基于“海绵城市”理念的城市道路设计
2020-07-27江苏交科交通设计研究院有限公司王见
江苏交科交通设计研究院有限公司 / 王见
在可持续发展的进程中,“海绵城市”的概念越来越多的得到人们的重视和关注。在实际应用中,水资源的利用率开始得到提升,城市功能得到了高效发挥,这对于保护生态环境,促进城市经济发展都具有推动意义。本文将对“海绵城市”理论的重要性做出分析,并详细讨论城市道路建设的方式方法,希望对城市建设提供参考。
1.城市道路建设现状
在我国经济快速发展之下,城市化速度加快,城市规模和数量在逐渐扩大,随之而来的是道路的不断增加,这样一来,地面硬化率日渐突出,雨水的渗透力被减弱。尤其在强降雨季节,由于地面渗透力弱,雨水聚积难以下渗,导致大量积水汇集成流,这就导致了一些城市的内涝,而且大面积积水还会使城市的温室效应和热岛效应加剧,引发极端天气。根据统计,目前城市道路占地面积是城市占地面积的15%-20%,虽说有些道路可以实现对雨水的收集,但是这些收集起来的水资源并不能得到较好的循环利用,使水资源被浪费。在这样的情况下,“海绵城市”的理念产生,海绵城市主要是使用新型的路面,提高地表雨水渗透力,能够良好的处理径流水质和水量。
2.“海绵城市”的概念
为了适应环境发展,城市建设中开始坚持海绵城市的理念,海绵城市主要以确保环境生态可持续为基础,将人工环境与自然环境相融合,在一定程度上确保了城市中的排水和防涝,汇集来的雨水进行净化后,可实现水资源再利用,在一定程度上达到了自然环境保护的目的。在建设海绵城市时,城市建设管理人员要对各种水资源如自然降水、地表水、地下水等给予充分重视,做好这些水资源的处理工作,实现给排水的协调。
建设海绵城市的主要目的是改善城市的雨水问题,比如缺水、雨水径流、雨水灾害等。对于雨水的处理主要有三种:其一,保护生态环境,比如对天然河流、湖泊、池塘、湿地等进行保护,使城市可以更好的存储水资源。其二,对被破坏的生态环境进行恢复。其三,建设海绵城市,利用LID技术及基础设施建立海绵体,对水渗透较弱的地区进行改善,优化城市的水环境。
3.“海绵城市”在城市道路建设中的重要作用
现如今,在发展经济的推动下,城市建设变得更加紧锣密鼓,道路建设是城市建设工程中的重要组成部分,在其迅速发展过程中,道路的硬化率逐年开始上升,在雨水较多的时候,这些水资源可以被更多的收集起来,但是在水资源匮乏的今天,大部分城市并没有对这些雨水资源加以重视和利用,这就直接导致了这些城市水资源被浪费。所以,海绵城市理念在城市建设中开始被推行和应用,它可以实现城市绿化带的水分补给,也有利于地下水的及时补充,有利于推动整个城市的生态建设。
4.“海绵城市”工程建设的原则
坚持海绵城市的理念,可以实现对城市雨洪的高效管控,使城市能够提高抵抗自然灾害和洪涝的能力。因此建设海绵城市要遵循以下原则:
(1)坚持生态优先。建设海绵城市,是为了提高城市的储水能力,让城市能够像海绵一样具备处理雨洪的弹性能力。使城市水生态保持健康,因此在建设海绵城市时,首先要考虑的是生态。
(2)兼顾地上和地下水资源。在城市道路设计中融入海绵城市理念,可以保证城市拥有良好的防水排涝能力,同时也具备积存雨水以及渗透雨水两大功能,更好地补充传统的给排水资源,让海绵道路发挥其最大价值。因此,我们要提升海绵城市的覆盖面积,使海绵城市的理念推动城市发展朝着生态化健康化迈进。
5.设计海绵道路的要点
(1)以往城市道路大部分由伸缩缝分开的混凝土板构成,如果长时间遭受车辆碾压,容易出现断裂、压碎和掉角的现象。在海绵城市的概念中,道路设计上要首先处理坏板问题。道路中极个别遭受破坏的板块,可以对其采用砸碎、拆除的方法来修补,使用比原来的混凝土路面标高的材料浇筑施工。道路中如果有轻度的破损和掉角,则不需要破碎道路,直接在原来的位置利用切缝机切出正方形区域,人工将其凿除清理,最后再利用水泥混凝土进行浇筑。
(2)合理使用路缘石。建设海绵城市时,通常采用603号花岗岩条石,用机器对露明面进行切割,直线段和曲线段的长度均是1cm。路缘石的抗压性能强,在压力大于100Mpa时,路缘石的磨损均小于5%。在沥青路面当中,通常采用铺设路缘石的方式铺设,对沥青水的稳定性要求是,浸水后,马歇尔残留稳定度超过80%,冻融劈裂强度应超过75%。
6.海绵道路设计方式
(1)城市道路边坡支护。在进行城市道路边坡防护时,主要采取两种方式,即坡面防护、冲刷防护,有些城市还使用了灰浆防护以及植草被防护,现在城市发展中,植草、植树是最常用的防护手段。但是在构建石质边坡时,它的施工比较繁琐,会影响环境以及生态。因此,运用海绵城市的建设理念,能够有效保护城市生态及边坡质量。在设计中,通过分析岩层性质,精准核算边坡比,对坡度进行放缓。在增强支护方面,采用方格网植草及挂喷土植草。为使雨水收集达到一定效果,增强雨水渗透力,可在边坡的坡脚利用碎石设排水沟。
(2)设计道路人行道。在进行城市道路设计过程中,需要根据情况来进行合理的设计,像一些载荷量较小的公园、人行道或者小区,在铺设道路时,可以使用透水人行道板,用碎石垫层。要想在路基铺设过程中免受外界因素影响,隔离层需要被设计在道路的一侧,道路的深度需要根据碎石沟深度来确定。这样,更方便人行道以及碎石层雨水处理。在人行道一侧设置渗水层,能够提升使雨水集中处理的效果。在进行人行道透水时,要对土基的渗透系数进行着重考虑,为了最大限度保证人行道的渗水功能,就必须确保渗透面和地下水位之间的距离符合要求,使海绵城市的道路设计符合工程预期标准。
(3)合理选择路面材料。在城市道路建设中,水泥混凝土和沥青混凝土是最主要的两种常用材料,使用这两种材料,能够使建设海绵城市的要求得到很好的实现。目前,大多数城市进行海绵城市建设时,设计中主要使用的是组合透水沥青路面。采用这种方法,增强了雨水的排放效果,但是在净水、蓄水方面的功能相对较弱,雨水利用率低。另外还有一种方式,是将路面的雨水逐步深入到地基,这种方法适用于车流量小的路段。因此,不同位置的道路线路,需要采用不同的路面材料进行设计施工,确保道路的“海绵”属性得到最大发挥,满足城市道路建设的环保要求。
(4)设计横坡和绿化带。传统的道路设计中,道路中间高,两边低,一般都是将雨水在重力作用下,分流到道路两边,继而使雨水进入排水系统,但是许多地区绿化带比路面高,因此想要建设海绵城市,就要将绿化带放在道路中间,提高雨水的收集和利用效果,还可以降低城市绿化带的养护成本。
7.结束语
综合本文分析可以看出,将“海绵城市”这一理念应用在城市的道路建设中,能有效避免水资源缺乏,同时可以防止内涝情况,使城市水的质量得到保证,保证城市生态能够良性循环。所以,在城市建设过程中,相关部门要首先考虑引入海绵城市理念,构建良性循环的水资源利用的体系,推动城市可持续发展。