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1、城市透水路面铺装的LCA评价指标设计_全寿命周期引言随着经济的开展和现代化建设进程加快，许多城镇逐步被钢筋混凝土房屋、大型根底设施、各种不透水场地所取代了原本的绿色。这些不透水材料破坏了地面的天然渗透性从而引发了一系列生态问题。在这种情况在，透水性铺装应运而生，它以其无法比较的透水性和透气性受到了各界的关注，并开始广泛的运用于城市人行道、广场、花园等工程当中。然而，由于我国对透水铺装的研究年限较短、研究力度不够，缺乏国家或行业的评价指标和标准来指导生产，因此，在实际工程中这种不标准性、不统一性导致出现了许多问题。为了推动透水铺装的进一步开展，对其进行全寿命周期评价指标的探讨显得十分必要。1我国
2、透水性路面铺装存在的问题基于透水性路面铺装对生态环境的显著影响，许多国家和地区均在各自的绿色建筑标准中制定了相关的细那么以保证地面的透水能力。例如，我国2022年公布实施的绿色建筑评价标准第4.1.16条及5.1.14条规定，住宅建筑和公共建筑的室外透水地面面积比分别不低于45%和40%。在我国透水性铺装理论以及技术条件都不成熟的条件下，这些强制性规定直接造成了开发商间的跟风建设，只求数量不求质量的建设现象，并由此滋生了一系列问题。1.1选址不当在欧美等国家，透水性铺装的建设过程主要包括5个程序：工程选址与评估透水铺装材料选用与评估透水路面结构设计分析透水路面施工与质量控制透水路面成效评估。这
3、足以看出工程选址的首要作用，然而我国实际建设过程中往往容易无视这个环节，设计缺乏考虑当地的地质条件、降雨量、交通条件等的情况比比皆是，导致铺装设计不符合其技术经济的要求。1.2耐久性差由于施工不当或是透水路面本身强度、抗冻性不够，在生活当中经常可以见到人行道铺装翻修的情况，少达一两年就翻修一次，耐久性能较差，虽然这种翻修不像硬化路面一样是开膛破肚式的，但也需消耗大量的物力、财力。1.3缺乏特色我国城市建设长期以来秉承经济、实用的原那么，对城市景观的重视程度不够高，加之我国缺乏对透水性路面铺装的理论研究，各地相互借鉴成果，这就导致了各地透水铺装毫无特色可言，大局部都非常类似，久而久之就加深了城市
4、铺装的特色危机。1.4不透水由于设计和施工的原因，透水性路面在竣工一段时间后就有可能出现空隙堵塞，无法及时排水的现象，加之我国大局部地区和城市的配套清洗措施不完善，出现这种不透水情况后，大多数都是采取置之不理的态度，直到翻修为止。1.5缺乏理论研究我国对透水性铺装的研究始于20世纪90年代后期，在之后的开展中虽然初步解决了材料强度问题，但对材料仍就没有统一的技术要求，主要是参考国外的一些做法而没有形本钱国的标准，造成我国城市透水铺装理论研究滞后于实践的现象。2评价指标体系模型2.1指标建立的原那么2.1.1目标导向原那么设计的指标体系必须能够全面的表达评价目标的指向和要求，指标体系应以目标为中
5、心，尽可能的全面合理的反映评价对象的本质特征。同时，要求各项指标与目标、各项具体指标间保持一致性。2.1.2可比性原那么各具体指标应该具有可比较性，可比性越强，评价结果才越可信，因此应尽可能将不可比因素转化成可比因素，并剔除不确定性因素。2.1.3系统优化原那么指标体系应以能全面的反映工程为原那么，应统筹各方面的关系，不能顾此失彼，也不能包罗万象，应以较少的指标构建一个合理的指标体系，做到有层次、有重点。2.1.4实用性原那么体系中所列出的各种指标要求具有可取性和实测性，即各指标的选取既要符合国际、国内公认的概念和标准，又要有切实可行的量化方法和定性方法。2.2AHP模型的建立本文对透水路面铺
6、装进行全寿命周期评价，从科学性、全面性、可比性和实用性原那么出发，抓住透水铺装的经济性、实用性、美观性、环保性等少数关键方面，建立如图1所示的评价指标体系。该体系是用AHP方法模型来表达，整个模型由总目标层、分目标层、准那么层、根本指标层四个层次构成。这种方法操作简单、科学适用，既考虑了透水路面铺装的技术可行性，又兼顾了其在全寿命周期内的经济效益。经济性：这是透水铺装技术评价中要考虑的重要方面，一般而言，铺装的经济效益是在结构设计阶段、建筑材料选择阶段、设备选择阶段，建筑后期维护阶段来进行控制的，综合起来，可以运用初始投资和运行维护费用两个指标来反映这四个阶段的所需费用。美观性：透水性路面铺装
7、的美观性最主要是通过规划布局来表达，在铺装的设计阶段就应综合利用色彩搭配、构型设计、地面格局等，做到人造环境与自然完美融合，使之更能满足人类工作、生活、娱乐的要求。环保性：非透水性地面铺装对生态环境破坏有余、建设缺乏，因此，在进行透水铺装的设计时应注重使用耐久的铺装材料和清洗设备以延长铺装的使用寿命，防止重建对环境所造成的负荷，力求建设一种可持续开展的路面。本文根据透水路面铺装在使用中出现的问题，通过调查和分析，选取如下几个指标构成透水性路面铺装全寿命周期指标评价体系：图1透水性路面铺装评价指标体系图3具体指标分析3.1一次性造价目的：控制工程的综合造价，防止通过不顾一切的牺牲经济价值来追求不
8、切合实际的各项指标值。要求：计算一次性投资造价的同时考虑由于新材料或新设备的使用给后期铺装使用耐久年限和维护本钱带来的影响。3.2运行及维护费用目的：防止只考虑降低一次性造价带来后期的运行、维护费用的大幅提高。综合考虑3.1和3.2两项指标那么可以判断在某个工程中采用何种铺装方式可以到达经济上的最优。要求：综合考虑全各时间点的投入和收益，通过计算工程净现值来表示运行费用，原那么上取净现值较大者。ENPV=Bt/(1+i)式中i为利率或贴现率；Bt为t时刻得到的净效益。3.3工程选址与类型匹配度目的：因地制宜，防止建设的不合理性，确保城市透水路面建设的可行性、适用性、实用性和经济性。要求：首先应
9、根据透水性路面的用途、材料等将透水铺装进行分类，再综合考察地址、气候、人文、交通、工程目的等方面的条件，决定是否适合建设透水性路面、建何种类型的透水路面。3.4耐久性目的：耐久性是考察透水路面质量的一个重要方面，也是满足路面使用功能的重要保障。要求：铺装的耐久性可以从耐磨和抗冻性来衡量，其量化标准为冻融试验后抗压强度损失率R=(R-RD)/R某100%式中R为冻融循环后的抗压强度损失率%；R为抗压强度试验结果的平均值MPa；RD为冻融试验后试样抗压强度平均值MPa。一般来说，25次冻融循环试验后，外观质量合格，强度损失不大于20%才能满足抗冻性要求。3.5透水性目的：使雨水能顺利的通过路面排到
10、市政管网或下渗到基地，保证基地的水平衡，为周边的微生物提供水份或使水资源循环使用。要求：铺装的透水性取决于许多参数，难以有统一的量化标准，目前，最要通过孔隙率和透水系数两参数来衡量，孔隙率和透水系数一般遵循以下原那么计算：P=1-m2-m1/V某100%KT=QD/AH(t2-t1)式中m1为试件浸水饱和状态下在水中的质量(g)；m2为试件浸水饱和后擦干外表水，在空气中的质量g；V为试件的外观体积cm。KT为水温T时的透水系数(m/)；Q为从时间t1到t2透过混凝土的水量(mc3)；D为铺装标准试件的厚度(cm)；A为标准试件的面积(cm2)；H为水头(cm)；(t2-t1)为测定时间()。3
11、.6路面负荷与稳定性目的：保证铺装具有人类活动对硬化地面的使用要求，到达一定的稳定性和抗压性，防止在追求铺装的外在美观性而无视其使用功能。要求：为了满足铺装的交通功能，就要使透水性路面到达一定的抗压强度。对于抗压强度一般是分成几个不同的抗压等级来衡量路面是否符合使用功能。Rc=P/A式中P为破坏荷载N；A为试样上垫层压板面积或试样受压面积mm。3.7色彩搭配目的：色彩对整个场地给人的感受起着很重要的作用，良好的色彩的搭配和色彩变化可以丰富和加强路面空间的气氛。要求：色彩及路面铺装图案等的应用要与空间气氛相协调，主要讲求色彩图纹搭配个性的鲜明性。3.8构型设计目的：通过对透水路面的构型，创造出美
12、好的平面图形以及空间形态，增强路面的景观性能，同时还可以通过对路面铺装的构型设计来提高道路交通的平安性。要求：构型设计的优良程度可以从路面铺装的图形、尺度、空间开放度、高差设计、边界设计等几个方面遵循空间协调性原那么来评价。3.9地面格局目的：促使城市中的地面景观与周边建筑物巧妙的结合起来，使之别具一格。要求：地面格局主要通过铺装景观与周边环境的关联度来衡量，地面格局必须满足城市建设整体风格和格局要求。3.10材料的组成设计目的：材料的组成设计对铺装的耐久性以及透水性都有着重要的影响，良好的设计有利于提高铺装的透水性以及使用年限。要求：尽量采用无放射性、无毒害的自然石材等作为铺装材料，注重铺装
13、面层、基层和垫层间不同材料以及材料级配的选择。3.11当地材料目的：使用当地材料，使整个透水路面铺装的具有当地资源的特色，形成独特的乡土景观，更好的表达文化的地域差异。要求：对于当地材料的评定一般采用铺装材料到施工现场的距离，以此来评定其本地性。3.12废弃物处理及噪音防治目的：降低产品生产过程中废弃物的排放量，鼓励对施工废弃物的再利用，减少城市垃圾带来的压力。要求：计算单位施工面积中废料的排放量和回收系数，检验路面铺装的噪音控制标准。目的：尽可能的保存原有特色生态，减少对周边原生态环境的破坏。要求：要求提供在施工时对周边古树，湿地等原生态环境的保护措施，如透水铺装树池的设计等。四结论透水性铺装以其经济合理、技术可行、美化环境的优势在我国的使用越来越广泛，有着广阔的前景，这就决定了市场对有关透水性铺装的国家标准、标准和评价指标需求日益迫切，因此，应积极探索出适合我国国情的透水铺装评价体系来指导生产和标准市场秩序。本文针对透水性路面铺装在我国运用的十几年来出现的一些问题，在遵循生态功能优先、因地制宜、整体优化的原那么上对透水体系的评价指标做出了初略的探讨，至于各指标的权重和评分标准有待进一步的研究。
