天津市市政工程设计研究院 天津 300392
摘要:随着城市快速发展,市政建设工程中逐步引入海绵城市设计理念,而透水人行道铺装作为海绵城市建设内容的重要技术措施,在建设工程中的应用越来越广泛。本文以河南省驻马店市某新建片区内部的市政道路透水人行道设计为例,介绍了透水人行道的设计要点、技术要求以及施工注意事项,为相关工程建设提供建设经验。
关键词:海绵城市;透水人行道;设计要点;技术要求
1引言
海绵城市建设是一项复杂的系统性工程, 在城市道路建设中应用海绵城市理念是整个海绵城市建设的一部分, 它以“渗、滞、蓄、净、用、排”新的设计理念改变了传统的城市道路设计思路,对快速排除雨水,对减少城市洪水,改善水质具有重要意义[1]。2013年12月,中央城镇化工作会议召开,习近平总书记提出:在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑更多利用自然力量排水,建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。2014年10月,住建部印发《指南》,提出了海绵城市建设的基本原则,规划控制目标分解、落实及其构建技术框架,明确了城市规划、工程设计、建设、维护及管理过程中低影响开发雨水系统构建的内容、要求和方法。透水人行道作为海绵城市系统的重要组成部分,发挥着越来越大的作用。
2透水人行道的设计要点
笔者有幸参与了河南省驻马店市某新建片区的市政道路设计工作,片区内所有市政道路均进行了海绵城市专项设计。下面以其中一条道路为例,介绍透水人行道的设计要点。
(1)工程概况
拟建项目全长约1990m,道路等级为城市主干路,设计速度50km/h,标准段红线宽度45m,双向6车道,具体横断面布置为5m(人行道)+3.5m(非机动车道)+3m(侧分带)+22m(车行道)+3m(侧分带)+3.5m(非机动车道)+5m(人行道)。本工程根据道路特点,人行道全部采用透水性铺装,人行道与非机动车道间绿带采用生态树池,道路侧分带采用下凹式绿地。
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图1 海绵城市技术设施分布图
(2)自然建设条件
驻马店市东西横跨淮河、长江两大流域,东部属淮河流域,由洪汝河水系、淮河干流水系、沙颍河水系等组成,总面积13415平方千米;西部属长江流域的汉水水系,面积1680平方千米。径流年内变化与降水量相一致,季节变差很大,径流的60%集中在6月~9月。项目所在区域多年平均降水量971mm,汛期6~9月占全年降水量的62%。地下水位埋深4-6m。拟建场地浅层地下水属潜水类型,主要由大气降水补给,以蒸发形式排泄,水位随季节有所变化。
(3)透水人行道路面结构设计
根据本项目所在地区域特点,结合当地经验做法,本次设计采用6cm厚陶瓷透水砖面层,3cm厚干硬性水泥砂浆(1:3)找平层 ,15cm厚C20无砂大孔隙水泥混凝土上基层,15cm厚透水级配碎石下基层,路面总厚度39cm。
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图2 透水人行道路面结构
(1)面层
面层采用透水砖,应与周围环境相协调,设计时应根据铺装场所和功能要求确定面层的砖型、铺设形式。选用透水砖时应注意其透水系数k(15℃)应大于1.0×10-2cm/s,防滑性能(BPN) 不应小于60,耐磨性不应大于35mm,抗压强度等级不小于40 MPa。其产品的其他物理性能应符合《透水砖路面技术规程》(CJJ/T 188-2012)的相关规定。透水砖的强度等级应可根据不同的道路类型按表1选用。
透水砖强度等级表 表1
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(2)找平层
透水砖面层与基层之间应设置找平层,其透水性能不宜低于面层所采用的透水砖。找平层可采用中砂、粗砂或干硬性水泥砂浆,厚度宜为20mm~30mm。本次设计找平层采用3cm厚干硬性水泥砂浆(1:3)。水、水泥、砂持质量比要保证施工过程中的“干硬性”,加水量以水泥中砂手攥成团,距地面1m高处,自由落地松散为限,试验确定。透水砖接缝宽度不宜大于3mm。接缝用砂集配应符合表2的规定。
接缝用砂集配 表2
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(3)基层
基层类型包括刚性基层、半刚性基层和柔性基层,可根据地区资源差异选择透水粒料基层、透水水泥混凝土基层、水泥稳定碎石基层等类型,并应具有足够的强度、透水性和水稳定性,连续孔隙率不应小于10% 。本次设计采用透水水泥混凝土上基层和级配碎石下基层。
透水水泥棍凝土上基层透水水泥混凝土的性能要求应符合现行行业标准《透水水泥混凝土路面技术规程》CJJ/T 135的规定;基层集料压碎值不应大于26%;公称最大粒径不宜大于31.5mm;集料中小于或等于2.36mm颗粒含量不应超过7%。基层集料集配可按表3采用;配比应通过试验确定,满足强度和透水性要求。
透水水泥混凝土基层集料集配 表3
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级配碎石下基层
级配碎石可用于土质均匀,承载能力较好的土基;基层顶面压实度按重型击实标准,应达到95%以上;级配碎石集料基层压碎值不应大于26%;公称最大粒径不宜大于26.5mm; 集料中小于或等于0.075mm 颗粒含量不应超过3% 。碎石级配可按表4采用。
级配碎石基层集料集配 表4
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3施工注意事项
(1)人行道路床与基层压实度均应≥93%。
(2)透水砖下铺设3cm厚干硬性水泥砂浆,要求混合料合易性好。在清理干净的基础上铺砂浆,并应用刮板找平拍实,砌砖应紧随铺砂浆工作进行。
(3)透水砖抗折强度不低于5.0MPa,抗压强度不低于40Mpa。
(4)人行道铺砌应保持纵、横缝平顺,曲线段透水砖之间缝隙可设置水泥砂浆楔型条,铺设时需放置平稳,不得采用向砖底部填塞砂浆或支垫,应使透水砖平落在砂浆上,无任何空隙;透水砖与侧、缘石间应衔接紧密,将必然产生的空隙甩在人行道外侧一边,必要时以水泥砂浆镶边。注意使砖面与侧、缘石顶面齐平,并满足设计要求的横坡度。
(5)透水砖的接缝宽度应符合《透水砖路面技术规程》(CJJ/T 188-2012)第5.2.3条的要求,宜采用中砂灌缝。曲线外侧透水砖的接缝宽度不应大于5mm、内侧不应小于2mm; 竖曲线透水砖接缝宽度宜为2mm~5mm 。
(6)砂浆中的砂宜用中砂或粗砂,砂的最大粒径不宜大于2.5mm;用于灌缝的砂浆,其强度等级不低于M10。
(7)每个矩形坡道或梯形缘石坡道均要用两块曲面侧石。曲面侧石由反向圆曲线构成高差,一端为连接平缘石,另一端为连接侧石。
(8)人行道结构中的素混凝土进行切缝处理。混凝土路面基层应按水泥混凝土路面规定施作接缝,横缝间距取4.5m,纵向不做分缝。水泥混凝土路面基层分缝应与其上面砖分缝位置一致,施工前应仔细核对并放线。混凝土抗折强度大于3.5MPa。水泥混凝土基层接缝处不设置传力杆,接缝填料应选用与混凝土接缝槽壁粘结力强,回弹性好,适应混凝土板收缩,不溶于水、高温时不流淌,低温时不脆裂,耐老化的弹性嵌缝材料。
4结语
透水人行道铺装是海绵城市的重要技术措施之一,本文结合工程实例,从透水人行道技术要求、设计要点、施工注意事项等方面阐述了其设计方法,以期为类似项目提供借鉴经验。
参考文献:
[1]孙建华. 海绵城市理念在城市道路设计中的应用[J].建材发展导向(上),2019(21):161.
作者简介:
张帅/男,1987年出生,工程师,硕士,天津市市政工程设计研究院,从事道路设计与相关的科研工作。