論文摘要:近年來,透水性鋪裝在我國受到了越來越高的重視,其使用范圍也日益廣泛,但我國對其的理論研究力度還不夠,缺乏相應的技術標準和規(guī)范,因此,透水路面鋪裝在設計和使用過程中出現(xiàn)了大量問題。本文針對透水路面鋪裝所存在的問題,運用全壽命周期思想,通過采用層次分析法,對透水路面的技術-經濟評價指標進行了初步的探討,以期為我國透水性路面鋪裝的評價或深入研究提供參考。
論文關鍵詞:透水性鋪裝,全壽命周期,耐久性,透水性
引言
隨著經濟的發(fā)展和現(xiàn)代化建設進程加快,許多城鎮(zhèn)逐步被鋼筋混凝土房屋、大型基礎設施、各種不透水場地所取代了原本的綠色。這些不透水材料破壞了地面的天然滲透性從而引發(fā)了一系列生態(tài)問題。在這種情況在,透水性鋪裝應運而生,它以其無法比擬的透水性和透氣性受到了各界的關注,并開始廣泛的運用于城市人行道、廣場、花園等項目當中。然而,由于我國對透水鋪裝的研究年限較短、研究力度不夠,缺乏國家或行業(yè)的評價指標和標準來指導生產,因此,在實際工程中這種不規(guī)范性、不統(tǒng)一性導致出現(xiàn)了許多問題。為了推動透水鋪裝的進一步發(fā)展,對其進行全壽命周期評價指標的探討顯得十分必要。
1我國透水性路面鋪裝存在的問題
基于透水性路面鋪裝對生態(tài)環(huán)境的顯著影響,許多國家和地區(qū)均在各自的綠色建筑標準中制定了相關的細則以保證地面的透水能力。例如,我國2006年頒布實施的《綠色建筑評價標準》第4.1.16條及5.1.14條規(guī)定,住宅建筑和公共建筑的室外透水地面面積比分別不低于45%和40%。在我國透水性鋪裝理論以及技術條件都不成熟的條件下,這些強制性規(guī)定直接造成了開發(fā)商間的跟風建設,只求數(shù)量不求質量的建設現(xiàn)象,并由此滋生了一系列問題。
1.1選址不當
在歐美等國家,透水性鋪裝的建設過程主要包括5個程序:工程選址與評估→透水鋪裝材料選用與評估→透水路面結構設計分析→透水路面施工與質量控制→透水路面成效評估。這足以看出工程選址的首要作用,然而我國實際建設過程中往往容易忽視這個環(huán)節(jié),設計缺乏考慮當?shù)氐牡刭|條件、降雨量、交通條件等的情況比比皆是,導致鋪裝設計不符合其技術經濟的要求。
1.2耐久性差
由于施工不當或是透水路面本身強度、抗凍性不夠,在生活當中經?梢砸姷饺诵械冷佈b翻修的情況,少達一兩年就翻修一次,耐久性能較差,雖然這種翻修不像硬化路面一樣是“開膛破肚”式的,但也需耗費大量的物力、財力。
1.3缺乏特色
我國城市建設長期以來秉承“經濟、實用”的原則,對城市景觀的重視程度不夠高,加之我國缺乏對透水性路面鋪裝的理論研究,各地相互借鑒成果,這就導致了各地透水鋪裝毫無特色可言,大部分都非常類似,久而久之就加深了城市鋪裝的“特色危機”。
1.4不透水
由于設計和施工的原因,透水性路面在竣工一段時間后就有可能出現(xiàn)空隙堵塞,無法及時排水的現(xiàn)象,加之我國大部分地區(qū)和城市的配套清洗措施不完善,出現(xiàn)這種不透水情況后,大多數(shù)都是采取置之不理的態(tài)度,直到翻修為止。
1.5缺乏理論研究
我國對透水性鋪裝的研究始于20世紀90年代后期,在之后的發(fā)展中雖然初步解決了材料強度問題,但對材料仍就沒有統(tǒng)一的技術要求,主要是參考國外的一些做法而沒有形成本國的規(guī)范,造成我國城市透水鋪裝理論研究滯后于實踐的現(xiàn)象。
2評價指標體系模型
2.1指標建立的原則
2.1.1目標導向原則
設計的指標體系必須能夠全面的體現(xiàn)評價目標的指向和要求,指標體系應以目標為中心,盡可能的全面合理的反映評價對象的本質特征。同時,要求各項指標與目標、各項具體指標間保持一致性。
2.1.2可比性原則
各具體指標應該具有可比較性,可比性越強,評價結果才越可信,因此應盡可能將不可比因素轉化成可比因素,并剔除不確定性因素。
2.1.3系統(tǒng)優(yōu)化原則
指標體系應以能全面的反映項目為原則,應統(tǒng)籌各方面的關系,不能顧此失彼,也不能包羅萬象,應以較少的指標構建一個合理的指標體系,做到有層次、有重點。
2.1.4實用性原則
體系中所列出的各種指標要求具有可取性和實測性,即各指標的選取既要符合國際、國內公認的概念和標準,又要有切實可行的量化方法和定性方法。
2.2AHP模型的建立
本文對透水路面鋪裝進行全壽命周期評價,從科學性、全面性、可比性和實用性原則出發(fā),抓住透水鋪裝的經濟性、實用性、美觀性、環(huán)保性等少數(shù)關鍵方面,建立如圖1所示的評價指標體系。該體系是用AHP方法模型來表達,整個模型由總目標層、分目標層、準則層、基本指標層四個層次構成。這種方法操作簡單、科學適用,既考慮了透水路面鋪裝的技術可行性,又兼顧了其在全壽命周期內的經濟效益。
經濟性:這是透水鋪裝技術評價中要考慮的重要方面,一般而言,鋪裝的經濟效益是在結構設計階段、建筑材料選擇階段、設備選擇階段,建筑后期維護階段來進行控制的,綜合起來,可以運用初始投資和運行維護費用兩個指標來反映這四個階段的所需費用。
美觀性:透水性路面鋪裝的美觀性最主要是通過規(guī)劃布局來體現(xiàn),在鋪裝的設計階段就應綜合利用色彩搭配、構型設計、地面格局等,做到人造環(huán)境與自然完美融合,使之更能滿足人類工作、生活、娛樂的要求。
環(huán)保性:非透水性地面鋪裝對生態(tài)環(huán)境破壞有余、建設不足,因此,在進行透水鋪裝的設計時應注重使用耐久的鋪裝材料和清洗設備以延長鋪裝的使用壽命,避免重建對環(huán)境所造成的負荷,力求建設一種可持續(xù)發(fā)展的路面。
實用性:透水性鋪裝的建設要符合一定的工程目的和使用要求,因此,為了滿足人類對透水路面交通功能需求,其結構設計要求能符合一定的力學性能。
本文根據(jù)透水路面鋪裝在使用中出現(xiàn)的問題,通過調查和分析,選取如下幾個指標構成透水性路面鋪裝全壽命周期指標評價體系:
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![](/images-w/news_dt/2016-04/20160423-3258-134413.gif)
圖1透水性路面鋪裝評價指標體系圖
3具體指標分析
3.1一次性造價
目的:控制項目的綜合造價,防止通過不顧一切的犧牲經濟價值來追求不切合實際的各項指標值。
要求:計算一次性投資造價的同時考慮由于新材料或新設備的使用給后期鋪裝使用耐久年限和維護成本帶來的影響。
3.2運行及維護費用
目的:防止只考慮降低一次性造價帶來后期的運行、維護費用的大幅提高。綜合考慮3.1和3.2兩項指標則可以判斷在某個項目中采用何種鋪裝方式可以達到經濟上的最優(yōu)。
要求:綜合考慮全各時間點的投入和收益,通過計算項目凈現(xiàn)值來表示運行費用,原則上取凈現(xiàn)值較大者。
ENPV=∑Bt/(1+i)
式中i為利率或貼現(xiàn)率;Bt為t時刻得到的凈效益。
3.3工程選址與類型匹配度
目的:因地制宜,避免建設的不合理性,確保城市透水路面建設的可行性、適用性、實用性
和經濟性。
要求:首先應根據(jù)透水性路面的用途、材料等將透水鋪裝進行分類,再綜合考察地址、氣候、人文、交通、工程目的等方面的條件,決定是否適合建設透水性路面、建何種類型的透水路面。
3.4耐久性
目的:耐久性是考察透水路面質量的一個重要方面,也是滿足路面使用功能的重要保障。
要求:鋪裝的耐久性可以從耐磨和抗凍性來衡量,其量化標準為凍融試驗后抗壓強度損失率
ΔR=(R-RD)/R*100%
式中ΔR為凍融循環(huán)后的抗壓強度損失率(%);R為抗壓強度試驗結果的平均值(MPa);RD為凍融試驗后試樣抗壓強度平均值(MPa)。一般來說,25次凍融循環(huán)試驗后,外觀質量合格,強度損失不大于20%才能滿足抗凍性要求。
3.5透水性
目的:使雨水能順利的通過路面排到市政管網或下滲到基地,保證基地的水平衡,為周邊的微生物提供水份或使水資源循環(huán)使用。
要求:鋪裝的透水性取決于許多參數(shù),難以有統(tǒng)一的量化標準,目前,最要通過孔隙率和透水系數(shù)兩參數(shù)來衡量,孔隙率和透水系數(shù)一般遵循下列原則計算:
P=[1-(m2-m1)/V]*100%
KT=QD/AH(t2-t1)
式中m1為試件浸水飽和狀態(tài)下在水中的質量(g);m2為試件浸水飽和后擦干表面水,在空氣中的質量(g);V為試件的外觀體積(cm)。KT為水溫T℃時的透水系數(shù)(m/s);Q為從時間t1到t2透過混凝土的水量(mc3);D為鋪裝標準試件的厚度(cm);A為標準試件的面積(cm2);H為水頭(cm);(t2-t1)為測定時間(s)。
3.6路面負荷與穩(wěn)定性
目的:保證鋪裝具有人類活動對硬化地面的使用要求,達到一定的穩(wěn)定性和抗壓性,避免在追求鋪裝的外在美觀性而忽視其使用功能。
要求:為了滿足鋪裝的交通功能,就要使透水性路面達到一定的抗壓強度。對于抗壓強度一般是分成幾個不同的抗壓等級來衡量路面是否符合使用功能。
Rc=P/A
式中P為破壞荷載(N);A為試樣上墊層壓板面積或試樣受壓面積(mm)。
3.7色彩搭配
目的:色彩對整個場地給人的感受起著很重要的作用,良好的色彩的搭配和色彩變化可以豐富和加強路面空間的氣氛。
要求:色彩及路面鋪裝圖案等的應用要與空間氣氛相協(xié)調,主要講求色彩圖紋搭配個性的鮮明性。
3.8構型設計
目的:通過對透水路面的構型,創(chuàng)造出美好的平面圖形以及空間形態(tài),增強路面的景觀性能,同時還可以通過對路面鋪裝的構型設計來提高道路交通的安全性。
要求:構型設計的優(yōu)良程度可以從路面鋪裝的圖形、尺度、空間開放度、高差設計、邊界設計等幾個方面遵循空間協(xié)調性原則來評價。
3.9地面格局
目的:促使城市中的地面景觀與周邊建筑物巧妙的結合起來,使之別具一格。
要求:地面格局主要通過鋪裝景觀與周邊環(huán)境的關聯(lián)度來衡量,地面格局必須滿足城市建設整體風格和格局要求。
3.10材料的組成設計
目的:材料的組成設計對鋪裝的耐久性以及透水性都有著重要的影響,良好的設計有利于提高鋪裝的透水性以及使用年限。
要求:盡量采用無放射性、無毒害的自然石材等作為鋪裝材料,注重鋪裝面層、基層和墊層間不同材料以及材料級配的選擇。
3.11當?shù)夭牧?br>
目的:使用當?shù)夭牧,使整個透水路面鋪裝的具有當?shù)刭Y源的特色,形成獨特的鄉(xiāng)土景觀,更好的體現(xiàn)文化的地域差異。
要求:對于當?shù)夭牧系脑u定一般采用鋪裝材料到施工現(xiàn)場的距離,以此來評定其本地性。
3.12廢棄物處理及噪音防治
目的:降低產品生產過程中廢棄物的排放量,鼓勵對施工廢棄物的再利用,減少城市垃圾帶來的壓力。
要求:計算單位施工面積中廢料的排放量和回收系數(shù),檢驗路面鋪裝的噪音控制標準。
3.13原生態(tài)保護
目的:盡可能的保留原有特色生態(tài),減少對周邊原生態(tài)環(huán)境的破壞。
要求:要求提供在施工時對周邊古樹,濕地等原生態(tài)環(huán)境的保護措施,如透水鋪裝樹池的設計等。
四結論
透水性鋪裝以其經濟合理、技術可行、美化環(huán)境的優(yōu)勢在我國的使用越來越廣泛,有著廣闊的前景,這就決定了市場對有關透水性鋪裝的國家標準、規(guī)范和評價指標需求日益迫切,因此,應積極探索出適合我國國情的透水鋪裝評價體系來指導生產和規(guī)范市場秩序。本文針對透水性路面鋪裝在我國運用的十幾年來出現(xiàn)的一些問題,在遵循生態(tài)功能優(yōu)先、因地制宜、整體優(yōu)化的原則上對透水體系的評價指標做出了初略的探討,至于各指標的權重和評分標準有待進一步的研究。
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