摘要：社会经济和工业技术的快速发展促进了城市的开发建设，也带来了一系列生态环境问题。当前，城市内涝已成为中国城市新的痛点。解决这一问题的途径是建设海绵城市，采用透水性铺装等手段渗透雨水。文章从分析海绵城市理念入手，对透水性铺装的概念、优缺点及类型进行阐述，重点研究其在园林中的应用，为透水性铺装的设计和推广提供借鉴。
关键词：海绵城市；透水性铺装；园林设计
随着社会经济和工业技术的快速发展，城市的规模越来越大。在城市化进程中，伴随开发建设而来的是城市内涝、环境污染严重、生态系统退化等一系列问题。造成这些问题的原因之一是城市大面积地表硬化，雨水利用率低，排水不通畅，导致有雨洪灾，无雨旱灾。党的“十八大”报告明确提出要树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，要建设“海绵城市”，这是今后我国城市建设的重大任务。
1 海绵城市理念
海绵城市（Sponge city），是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，能够像海绵一样，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。海绵城市也可称之为“水弹性城市”，国际通用术语为“低影响开发雨水系统构建”。海绵城市建设是遵循生态优先原则，在确保城市排水防涝安全的前提下，充分发挥建筑、道路、绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗、缓释作用，有效控制雨水径流，最大限度地实现雨水在城市区域的自然积存、渗透和净化，促进雨水资源的利用和生态环境保护。海绵城市的建设途径之一是低影响开发（Low impact development），按照对城市生态环境影响最低的开发建设理念，合理控制开发强度，建设自然、生态、绿色的基础设施。在城市中保留足够的生态用地，控制城市地面不透水面积比例，多采用透水性铺装材料，最大限度的减少对城市原有水生态环境的破坏[1]。
2 透水性铺装概述
2.1 透水性铺装简介
所谓铺装材料，是指覆盖在地面的硬质的自然或人工的铺地材料。常见的铺装材料有混凝土、砖、石板、卵石、砂砾、木材等。透水性铺装（permeable paving）是一种由一系列与外部空气相连通的多孔形结构组成骨架，可使雨水能通过铺装内的间隙还原到地下的地面铺装。一般的铺装材料如混凝土类，考虑到强度和耐久性要求，都会采用孔隙率小的密实骨料，基本上不透水。这些不透水、不透气的地面在为人们提供便利的同时，也给城市的生态环境带来许多负面影响，主要体现在以下方面：⑴雨水长期不能渗入地下，造成城市地下水位下降，影响地表植物的生长；⑵不透气的地面使路面容易发热，城区的温度升高，产生热岛效应；⑶道路容易积水，降低道路的舒适性和安全性，不利于排水。地面采用透水性铺装，增大透水透气面积，就可以有效缓解以上这些负面影响，使城市与自然协调发展。
2.2 透水性铺装优缺点
2.2.1 优点
作为一种环保的铺装材料，透水性铺装的优点具体表现在以下几个方面：
⑴行走舒适
路面透水性好，可减少积水和溅水，雨天行走舒适。
⑵美化景观
城市中常见的黑色混凝土路面，给人单一、压抑、凝重的感觉。透水性混凝土可以通过在粘结剂中掺入各种色料，使其颜色变得丰富多彩，铺设时可形成各种图案，还可以结合周围景观自由设计，美化城市道路。
⑶改善交通环境
透水性铺装表面由于孔隙的存在，使得投射到表面上的光线产生扩散和反射，可减轻雨天地面反射和夜间照明反光，提高车辆行驶及路人行走的安全性。同时，材料的多孔结构可分散车辆的行走噪声，具有吸音效果，有助于创造安静的交通环境。
⑷补充地下水源
铺装的渗透能力使雨水迅速渗入地下，减轻城市排水系统负担，涵养地下水，补充水源。
⑸维护土壤生态平衡
透水性铺装具有良好的渗水性及保湿性，可提高地表的透水、透气性，保持土壤湿度，使地面以下的动植物及微生物的生存空间得到有效的保护，很好地体现了“与环境共生”的可持续发展理念。
⑹缓解热岛效应
透水性铺装材料具有较大的孔隙率，蓄热性小，铺装下垫层土壤中丰富的毛细水蒸发的水蒸汽会增加空气的湿度，降低路面的温度，缓解城市热岛效应。
2.2.2 缺点
⑴透水性铺装使用多年后，材料孔隙中堆积的砂土、灰尘、油污等会导致堵塞，降低透水率。需要根据情况进行高压清洗维护，将堵塞孔隙的颗粒冲走，恢复其透水能力。
⑵铺装骨料的大孔隙率使其强度不及硬性铺装，大型车辆长期行走会压坏材料的多孔形结构，使路面凹凸不平，降低车辆通行速度和影响道路性能。考虑到交通道路的承重要求，透水性铺装适合轻交通路面。
3 透水性路面类型
⑴透水性混凝土
透水性混凝土又称多孔混凝土，是采用水泥、水、增强剂掺配高质量的同粒径或间断级配骨料所组成的，孔隙率为15～25%的混凝土。这类混凝土拥有色彩优化配比方案，能够配合设计师的独特创意，实现不同环境和个性所要求的装饰风格（图1）。透水性混凝土可大规模用于道路铺设，但由于结构特点，也存在耐久性差，容易堵塞，不易维护等缺点，主要用于停车场、人行道、轻交通路面等。
⑵透水性沥青混合料
沥青路面是以沥青混合料作为面层的路面结构。传统的沥青路面结构层孔隙率
一般保持在4～6%。透水性沥青混合料属于骨架-空隙结构沥青混合料，压实后孔隙率可达到25%，能够在混合料内部形成排水通道[2]。路面整体结构性好，表面平整度较高，承载能力较好，主要用于公路、城市机动车道、停车场等（图2）。
图1 透水性混凝土路面 图2 透水性沥青路面
⑶透水砖
透水砖起源于荷兰，是荷兰人在围海造城的过程中发明的，下雨时雨水能通过砖与砖之间2mm的缝隙渗入地下。目前应用的透水砖是用特级定制水泥、级配集料及胶结剂等进行组合设计炼制而成，雨水可通过集料的缝隙进入地下层 [3]。透水砖颜色丰富，比较常见的颜色有：红色、绿色、黄色、蓝色、黑色、灰色、褐色、棕色、咖啡色。透水砖从材料和制备工艺上可分为两类，一类是陶瓷透水砖，需高温烧结；另一类是非陶瓷透水砖，无须烧结[4]。透水砖直接在地面上铺装，方便快捷，但是整体性较差，表面接缝多，平整度不好，承载能力相对较低，主要用于广场、人行道等（图3）。
⑷特殊透水性材料
在古典园林中，铺装多采用方砖、石块、碎石、卵石、砂砾等材料，设计成独特的铺地景观，不仅能发挥园路的通行、透水功能，还能起到美化环境、营造园林意境的作用（图4）。一些沿海城市还将贝壳作为透水材料，营造出良好的生态效果。选择质地坚实的贝壳，经处理后散铺在广场的局部、游步道或者树池中，既可利用贝壳独特的纹理和色泽营造景观效果，又有生态效应，并且造价低廉，损坏后容易更换[5]。
图3 透水砖铺地 图4 卵石铺地
4 透水性铺装在园林中的应用
4.1 园路的类型
园路，指园林中的道路、广场等各种铺装地面，包括园路布局、路面层结构和地面铺装等设计。园路是园林的重要组成部分，是园林的脉络，其功能主要有交通联系、引导游览、组织空间、丰富景观、组织排水等。园路可分为以下几种类型：
⑴主干道
是指从主入口通向全园各景区中心、各主要建筑、主要景点、主要广场的道路，是园内大量游人所要行进的路线，还要考虑少量车辆的通行。主干道宽度一般在3.5～6.0m，通常不超过6m。
⑵次干道
分散在各景区，联系各个景点、建筑，对主干道起辅助作用，宽度一般为2.0～3.5m。
⑶游步道
供散步休息，引导游人进一步深入到山上、水边、林中等自由布置的小路。一般而言单人行的园路宽度为0.8～1.0m，双人行的路宽为1.2～2.0m，设计上应尽量满足二人并行的需求。
⑷活动广场
位于园门入口或建筑前面的广阔铺装场地，供游人集散交通、开展活动、休息观景等，常常是各级园路的交汇点。
⑸园务路
为便于园务运输、养护管理等而建造的有专门入口的园路，与主干道相通。
4.2 园林铺装材料的功能
园林铺装材料具有许多实用功能和美学功能，主要体现在以下方面：
⑴提供高频率的使用
铺装地面具有能经受大量而长久的车辆滚压、人行踩踏磨损的特性，能在一年四季的任何气候条件下发挥作用。设计合理的铺装材料不仅可以提供高频度的使用，而且不需要太多的维修，节省费用。
⑵控制游览的速度和节奏
铺装路面的宽窄和材料的形状能影响行走的速度和节奏。路面宽敞，游人能随意停下来观景而不会妨碍别人通行，运动速度缓慢。粗糙的铺装材料，或者特殊的铺设式样，也会影响游人的行走节奏[6]。
⑶提供休息的场所
当铺装地面不是带状而是以片状、无方向性的形式出现时，会暗示着一个静态停留感。这类地面常用于园路的停留点和休息地，或用于人流的集散点、景观的交汇中心等，如园林中的广场。
⑷创造视觉趣味
园林铺装材料具有美学和景观功能，设计美观的铺装图案不仅能提供观赏，还能形成强烈的地方色彩。如中国古典园林中的花街铺地、威尼斯圣马可广场和罗马市政广场的石材图案铺地等。
4.3 透水性铺装的应用
根据《公园设计规范》，园路面层材料应与公园风格和使用功能相协调，不应采用抛光面材。人行道、广场、停车场及车流量较少的道路宜采用透水性铺装，铺装材料应保证其透水性、抗变形及承压能力[7]。结合园路的类型和铺装材料的功能，透水性铺装在园林中的应用要点如下：
⑴现代园林的主干道要满足大量行人和少量车辆（游览电瓶车、管理用车等）的通行需求，还有宽度的要求，可采用透水性混凝土铺装，并可结合色彩和图案来体现景观特色。古典园林的主干道根据需要可采用砂砾铺地，既效法自然又有排水效果，行走时还沙沙作响，别有一番韵味，营造出古朴、典雅的意境。
⑵次干道联系园区的各个景点，游人主要通过步行来观景，铺装上可采用各类透水砖。透水砖尺寸多样，颜色丰富，可通过不同的组合拼贴方式来展示几何图案之美，设计独具风格的铺装景观，给园景增色。
⑶游步道是引导游人深入景点，完全融入大自然景观的道路，优美的线形及铺装设计结合地形、景观的变化，能给游人带来丰富的视觉体验与游憩享受。苏州古典园林中著名的花街铺地，就是以卵石、碎砖、碎瓷片、石片等材料铺成各种图案花纹（梅花、海棠、仙鹤、孔雀等）的路面，就地取材，经济实用，工艺精美，不仅赏心悦目，富有情趣，还有深厚的文化底蕴，而且生态环保，排水性能好（图5）。卵石铺地也是常用的铺装类型，耐磨性好，有自然野趣。立铺的卵石路还可以作为健身径，用来脚底按摩。游步道还可以采用嵌草路面，在砖、石等块料路面铺装时，在块料之间留有空隙，在其间种草，如冰裂纹嵌草路、空心砖纹嵌草路、人字纹嵌草路等。游步道的铺装通常不限于一种材料，可以通过多种铺装材料的组合来控制游人的运动方向和行走节奏，避免单调和审美疲劳。
⑷广场以集散和活动为主，也兼备停留、休息功能，铺装材料要平坦、耐磨、透水，大面积的铺装宜采用透水砖，要注重颜色的搭配和图案花纹设计，以求美观、大方、协调，创造视觉趣味，体现环境特色，给游人留下良好印象。
⑸停车场宜采用嵌草砖铺装，可使停车与绿化功能合二为一。嵌草砖又称植草砖，是具有植草孔，能够降低地面温度，有绿化作用的混凝土砖，灰色或彩色，草坪覆盖率可达30%，排水效果好（图6）。除了嵌草砖外，停车场还可采用透水性沥青铺装。
图5 花街铺地 图6 嵌草砖铺地
5 结语
现代意义上的透水性铺装于20世纪30年代开始在国外使用，20世纪90年代后，使用透水材料代替传统材料铺装已成为发达国家城市建设的共识。在大力推进生态文明建设的今天，透水性铺装建设作为海绵城市建设的一个重要环节，需要积极推广应用。要从当地的具体情况出发，充分考虑其适宜性，选择合理的材料和铺设方法，并进行严格的管理和养护。要将透水性铺装建设与园林绿化工程紧密结合，充分发挥其通行、景观和生态功能，改善环境，推进城市生态化建设。
参考文献：
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2015.
[2]应君,张青萍. 海绵城市理念下城市透水性铺装的应用研究[J]. 现代城市研究, 2016,(7):42-46.
[3]王尧. 园林工程中透水性铺装的应用设计与施工[J]. 建材与装饰, 2016,(4):65-66.
[4]周超群,曾令可,程小苏等. 透水砖研究现状及应用前景[J]. 中国陶瓷,2017,53(9):6-10.
[5]于杨. 透水性铺装在园林中的应用[J]. 现代农业科技,2010,(6):225-226.
[6] [美]诺曼K·布思,曹礼昆等译. 风景园林设计要素[M]. 北京:中国林业出版社,1989.
[7]中华人民共和国住房和城乡建设部. 公园设计规范[M]. 北京:中国建筑工业出版社,2016.
论文作者:周春燕
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/2
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