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彩色透水混凝土让地面自由“呼吸”

文章出处:人气:-发表时间:2017-03-27 11:11【

一种改善城市生态环境的地面铺装

透水混凝土又称多孔混凝土、透水地坪,是由骨料、水泥和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土。它不含细骨料,由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互黏结而形成,孔穴均匀分布呈蜂窝状,故具有透气、透水和重量轻的特点。透水混凝土系统拥有一系列色彩配方,能够配合设计的创意,针对不同环境和个性要求的装饰风格进行铺设施工。这是传统铺装和一般透水砖不能实现的。

硬化地面的铺装采用花岗岩、大理石、釉面砖、水泥和柏油等不透水材质,给城市生态环境带来多种危害。早在20世纪70年代,发达国家就先后开始研究排水性沥青混凝土路面,继而对以透水混凝土为代表的各种透水工程材料进行系统开发。美国环境保护署曾大力向北美地区推广使用这一技术,特别是暴雨频发的地方。

德国南部的弗赖堡是当今著名的生态城市。多年前弗赖堡提出了建设生态城市的规划,彻底拆除城市所有的硬化地面(公路除外),代之以多种形式的透水地面。结果使得弗赖堡的地下水位逐渐回升,植被能完全脱离人工浇灌而郁郁葱葱。由于透水地面能通透地气,因而使地面夏天凉爽,冬天暖和,雨季透水,冬季化雪(不结冰),吸附粉尘,减少扬尘污染,大大提高了居住的舒适程度。

仔细观察中国传统的园林、庙宇、宅院和街道的铺设,我们会发现它们都具有很好的透水性,这也是传统建筑具有持久生命力的原因所在。如北海公园内建于590年前的明代团城就是一个典型例子。团城高出地面十多米,其上却郁郁葱葱地生长着百年老树,这些树木从不依赖于人工浇灌,道理就在于团城的建筑充分利用了青砖的透水性能。上大下小的倒梯形砖铺设出一条条留有缝隙的通透雨水的网络。砖的下部用大量谷壳和贝壳渣拌着土壤垫底,具有很强的透气和吸水性能。下雨时雨水可以全部通过砖面和砖缝流入土壤中,为团城上的树木生长提供了充足的水源。

西安大明宫国家遗址公园的地面铺装工程是世界上最大的透水混凝土项目。“客户要求整个广场设计不仅要具有透水功能,而且要结实、耐用、美观,同时整体色调要符合当地的黄土地特点。”完成该项目的中景橙石建筑科技有限公司(以下简称中景橙石)总经理王理中说,“这项面积总计约24万平方米的工程必须在6个月内全部完工。由于工期紧张,方案复杂,公司专门成立了大明宫项目领导负责小组与经验丰富的施工队伍相配合。”

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整旧如旧:以土黄色高承载露骨料透水地面为主材

大明宫国家遗址公园的地面铺装选用了高承载露骨料透水艺术地面、高承载压印艺术地面、高承载植草地面和混凝土预制浮雕板四种产品,地面不仅具有自然下渗和管道排水相结合的排水系统,且色调与大明宫主体工程浑然天成,让人恍若时光倒流。

据了解,高承载透水地面是一种一次性铺装、整体成型、高强度,同时拥有15%~25%孔隙率的混凝土地面铺装系统。其具有高承载力,高透水率,有效补充地下水,调节空气温度湿度,缓解城市热岛效应,吸尘降噪,面层艺术装饰性和可塑性强,行走舒适度高,防滑效果显著,安全性能高等特点。

高承载透水地面分为高承载彩色透水地面和高承载露骨料透水地面。前者在透水砼搅拌过程中进行染色,然后进行施工,以达到色彩多变的效果,后者则使路面露出天然骨料的材质。大明宫遗址公园的建设遵循文物保护“整旧如旧”的原则,选用土黄色高承载露骨料透水地面为主要铺装材料。“盛唐时期大部分道路为土路,但如果在项目中直接选用黄土铺路,因西安地区风沙大,会对环境造成一定的影响,因此,选用色如黄土又具有环保和美化环境意义的地面铺装材料是必然的。恰好土黄色的高承载露骨料透水地面,远望如黄土地般,体现了西北淳朴的民风和历史的积淀,近看则显露出石子天然质朴的质感,贴近自然,与项目的理念相呼应。同时能够补充地下水,调节小环境空气的温湿度,且具有一定的环保意义。”

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超大纯平广场的透水秘籍

御道广场位于大明宫国家遗址公园丹凤门与含元殿之间,南北长600米,东西宽400米,比天安门广场仅窄100米。对于这一在国内乃至世界上都是最大规模的纯平透水广场,同时又是大明宫项目中最为重要的广场景观,其设计和实施过程是一个多方共同创作的过程。

“降尘是否会完全堵塞露骨料透水混凝土的孔隙”是被普遍关注的重点问题,尤其是应用于16万平方米的纯平御道广场上,无法设置任何传统的排水系统,排水只能靠透水混凝土进行雨水下渗排水。我们配合设计要求做了不同的配合比试验,最终得出的结论是:在确保强度的情况下,如果骨料粒径选择以8-10毫米为主,露骨料透水混凝土的孔隙率可以控制在15%-20%.以此为计算依据,以当年西安地区降尘量为参数,单纯因灰尘将12厘米的混凝土孔隙完全堵塞需要128年,这还未考虑垫层30厘米的级配碎石层30%以上的空隙。“也就是说,如果日常维护得当,在相当长的时间里,自然降尘是很难将大孔隙透水混凝土完全堵塞的。”王理中说。

尽管已经找到了合适的配合比,但设计方——北京市建筑设计研究院还是为一些重大污染等异常状况而担忧。设计方从严谨的角度考虑,提出了一个革命性的命题,即可否通过露骨料透水混凝土的胀缝进行辅助排水,但前提是这种胀缝材料必须要满足三个条件:必须保证混凝土的胀缝功能的要求;易于拆装、清理和维修,以确保长期有效排水;外观质感上要与广场的土黄色碎石质感相仿,绝不能在完工地面上出现明显的网格状。

在混凝土地坪铺装行业中,胀缝材料通常是沥青、木条或打胶等防水性材料,而这一命题首先要求的是透水性。“通过大量的构思和试验,我们最终找到了满意的材料和工艺做法,设计师形象地称它为‘方便面’。”王理中说,“这种长条形状的‘方便面’具有很好的弹性和长期耐久性,可以压入胀缝槽中,通过自身弹性和底部的托衬物得以固定。其透水性能优异,而且方便取出清洁或更换,同时,其材质可以调色至接近石子的土黄颜色。”这一方案最终获得了业主和设计方的认可,对御道广场的创新型设计起到了较为关键的补充和保障作用。

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