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會自由呼吸的路面 生態又環保的透水地坪

如今,全球氣候模式的劇烈變化使得洪水頻發,那些50年一遇,甚至100年一遇的致命洪水襲擊了馬尼拉、曼谷、北京及其他的很多城市。該用一種什麼樣的系統來緩解這個問題呢?透水混凝土或許是一個不錯的選擇。

一種改善城市生態環境的地面鋪裝

透水混凝土又稱多孔混凝土、透水地坪,是由骨料、水泥和水拌制而成的一種多孔輕質混凝土。它不含細骨料,由粗骨料表面包覆一薄層水泥漿相互黏結而形成,孔穴均勻分佈呈蜂窩狀,故具有透氣、透水和重量輕的特點。透水混凝土系統擁有一系列色彩配方,能夠配合設計的創意,針對不同環境和個性要求的裝飾風格進行鋪設施工。這是傳統鋪裝和一般透水磚不能實現的。

硬化地面的鋪裝採用花崗岩、大理石、釉面磚、水泥和柏油等不透水材質,給城市生態環境帶來多種危害。早在20世紀70年代,發達國家就先後開始研究排水性瀝青混凝土路面,繼而對以透水混凝土為代表的各種透水工程材料進行系統開發。美國環境保護署曾大力向北美地區推廣使用這一技術,特別是暴雨頻發的地方。

德國南部的弗賴堡是當今著名的生態城市。多年前弗賴堡提出了建設生態城市的規劃,徹底拆除城市所有的硬化地面(公路除外),代之以多種形式的透水地面。結果使得弗賴堡的地下水位逐漸回升,植被能完全脫離人工澆灌而鬱鬱蔥蔥。由於透水地面能通透地氣,因而使地面夏天涼爽,冬天暖和,雨季透水,冬季化雪(不結冰),吸附粉塵,減少揚塵污染,大大提高了居住的舒適程度。

仔細觀察中國傳統的園林、廟宇、宅院和街道的鋪設,我們會發現它們都具有很好的透水性,這也是傳統建築具有持久生命力的原因所在。如北海公園內建於590年前的明代團城就是一個典型例子。團城高出地面十多米,其上卻鬱鬱蔥蔥地生長著百年老樹,這些樹木從不依賴於人工澆灌,道理就在於團城的建築充分利用了青磚的透水性能。上大下小的倒梯形磚鋪設出一條條留有縫隙的通透雨水的網路。磚的下部用大量穀殼和貝殼渣拌著土壤墊底,具有很強的透氣和吸水性能。下雨時雨水可以全部通過磚面和磚縫流入土壤中,為團城上的樹木生長提供了充足的水源。

西安大明宮國家遺址公園的地面鋪裝工程是世界上最大的透水混凝土專案。“客戶要求整個廣場設計不僅要具有透水功能,而且要結實、耐用、美觀,同時整體色調要符合當地的黃土地特點。”完成該項目的中景橙石建築科技有限公司(以下簡稱中景橙石)總經理王理中說,“這項面積總計約24萬平方米的工程必須在6個月內全部完工。由於工期緊張,方案複雜,公司專門成立了大明宮專案領導負責小組與經驗豐富的施工隊伍相配合。”


整舊如舊:以土黃色高承載露骨料透水地面為主材

大明宮國家遺址公園的地面鋪裝選用了高承載露骨料透水藝術地面、高承載壓印藝術地面、高承載植草地面和混凝土預製浮雕板四種產品,地面不僅具有自然下滲和管道排水相結合的排水系統,且色調與大明宮主體工程渾然天成,讓人恍若時光倒流。

據瞭解,高承載透水地面是一種一次性鋪裝、整體成型、高強度,同時擁有15%~25%孔隙率的混凝土地面鋪裝系統。其具有高承載力,高透水率,有效補充地下水,調節空氣溫度濕度,緩解城市熱島效應,吸塵降噪,面層藝術裝飾性和可塑性強,行走舒適度高,防滑效果顯著,安全性能高等特點。

高承載透水地面分為高承載彩色透水地面和高承載露骨料透水地面。前者在透水砼攪拌過程中進行染色,然後進行施工,以達到色彩多變的效果,後者則使路面露出天然骨料的材質。大明宮遺址公園的建設遵循文物保護“整舊如舊”的原則,選用土黃色高承載露骨料透水地面為主要鋪裝材料。“盛唐時期大部分道路為土路,但如果在專案中直接選用黃土鋪路,因西安地區風沙大,會對環境造成一定的影響,因此,選用色如黃土又具有環保和美化環境意義的地面鋪裝材料是必然的。恰好土黃色的高承載露骨料透水地面,遠望如黃土地般,體現了西北淳樸的民風和歷史的積澱,近看則顯露出石子天然質樸的質感,貼近自然,與項目的理念相呼應。同時能夠補充地下水,調節小環境空氣的溫濕度,且具有一定的環保意義。”

超大純平廣場的透水秘笈

禦道廣場位於大明宮國家遺址公園丹鳳門與含元殿之間,南北長600米,東西寬400米,比天安門廣場僅窄100米。對於這一在國內乃至世界上都是最大規模的純平透水廣場,同時又是大明宮專案中最為重要的廣場景觀,其設計和實施過程是一個多方共同創作的過程。

“降塵是否會完全堵塞露骨料透水混凝土的孔隙”是被普遍關注的重點問題,尤其是應用于16萬平方米的純平禦道廣場上,無法設置任何傳統的排水系統,排水只能靠透水混凝土進行雨水下滲排水。我們配合設計要求做了不同的配合比試驗,最終得出的結論是:在確保強度的情況下,如果骨料粒徑選擇以8-10毫米為主,露骨料透水混凝土的孔隙率可以控制在15%-20%。以此為計算依據,以當年西安地區降塵量為參數,單純因灰塵將12釐米的混凝土孔隙完全堵塞需要128年,這還未考慮墊層30釐米的級配碎石層30%以上的空隙。“也就是說,如果日常維護得當,在相當長的時間裡,自然降塵是很難將大孔隙透水混凝土完全堵塞的。”王理中說。

儘管已經找到了合適的配合比,但設計方——北京市建築設計研究院還是為一些重大污染等異常狀況而擔憂。設計方從嚴謹的角度考慮,提出了一個革命性的命題,即可否通過露骨料透水混凝土的脹縫進行輔助排水,但前提是這種脹縫材料必須要滿足三個條件:必須保證混凝土的脹縫功能的要求;易於拆裝、清理和維修,以確保長期有效排水;外觀質感上要與廣場的土黃色碎石質感相仿,絕不能在完工地面上出現明顯的網格狀。

在混凝土地坪鋪裝行業中,脹縫材料通常是瀝青、木條或打膠等防水性材料,而這一命題首先要求的是透水性。“通過大量的構思和試驗,我們最終找到了滿意的材料和工藝做法,設計師形象地稱它為‘速食麵’。”王理中說,“這種長條形狀的‘速食麵’具有很好的彈性和長期耐久性,可以壓入脹縫槽中,通過自身彈性和底部的托襯物得以固定。其透水性能優異,而且方便取出清潔或更換,同時,其材質可以調色至接近石子的土黃顏色。”這一方案最終獲得了業主和設計方的認可,對禦道廣場的創新型設計起到了較為關鍵的補充和保障作用。


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