透水性混凝土铺装与城市生态环境

引言

广义的城市下垫面包括市区建筑物、构筑物和地面铺装。城市地区作为人口高度密度聚居和高强度生产经营活动地区，造成其下垫面的特殊性质。由于城市的发展，城市下垫面原有的自然环境如农田。牧场等发生根本的变化，建筑物、构造物高度集中，以水泥、沥青、砖石、陶瓦和金属板坚硬密实、干燥而不透水的建筑材料，代替了原有疏松和植物覆盖的土壤或空旷的荒地。因此，城市化重要特征之一，就是原有的天然植被不断被建筑物及非透水性硬化地面所取代，从而改变了自然土壤植被及下垫层的天然可渗透属性，这种改变是城市一系列环境问题的根源之一。透水性铺装生态环境方面的优势，包括改善城市热、光环境、涵养地下水、水体净化、发送铺装地表土壤生态环境、吸声降噪、提高交通安全及城市防洪等生态环境效益。城市传统不透水硬化地面铺装，呼唤生态回归――透水性铺装。

1、 透水性铺装

所谓透水性铺装，就是由透水性混凝土经工艺和模具成型的混凝土制品，然后再将它们铺装在透水性路基上。透水性混凝土分为两类：一类是将透水性混合料直接摊铺在地基本，形成透水性混凝土制品铺装，即把透水混凝土制品铺装在透水性地基上。

透水性混凝土路面按胶结材的不同，可分为水泥透水性混凝土路面和高分子透水性混凝土路面。水泥透水性混凝土路面多以硅酸盐类水泥为胶凝材料，采用单一粒级的粗骨料，不用或少用细骨料配制的无砂、多孔混凝土。该种透水性混凝土成本低，制作简单，耐久性好。这种混凝土强度较高，但成本也高。同时由于有机胶凝材料耐候性差，在大气作用下容易老化，且温度敏感度较高，所以当温度升高时，容易软化流淌，使透水性受到影响。

2、“沙漠化”的现代都市

在城市建设中，都市的广场、街道、人行道、初会活动场地、停车场等地面用花岗岩、大理石、釉面砖、水泥和沥青等不透水材料进行铺设覆盖，使得现代都市正在形成一个“人造沙漠”，给城市的生活环境带来极大的负面影响，其主要表现在以下方面。

2.1 阻断雨水直接补充地下水的途径

传统铺装的不透水性，阻断了雨水直接补充地下水的途径，使大部分降水通过城市排水系统管网排走。加之城市地下水的过量抽取，使城市的地下水位不断下降，从而进一步加重城市的干旱、缺水以及地面沉陷等问题。

2.2 导致或加重城市洪涝灾害

硬化地面完全阻止了雨水直接渗透入地，使城市一遇暴雨就形成大量的地面径流，当其超过城市管网的排水能力时，容易导致洪涝灾害。而且路面积水，还使行车产生“漂滑”、“飞溅”、：夜间眩光“等现在，给行人和车辆行驶带来不便。

2.3 加剧城市“热岛效应”和空气污染

硬化地面阻隔了地表的散热功能，还大量反射、保存、并随后释放太阳的辐射热，极大地增加了城市的“热岛效应”，同时也不利于缓解来自路面交通产生的噪音污染。另一方面，硬化地面使地面水分快速蒸发，使地表更为干燥，致使空气中的悬浮颗粒物难以沉降，从而加剧空气污染状况。

2.4 破坏城市的地面生态，影响植被的健康生长

传统不透水、不透气的细密辅设，由于阻断了地下与地表水和空气的交流，水分和空气难以达到植物根部，最终导致树根窒息脱水死亡。

3、透水性辅装的生态功能

3.1 透水性辅装有利于保护地下水资源

传统辅装片面强调硬化地面的防水防渗性能，严重影响雨水的有效利用，并产生二次污染。地下水源主要借助雨水得到补充，目前世界城市供水很大程度上依靠地下水，亚洲约 10 亿－12 亿人依靠地下水生活。透水性辅装的推广及应用，是有效利用雨水资源的重要途径。城市市区硬化地面占城市区域面积很大的比例，因而用透水性地面代替不透水硬化地面，可以有效缓解硬化地面对城市地下水资源的负面影响。

3.2 透水性辅设能够吸声降噪

从吸声降噪方面来说，透水性地面辅装凭借其特有的多孔吸声结构发挥作用。当声波打在表面上时，声波引起小孔或间隙中的空气运动，紧靠孔壁表面的空气运动速度较慢，由于摩擦和空气运动的粘滞阻力，一部分声能就转变为热能，从而使声波衰减；此外，小孔中空气和孔壁的热交换引起的热损失，也能使声能衰减。另一方面，汽车轮胎行驶在多孔透水性路面上时，由于轮胎花纹空气爆破及泵吸噪声的强度的降低，使汽车行驶噪声降低。上述两方面的综合作用使透水性辅装具有显著的吸声降噪效能。

3.3 透水性辅装有利于改善城市地表土壤生态环境

不透水辅装严重的破坏了城市市区地表土壤的动植物生存环境，改变了大自然原有的生态平衡。包括城市建筑、道路等设施在内的城市下垫层代替了大自然原有的林、绿地和田野，形成了“城市荒漠”，野生动植物应逐渐失去其赖以生存的环境而不断减少以致濒临灭绝。联合国环境计划署制定的《人类环境宣言》和《生物多样公约》，正是针对上述危机而提出的世界范围的生态保护法。透水性辅装兼有良好的透水性及保湿性，它既兼顾了人类动对于硬化地面的使用要求，又能通过自身性能接近天然坪和土壤地面的生态优势，以便减轻城市非透水性硬化的对大自然的破坏程度。透水性辅装地面四周的动植物及微生物的生存空间得到有效的保护，因而很好地体现了“与环共生”的可持续发展理念。

3.4 透水性辅装有利于城市防涝

我国城市基础设施发展严重滞后的状态，使得暴雨时城市排水设施不能有效满足排水及防洪的要求。而透水性辅装地面由于自身良好的透水渗水能力，能有效的缓解城市排水系统的泄洪压力，径流曲线平缓，其峰值较低，并且流量是缓升缓降，这对于城市防洪无疑是有利的。因此，辅装透水性地面不失为城市广场防涝的积极措施