透水路面设计问题研究
摘要:透水处理在路面的相关设计中起着十分重要的作用,所以本文重点针对透水路面设计的基本情况进行了深入的分析和阐述,同时并在此基础上总结出了透水路面在设计过程中对于相关问题的处理。
关键词:透水路面;蓄水基层;土基
1 概述
近几年来, 一种生态型路面——透水混凝土路面以其独特的优势在许多发达国家及地区获得了广泛的认可和大量的应用,这种路面的应用不仅给城市的环境建设带来了诸多益处,同时也对于城市的长远发展起到很好的促进作用。因为其自身具有较大的空隙率,所以能够使得雨水尽快地还原成地下水,最终使得地下水资源得到及时和有效地补充。同时还可以保持土壤的相对湿度,更加有利于改善城市地表植物以及土壤内部微生物的生存条件,更重要的是还能与土壤实现一定程度上的相通,蓄积相对较多的热量,更加有利于调节城市整体空间的温度以及湿度,最终消除热岛现象的存在。一旦发生了集中降雨的时候,不仅能够减轻排水设施方面的负担,同时还可以防止路面积水以及夜间反光现象的存在,从根本上提高并保证车辆、行人的通行舒适性以及安全性。
目前,针对透水路面的设计还存在着一些需要探讨和解决的问题,本文在现有理论的基础之上总结出了几种较为典型的透水的路面构造形式, 并就此提出了透水路面设计的相关原则, 为透水路面的设计及应用奠定一定的基础。
2 透水路面的面层设计
一般来讲,透水路面的总体结构层主要是由透水面层、基层以及垫层组合而成的。从种类上讲,透水路面的面层大致可以分为二类: 1是透由水水泥混凝土抑或者是透水沥青混合料组成的;2是由预制透水路面砖构成。透水水泥混凝土以及透水沥青混合料具有较大的孔隙率和较多的大粒径骨料含量,具有足够的强度和相应的透水系数,面层整体性较好,且施工速度快,同时强度较高,最终可以承受轻型交通的特点;预制路面砖的种类主要包含有透水砖以及非透水砖两种。所谓的透水砖指的是材料本身就具有很强的透水性, 而另外一种非透水砖则的利用量块砖之间的空隙或者是砖本身所预留出来的孔洞实现透水的目的。一般情况下,如果路面的面层采用预制路面砖进行设计时,那么就需要在面层同基层之间设置找平层实现路面的平整,这种面层主要适合应用于休闲广场、人行道以及步行街等等。
3 透水路面的基层设计
在针对透水路面的基层进行设计的时候,应当要选择那些透水性路面的基层材料,一般情况,基层材料当中透水性好的则要数级配(碎)砾石。而在具体采用级配碎石作为透水路面的基层设计时,应当保证碎石的最大粒径不大于0. 7倍的基层厚度,这样要求的目的是为了便于以后的工程应用。而本文当中所研究的基层材料的选取基本上都是工程上常用的集料即5~25毫米连续级的配碎石。具体从基层厚度、溢流及排水方式三个不同层面所进行的考虑,我们发现透水路面基层主要可以分为以下三种结构类型:
(一)针对蓄水能力所制定的路面基层设计思路
1、蓄水能力较小的透水基层路面
这种透水路面的基层主要是由找平层以及透水基层两部分构成。 很多时候透水基层本身具有很大的空隙率,具有很强的透水能力,同时厚度相对较小,所以十分适合于降雨量较小同时土基的透水能力相对较强以及需要具有较高的承载力的地域的路面设计,在具体的应用方面也主要适用于人行道、停车场、非机动车道、广场、步行街、庭院路等公共场所。这种路面的基层具有路面坚硬,透水性较为通畅的特点。
2、蓄水能力较大的透水基层路面
这种具有较大蓄水能力的基层一般情况下是由找平层、蓄水基层、土工织物等三部分构成的, 因为其蓄水层的厚度相对较大,同时之间的空隙率又相对较小,所以当降雨量较大,路面无法及时地进行积水的排出时,就可以实现将一部分雨水储存在自身的基层中,最终避免路面积水情况的存在和发生。
(二)自身具有溢流结构的透水基层路面的设计思路
1、土基可以渗透同时其内部也具有溢流排水结构的透水路面,这种基层的特点是可以短暂地储存透过路面的少量雨水,然后通过时间的累积实现进一步的渗透。这种基层面的储水层构造主要包括找平层、碎石层以及透水型土工网格布等几部分。当降雨量较小时,因土基自身的渗透系数较大,使得雨水可以直接渗透到地下,最终保证了路面的承载力不受到任何情况的影响;当降雨量较大时,雨水就会充满整个蓄水基层,一旦蓄水量高过了内部设置的溢流管的管口的时候,雨水就可以通过自身的溢流管排出路外,从而保证路面的承载力[1],同时也可以在一定基础上保证行车的安全和顺畅。
2、土基自身不能渗透但是其内部具有溢流排水结构的透水路面基层,这种基层的最大特点就是可以长时间地储存渗入到基层内部的雨水,同时还可以在基层同土基之间设置非透水型土工布的存在,这样可以避免雨水直接渗透到地下, 而是通过自身所特有的内部地下管道的方式排出到路外。这种基层所构成的路面主要适用于降雨量大同时土基渗透系数小以及土基渗水后承载力很低最终有可能造成污染水源的位置的应用。
(三)周边具有溢流结构的透水路面设计思路
这种路面指的是透水路面的周边具有相应的溢流结构, 透水路面正在被广泛地应用到停车场的建设当中, 这种透水路面在构造上必然要具备相当程度的轻型车辆荷载承受力。 为保证其具有较高的强度,不可避免地造成了其透水能力的下降。当集中降水时, 透水路面因为自身的原因无法及时地排掉所有的雨水,为了尽可能地避免路面积水,就可以采用周边的溢流结构。具体做法是在原有的透水路面的周边采用具有一定厚度的开级配碎石作为面层,下面由具有一定坡度的土基来进行支撑,同时土基上面的要设有一定数量的土工织物, 用来提高路面整体的承载力,如此,就会在整个的基层当中形成一个较为顺畅的蓄水池。当雨水量过大时,就可以采取直接从周边溢流进基层的方式先将积水进行一定程度的储存,然后再排出路外, 避免路面积水情况的发生。
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