不能借助自流效应进行排除,因此会长时间的对城市环境造成影响,甚至影响人们出行,故如何解决残积水体成为了一项值得思考的问题,而这个问题在传统市政道路路面设计思路中难以解决。围绕这一点,透水路面提供了很好的解决方案,由于透水路面具有很高的透水性,因此水体可以垂直向下渗透,不会受坑洼、坡度影响,使得路面基本不会出现残积水体,也不会影响人们的正常出行。总体而言,透水路面与原有的排水系统相结合,能够对路面水体进行全面处理,因此城市环境得到优化,说明透水路面作用非常重要,值得推广。

1.2 保障行车安全

路面积水对行车安全有一定影响,具体影响表现为:(1)路面上的积水会减弱车轮与路面的摩擦力,因此行车时可能会打滑,尤其在高速行车状态下,打滑的概率更大,自然危险性也更高;(2)当车辆驶过积水段时,水体会飞溅至车辆前窗、侧窗、后视镜,影响驾车人员视线,不利于观察周边环境,同时在特定气温环境下水体还会形成雾气,这对驾车视线的影响更大,而视线受阻情况下行车安全性得不到保障,容易导致安全事故。在这一条件下,透水路面良好的积水处理效果能够尽可能保持路面干燥,因此车轮可以与路面保持正常摩擦力,避免打滑,同时水体飞溅与雾气造成的视线阻碍问题也迎刃而解,因此透水路面利于行车安全,具有一定保障作用。

1.3 节能环保

透水路面的主要功能是排水,而排出的水并不会被浪费,而是蓄积起来利用,诸如水体透过路面后一般会进入地下,使得地下水资源得到补充,区域内绿植能够得到充分水分滋养,这有利于城市绿化工程建设与维护。从这一点可以看出,透水路面充分发挥了积水的应用价值,缓解了城市绿化工程等方面的用水资源压力,故起到节能环保作用,这一作用在当前水资源紧张的背景下尤为重要。

1.4 降噪

现代城市中普遍存在比较严重的噪声污染,给人们的生活或工作造成了一定困扰,因此如何解决噪声污染是一项值得思考的问题。着眼于这一问题,透水路面的特殊结构就能够起到很好的作用,其可以减弱甚至消除车轮与路面接触时空气压缩与抽吸现象,故起到降噪效果,一般可以降低噪声分贝3至6dB,效果相对显著。

2 透水路面设计应用要点

2.1 实地勘察

因为透水路面设计必须贴合现实环境,才能够发挥作用,所以在设计之前有必要进行实地勘察,以便设计人员了解实际情况,随即正确开展后续工作。实地勘察的具体方法比较简单,通常为观察记录法或测量法,但勘察中必须先认真地确认需要获取的信息项目,一般包括降水量、路面坑洼情况、周边绿植情况、路面规格等,这些信息必须准确、完整,才能够保证透水路面的实际应用效果。

2.2 透水路面选型

结合实地勘察所得信息,设计人员要做好透水路面选型工作,选择最适合实际环境的透水路面形式。在透水路面的应用与发展中出现了多种形式,当前最为主要的有三种,分别为排水式、半透式、全透式,下文将对三种透水路面进行论述。

(1)排水式。该透水路面主要分为透水层与基层,其中透水层主要材料为C30透水混凝土、半柔性灌浆料等透水材料,基层材料为沥青等不透水材料,依照基层在下、透水层在上的结构分布进行设计,即可实现排水式透水路面的设计。在排水式透水路面应用中,路面蓄积水体会先接触到透水层,然后缓缓地渗透该层,随即接触到基层,而因为基层不透水,故水体会在基层表面水平流动,所以借助坡度可使水体从基层两侧排出,与市政排水系统接触。排水式适用于高等级的道路设计[1]。

(2)半透式。半透式透水路面主要分为透水层、基层、垫层三个部分,其中透水层材料与排水式相同,而基层材料主要为级配砾石或碎石等,属于透水性一般的材料,最后垫层为不透水材料,同时半透式的土基上还有一层防渗土工布。应用中水体先通过透水层接触基层,再通过基层进入垫层,与防渗土工布接触进行水平流动,借助坡度实现排水。半透式同样适用于高等级的道路设计,但与排水式相比,半透式使用条件中路面高度相对大。

(3)全透式。全透式透水路面比较特殊,其主要由面层、基层、垫层等几个部分组成,而每一层所选材料均为透水材料,故被称为全透式。全透式路面下,雨水一旦落地就会垂直地向下渗透,进入地下深层,接触到路基,随后再缓缓渗透到路基中,这样能够改善路基的质量。因为全透式透水路面的特殊性,所以其在市政道路路面设计中的应用率比较低,一般只应用于砂性土等那些具有比较大渗透系数的土质环境中,主要功能是补充地下水。

2.3 材料选型

材料对透水路面的实际作用效果有直接影响,因此在设计中必须密切结合实际要求选择合适的材料,故需要展开材料选型工作。该项工作需要先熟悉和了解透水材料的性能,下文将围绕透水沥青混合料、透水混凝土、透水路面砖三种常用材料对此进行论述。

(1)透水沥青混合料。透水路面设计中透水沥青混合料常应用于路面与基层部位当中,这种材料的整体结构具有多孔特征,故具有很强的透水性,同时沥青还具有良好的防水性,因此使用透水沥青混合料进行透水路面设计,可实现透水功能,并且避免水体对材料本身造成影响,保障路面使用寿命。另外,透水沥青混合料本身可分为多种类型,因此在选择中要考虑多个指标,诸如黏度、强度等,这些指标必须符合规范要求,并且要考虑到实际情况,诸如道路为城市主干道路,或者是停车场、慢行道路,这可以考虑选择TPS改性透水沥青[2]。

(2)透水混凝土。透水混凝土是指孔隙率较大的混凝土材料,诸如上述提到的C30透水混凝土,因为孔隙率的存在,所以可以实现透水功能。同时这一类混凝土在生产时使用到了水泥浆液,浆液将包裹粗骨料,凝固后可以防水,故透水混凝土与透水沥青混合料的基本特性相似。另外,透水混凝土还具有较高的强度,因此秉持物尽其用原则,这一类材料经常被应用于城市高速公路等机动车道等道路上。

(3)透水路面砖。透水路面砖也属于混合材料,原材料包括有机凝胶、砂等,采用压缩工艺制成,与普通砖相比,透水路面砖的强度相对较低,但满足规范要求,同时透水路面砖具有一定的柔性,故耐用性更好,加之原材料特殊性,可实现透水功能。值得注意的是,相比于前两种透水材料,透水路面砖的孔隙率比较小,因此透水效率相对慢,不适用于排水需求较大的道路,故常用于广场过道、人行道、非机动车道等道路设計中[3]。

2.4 设计中材料应用的注意事项

采用不同材料进行路面设计时,设计人员必须注意相关事项,否则会影响设计质量。

(1)透水沥青混合料应用注意事项。虽然透水沥青混合料摊铺后一定会有孔隙率,但孔隙率的大小会对透水效果造成影响,太小影响透水效率、太大容易形成内层积水,因此设计人员必须重点控制孔隙率。一般情况下,透水沥青混合料组成的透水路面孔隙率应保持在15%~25%区间内,特殊情况下可以依照±3%的幅值进行调整[4]。

(2)透水混凝土应用注意事项。针对透水混凝土,设计人员在设计中应当特别强调透水混凝土材料的合格标准,即透水混凝土中水泥浆液必须完全包裹粗骨料,同时浆液凝固后不得存在内流浆液的现象,必须完全凝固。

(3)透水路面砖应用注意事项。虽然透水路面砖的基本强度满足规范要求,但实际应用中存在一些特殊情况,有可能导致路面砖强度不足,容易引起交通事故。针对这一现象,建议设计人员在设计中设置砂垫层,该垫层能减缓车辆对路面砖的冲击,优化路面砖的承载性能。

2.5 合理衔接排水系统

透水路面本身虽然具备一定的排水效果,但远不及正规排水系统,因此两者之间需要形成互补关系,故透水路面要与排水系统良好衔接。针对不同道路上的排水系统,双方衔接的方式有所不同。以车道排水系统为例,因为车道排水需求较高,所以排水效率必须得到保障,这时在透水路面与排水系统的衔接上,应当将路面基层高度控制在排水口之上,并正对排水口(除全透式路面,该路面不需要与排水系统衔接),这样水体就能顺流直下,全部被排水口接收,实现高效率排水。

3 结语

综上,因为单纯依靠排水系统难以全面处理积水问题,所以需要进行透水路面设计。设计中设计人员要依照实际情况对路面形式、材料进行选择性,注意相关事项,并确保路面与排水系统正确衔接。满足以上条件可充分发挥透水路面作用,全面处理积水。

参考文献:

[1]吴亚栋.透水路面在市政道路设计中的运用及作用分析[J].交通与运输(学术版),2018(2):140-142+151.

[2]陈小刚.降噪透水沥青路面在城市道路中的应用研究[J].江西建材,2017(9):216-217.

[3]武涛,白雷.透水路面在海绵城市理念道路中的应用[J].华东科技(综合),2019(4):1.

[4]陈俊,姚成,周若愚,等.多孔沥青混合料渗水性能的方向差异性及其受孔隙结构的影响[J].东南大学学报(自然科学版),2018(5):920-926.

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