海绵城市理念在城市道路设计中的应用

海绵城市理念在城市道路设计中的应用

上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司武汉分院湖北武汉430071

摘要:近年来城市化发展进程不断加快,但在各个城市发展过程中普遍存在城市内涝、水资源匮乏及雨水径流污染等问题,这对城市的长远发展带来了较大的影响。一直以来城市建设中路面都被大面积硬化处理,城市排水及内涝问题的解决需要依赖于大水管及泵站来完成,这也是导致城市水患频发的主要原因。针对于这种情况,可以在当前城市道路工程建设中应用“海绵城市”的理念,这样不仅实现了资源的综合利用,而且有利于促进城市功能的有效发挥,对于社会经济和城市生态环境发展建设具有极为重要的意义。文章从海绵城市理念在市政道路建设中应用的重要性入手,分析了基于海绵城市理念的城市道路设计方式,并进一步对海绵城市理念在城市道路工程中的应用要点进行了具体的阐述。

关键词:海绵城市;理念;城市道路;设计应用

1海绵城市与城市道路系统

1.1海绵城市

海绵城市是新一代的城市雨洪管理概念,代表着城市在适应环境变化等方面“弹性”的增强。受雨洪的影响,部分城市人民出行容易受到阻碍。另外,如城市道路积水过深,还会导致排水系统失灵,对城市的运转产生极为严重的影响。根据海绵城市建设要求,应采用低影响开发建设理念,通过不同下垫面类型的低影响开发设施的建设,提高城市应对城市环境变化或自然灾害的能力,这样即能保护城市环境,又可改善城市面貌,同时也可有效控制雨洪水,一举两得。

1.2城市道路系统

城市道路系统构成情况较复杂,主要包括以下内容:①城市道路横断面(机动车道与非机动车道、绿化带、边沟等)。功能在于为人民出行提供便利,改善城市面貌。②停车场。在人民生活水平不断提高的今天,私家车数量越来越多,停车场逐渐成为了城市道路系统的重要组成部分。③广场。功能在于为城市人民休闲娱乐提供室外场所。④道路交叉。

2城市道路设计中海绵城市理念的应用的重要性

2.1有利于对地下水资源进行全面补充

在传统的海绵城市结构设计过程中,过于重视雨水在地下系统的排出情况,使其在城市管网内快速流入河流中,虽然此类方式可以达到一定的排水效果,但是,会导致81%左右的雨水浪费,无法满足当前资源利用要求。然而,相关部门在使用海绵城市设计方式的过程中,可以使雨水更好地渗入地面,在层层过滤的情况下,可以进入地下水系统中,更好地补充地下系统的水资源。同时,可以利用LID系统等对其进行全面的处理,达到预期的设计目的。

2.2有利于减少城市洪峰的流量

相关部门在传统海绵城市设计的过程中,只重视排水系统的建设情况,依靠排水管网等对雨水进行处理,难以满足城市开发水资源管理需求,在一定程度上会导致城市排水管网受到严重负荷,出现洪峰问题。然而,从20世纪末开始使用海绵城市设计方式期间,制定了完善的渗水管理机制、滞水管理机制、蓄水管理机制,形成多元化的雨水排放渠道,能够减轻排水管网受到的压力,降低洪峰问题,提高工作效率,增强海绵城市建设系统的使用效果,达到预期的设计目的。

2.3有利于减少雨水污染问题

在多雨季节中,雨水会导致路面垃圾与重金属物质等被冲刷,导致污染物流入排水管网中,出现严重的污染问题,严重影响城市居民的发展,生态环境受到严重污染。然而,20世纪末在使用海绵城市设计方式期间,能够利用合理的道路设计方式,使得雨水渗漏到地下,规避冲刷问题,同时,还能建设先进的生态系统与土壤微生物分解系统,提高城市道路的设计水平,满足当前实际发展需求,提高设计工作水平。

3基于海绵城市理念的城市道路设计方式

3.1城市道路的路面材料选择

一直以来城市道路路面都是以沥青混凝土和水泥混凝土为主,但在利用海绵城市理念设计城市道路过程中,对于城市道路路面材料则需要科学选择。为了使沥青路面达到较好的透水性,在实际建设过程中,可以让路面水从面层进入到基层,然后再排入到临近的排水设施中。路面水也可以进入表面层后排入临近排水设施。另外,路面水也可以经由路面渗入到路基中。这其中前两种方式解决了路面水排的问题,有利于路面径流的减少,但没有解决渗、滞、蓄和净等问题。最后一种方式对于一些轻荷载的道路可以采用,但对于一些主干路及车流量较大的重荷载道路则不宜采用透水路面。因此在实际工作中还要加大研究力度,加快对高强度和高环保性能的沥青路面材料的开发。

3.2道路横坡及绿化带设计方式

在传统的城市道路设计过程中,道路横坡主要由中间向两边倾斜,在道路两侧设置排水口,雨水经过道路排水口后汇集于雨水管系统中来,而绿化带则以凸起的模式为主,往往会高于道路一定的距离。这样的设计就无法实现雨水的渗、滞、蓄、用和排的问题。在海绵城市理念下,具体设计时可以将道路绿化带做成下凹的模式,将雨水排入到绿化带中,绿化带以凹型低于道路的模式存在,这样为收集雨水带来诸多的便利。另外,可以将碎石盲沟设置在绿化带下方,碎石层设置在盲沟底面并超过路基工作面的深度范围内。在具体设计过程中尽可能的采取智能开关控制模式,减少雨水管径及道路雨水口篦子。只有在路面雨水量较大而且无法排除时打开雨水篦子开关,及时将收集的雨水排至雨水管排水系统中来。科学对道路横坡和绿化带的设计,实现了雨水的渗、滞、蓄功用。

3.3道路人行道设计方式

对于城市道路中的人行道,在具体设计过程中,要考虑到人行荷载较低的特点,可以采用透水人行道板来进行人行道的铺砌。具体操作过程中,可以利用透水混凝土对基层进行铺砌,利用碎石层来作为垫层。可以将隔离层设置在靠近道路的一侧,这样能够进一步减少对路基工作区的影响。同时还要设置一定宽度的碎石沟,其深度则要根据路基工作区的深度来具体确定。具体设计时还要将路基底面碎石渗水层与人行道范围内的雨水有效的连接起来,为雨水渗流的处理带来诸多便利。对于人行道侧的绿化带,可以采用绿化带雨水收集的方式进行具体的设计,通过进行渗沟和底层渗水层的设置,实现雨水的渗、滞、蓄。另外,在人行道设计时,由于其要具备透水性,因此在具体设计时对于土基的渗透性具有一定的要求,无论是土壤渗透系数还是渗透面距地下水位的距离都要与相关要求相符。

3.4边坡支护方式

在对道路边坡进行防护时,主要有冲刷防护与坡面防护。在此之外,还有灰浆防护和植草防护等设计形式。随着我国可持续发展观念的深入,海面城市理念也更加被重视,在现代的城市建设中,经常会采用生态护坡的形式来对边坡进行支护。比如进行平铺草皮、植树、植草等方式都被广泛的应用。而石质边坡存在许多缺点,其在施工中非常麻烦,而且会对自然环境造成严重的影响。为了对城市做到很好的保护,确保边坡的质量。通过采用海绵城市建设理念,对石质边坡进行设计时,对岩层的性质做到详细的调查,并且对边坡比做到科学的计算,适当的使坡度减缓,同时还可以采取挂喷土植草等方式来加强支护,尽量不要直接采用水泥直接抹面的方式来对支护进行加固。另外,在边坡的下面设置排水沟,并且用碎石铺设,从而很好的起到排水和雨水收集的目的。

4、结语

具有海绵城市设计理念的城市道路对缓解城市内涝、补充地下水源、控制径流污染以及净化城市水质等方面有很重要的作用。但海绵城市的建设不是一个单一工程或一个具体方法就能做到的。城市道路的建设从设计层面就需要考虑雨水的资源化,构建雨水利用格局,明确设计目标,将政策落实到位并制定具体建设措施。实现降雨时吸水蓄水,缺水时释放利用,促进雨水资源利用最大化、降低面源污染、从而减缓道路排水系统压力、避免城市内涝等灾害,改善“逢雨必涝,雨停即旱”的状况,以达到基于海绵城市设计理念的城市道路应有的最佳效果。

参考文献:

[1]陈洋洋.“海绵城市”理念下的城市道路设计探析[J].建筑技术开发,2017,4420:29~30.

[2]邓淼方.基于海绵城市理念的城市道路设计方式研讨[J].价值工程,2016,3530:139~141.

[3]方庚明.海绵城市理念下的城市道路系统化设计策略探究[J].低碳世界,2017,07:215~216.

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