园林透水砖铺装的设计方法及施工技术研究

2022-09-01 06:11杨童周
佛山陶瓷 2022年8期
关键词:路缘垫层铺设

杨童周

(杭州市建筑设计研究院有限公司,杭州310000)

1 前言

目前所使用的透水砖是通过压缩无机非金属材料的方式进行制作,成品具有较高的渗透性能。在园林工程中使用透水砖铺装,可以减少地表积水问题,提高雨水的回渗率。通过整理园林透水砖铺装设计方法、施工技术等内容,其目的在于加快透水砖铺装施工进度,提高施工结果的可靠性。

2 园林透水砖铺装组成

图1 园林透水砖铺装结构剖面图

如图1 所示,透水砖铺路的结构从上到下由透水路面砖、缓冲层、水泥砂浆层、透水基层、透水底基层(垫层)及路床等6 层所构成。透水砖作为表面的第一层,其直接承受来源于路面上部的荷载,在路面层下方需要铺设厚度在30mm 左右的缓冲层,缓冲层的施工材料主要以中砂与碎石为主,在确保其具有足够平衡度的同时,具有良好的渗水性能。在缓冲层下面会铺设水泥砂浆来进行找平,而透水基层则起到了贮水与透水性的作用,可以将路面上渗透下来的雨水下渗到地下。透水底基层(垫层)及路床则使用素土进行夯实处理,为上部整个结构提供充足的支撑力。

3 园林透水砖铺装设计方法

3.1 计算透水系数

园林透水砖应用中在排水过程中,是雨水从路面先渗透到缓冲层,随后再下渗到水泥砂浆找平层,然后继续渗透到基层与垫层,最后再通过路床下渗到地面以下。整个过程中所需铺设的各层厚度与渗透系数间有着直接关联,同时各层的渗透系数也需要大于透水砖自身的透水系数,从而避免积水问题,确保各层渗水与贮水速度的稳定性。一般情况下,在设计阶段需要确保路面可以承载5 年一遇大降雨并不出现积水问题。例如,该地区安全透水系数取值为2.0,那么透水砖透水系数需要为5 年一遇大降雨量(取值5min)的两倍以上,具体的计算公式如下:①k0≥k·l5,5。其中k0表示透水砖的透水系数,计量单位为mm/min;k 表示安全的透水系数,取值为2.0;l5,5表示该地区5 年一遇大降雨量(取值5min)的平均数值,计量单位为mm/min。将相关数据代入后即可得到所需透水砖的透水系数。

3.2 计算容水量

在透水砖设计活动中也需要做好容水量计算,该参数表示所铺装结构的总容积,和铺装结构的总长度、透水层厚度有着直接关联,同时还需要考虑不同层结构之间的孔隙率,具体的计算公式如下:②D=d1·k1+d2·k2+d3·k3。其中D 表示铺装结构的容水量,计量单位为mm;d1表示铺装的总厚度,计量单位为mm;k1表示透水砖面层的孔隙率;d2表示水泥砂浆层的总厚度,计量单位为mm;k2表示水泥砂浆层的孔隙率;d3表示垫层的总厚度,计量单位为mm;k3表示垫层的孔隙率。同时在应用中还需要做好最大容水量的计算,具体的计算公式如下:③Dmax=max(Qn,t-DT)。在式中表示该地区最大年降雨年数的重现周期为n,降雨时间为t 的设计降雨总量,计量单位为mm;表示垫层的渗水量,计量单位为mm。

3.3 计算铺装厚度

除了上述提到的计算内容外,在设计阶段还需要对铺装厚度展开科学计算。铺装层的厚度与结构贮水量之间有着直接关系,合理地铺装厚度也是避免路面积水的重要路径。通常情况下,缓冲层的设计厚度在30mm 左右,水泥砂浆层设计厚度在20mm 左右,铺装垫层厚度会根据公式②进行计算,一般情况下,铺装层的总厚度不小于380mm,可根据当地的实际情况进行选择,以更好地满足当地应用所需。

4 园林透水砖铺装设计原则

4.1 以人为本原则

进行园林透水砖铺装设计时,要遵循以人为本原则,满足公众的基础审美要求和使用要求。具体体现在以下几方面:(1)在铺装尺度的选择上,需要与当地需求保持一致,以此来提升所营造空间的亲切性,满足相应的使用要求。(2)透水砖的铺设过程也需要对当地地形进行充分应用,并与周围的绿化场景和水景相协调,提高所营造空间的场所感,给人带来较为舒适的体验。(3)在设计活动中需要对人们的行为习惯、性格趋势、发展爱好等内容进行整理,择最为合适的设计方式,从而为广大民众提供服务。需要注意的是,在以人为本的设计活动中,还需要考虑特殊人群的使用需求,设置盲道、便道等铺装,以满足实际的应用需求,提高铺装结果的可靠性。

4.2 协调性原则

在园林景观工程中,透水砖铺装道路也起到了衔接区域的作用,因此在设计中也需要秉持协调性原则,提高整个园林景观工程不同功能分区相互间景观的协调性和整体性。例如,在对园区内步道进行设计时,需要基于园林景观的功能性展开设计,同时也需要考虑到区域内地形走向、景区分布情况等内容,以统一规划的方式进行处理,以此做到主次分明。同时考虑到透水砖铺装在投入使用后,需要面临人流荷载、小型车辆(如电动车、自行车、轮椅等)、外部气候(高温、降雨、低温、降雪等)的持续作用,这就要求在铺装材料的选择中需要确保其坚固、耐磨、防滑等性能,以此来满足园林景观工程的实际设计需求。

4.3 因地制宜原则

在透水砖铺装的选择中,也需要秉持因地制宜原则,根据具体的功能性要求,来展开恰当设计。例如,山西某区域道路铺装定位如下:(1)能够对自然降水进行快速收集,起到补充地下水资源的作用;(2)可以形成良好的景观资源;(3)能够对区域小气候进行调节。针对此定位,在园林景观工程的设计中,区域内的一级道路(宽度为6.0m)使用了透水性沥青材料,基层材料使用矿山废料煤矸石进行铺装;区域内的二级道路(宽度为3.5m)使用了彩色透水陶砖,利用了不同的颜色组合,形成较为独特的铺装景观;区域内的三级道路(宽度为2.0m)使用了矿山废料煤矸石进行铺装,所选材料的粒径在30-80mm,搭配着不同颜色,在保持美观的情况下,创造出良好的生态效应。

4.4 地域性原则

在具体的应用设计中还要遵循地域性原则,这也是传递当地文化的重要基础。在具体的应用设计中,需要对区域的历史背景、地形特征、气候条件等内容进行整理,从中提取有价值的文化元素,并通过个性化设计的方式来形成个性化景观效果,在提高铺装景观美观性的基础上,起到传播地域文化的作用[1]。

5 园林透水砖铺装施工技术要点

5.1 选择铺装形式

开展园林透水砖铺装施工前,需要对具体的铺装形式进行确定,这也是影响铺装结果艺术性、承载性的重要保障。在对透水砖进行摆放时,需要选择较为固定的几何组成方式,相互两块透水砖之间需要保持良好的咬合性,以此来提高铺装后整体结构的稳固性。在具体的设计过程中,需要根据园区道路的具体用途、承载力要求、临边园林景观特征,来选择恰当的透水砖组合。从目前的使用情况来看,经常使用到透水砖平面构图和适用范围如下:

(1)“一字型”排列组合,其承载性相对较小,容易发生变形,多用于人行道与自行车道的铺设;(2)“花篮型”排列组合,其承载性相对较小,容易发生变形,多用于人行道与自行车道的铺设;(3)“90°人字型”组合,其承载性相对较高,力学性能稳定,多用于机动车道的铺设;④“45°人字型”组合,其承载性相对较高,力学性能稳定,一般会用于机动车道的铺设[2]。

5.2 路基开挖施工

在路基开挖施工阶段,需要注意以下内容:(1)做好园林景观区域的实地测量,了解各个功能分区相互之间的连接方式、行人具体的工作轨迹,根据这些基础资料来筛选最为合适的铺装方法。(2)按要求做好现场施工放样,根据园林景观工程所在区域的地形走势情况,合理控制点密度,利用全站仪、GPS 仪来加快放样速度,提高放样结果准确性,为后续施工活动的进行提供科学参考。(3)使用小型挖掘机参与土方开挖,开挖深度在40-45cm,如果区域内存在地下管线,也需要做好相应的保护工作,避免开挖不当导致不必要损失问题。(4)对于沟壑底部两侧的松土、碎石、垃圾进行清理,同时对基底进行初步整平,随后再利用压路机(等级在6.0-10.0t)对基底进行碾压,次数不能低于4 次,相邻轮距搭接宽度不低于50cm,起到良好的碾压效果。(5)沟壑底部两侧的坡度需要与沟底之间保持120°角,同时可以向外进行倾斜,为后续路缘石的铺设奠定基础。

5.3 路缘石施工

路缘石的作用是提高路体结构的稳固性与承载性,在具体的施工活动中也需要注意以下内容:(1)对沟底密实度、底部标高、沟壑垂直度等参数质量进行校核,满足要求后可进入到下一作业环节。(2)根据实际情况做好前后桩标高、桩距之间的距离进行控制。通常情况下,设计的桩结构间距需控制在10.0-15.0m,也需要在曲线的中部和尾部来增设桩结构,以此来提高桩顶高度与路缘石高度的匹配度。(3)对路沿石进行固定处理,同时还需要在此位置处延伸出边线,沿着边线依次摆放路缘石,并使用小石头加固路缘石底部,防止路缘石晃动的情况,提高路缘石铺装结果的平稳性[3]。(4)完成所有铺装工作后,使用水灰比0.4-0.7 的水泥砂浆灌注相邻路缘石缝隙,浇筑时外部使用土壤进行堆砌,形成良好的路沿石固定环境,为下阶段施工活动的记性奠定基础。

5.4 碎石垫层施工

进入到碎石垫层施工后需要注意以下内容:(1)确保路缘石内部、沟底的水平度,施工过程中提前布设好方格网,方格网尺寸不大于10m×10m,提前对方格网四个边角位置进行定位,从而为后续碎石铺设活动的进行奠定基础。(2)结合现场的实际情况,选择相应等级的碎石,碎石粒径控制在10mm-40mm,材料的压碎概率不能超过15%。在碎石使用前也需要做好材料筛选和过筛处理,确保铺设结果的合理性。(3)在对底层进行摊铺施工时,利用人工摊铺的方式进行处理,大粒径碎石尽量铺设在最底部,以提高整体结构的承载性。而碎石铺装层的中层使用中等粒径碎石进行铺装,确保碎石间的顺利咬合,在提高碎石层平整性的同时,提高碎石层的承载性能。

5.5 粗砂垫层施工

进入到粗砂垫层施工阶段后应注意以下内容:(1)做好粗砂材料的合理选择,粗砂需要在使用前进行水洗,将粗砂含泥量控制在3%以内。缝隙使用细砂进行填充,提升整体结构的稳固性。(2)在具体的铺设中,铺设厚度控制在50mm,粗砂会均匀撒在碎石层上,搭配着灌水、振动等操作,确保粗砂可以顺利进入到碎石缝隙中。随后利用机械设备进行碾压处理,不断提升铺设结构的稳固性。(3)上方再铺设200mm 厚的粗砂,达到预期的铺设高度,随后利用小型压路机进行碾压,为透水砖铺设活动的进行奠定良好基础。

5.6 透水砖铺装施工

完成上述工作后进入到透水砖铺装施工环节,具体施工要点如下:(1)根据设计图纸中的相关内容,选择颜色均匀、物理性能稳定、边线比较整齐、不存在裂纹的透水砖作为施工材料。(2)在具体的铺装过程中,选择在粗砂层上方涂抹硅酸盐水泥,确保所选水泥型号的统一性,禁止水泥混用的情况。(3)完成砂浆结合层铺设后,及时在上方铺设透水砖,利用橡胶锤轻轻敲打透水砖,将透水砖标高控制在同一水平面,(4)铺装工作结束后,在上方铺设锯末和麻袋进行保护,将细砂扫入到缝隙中后完成整个施工活动。

6 结论

综上所述,在园林路面铺装活动中,透水砖具有良好的应用价值。通过整理透水砖铺装设计方法及施工技术应用时需注意的内容,对于提高透水砖铺装结果美观性与艺术性有着积极的促进作用。

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