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基于“海绵城市”理念的城市道路设计探讨

2018-11-30蔺震生

科技与创新 2018年10期
关键词:海绵城市城市道路碎石

蔺震生

(北京城建设计发展集团股份有限公司,北京 100000)

1 城市道路建设现状

随着我国社会经济的不断发展,城市规模和数量不断扩大,道路覆盖率增加,使得地面硬化日渐突出,极大地削减了雨水的渗透力。在降雨季节,由于地面硬化阻碍雨水向地下渗透,导致大量雨水汇集成流,导致部分城市内涝问题产生,同时大面积的积水还会加剧温室效应和热岛效应,使极端天气、水文条件增加。目前,城市道路占地面积为城市总体面积的15%~20%,虽然部分道路路基能够实现对雨水的收集,但是这些水资料没有得到充分的利用,产生大量的水资源浪费。在此基础上,“海绵城市”理念诞生,能够通过使用新型路面的方式,提高地表雨水的渗透率,对径流水质与水量进行良好、妥善的处理[1]。

2 城市道路的设计方式

在以往的城市道路设计中,主要采用路面横坡收集、雨水口、市政管网等方式对雨水进行排放,对于雨水的使用和控制侧重于“排”,而没有考虑到生态环境的保护。这种类型的排水方式存在较大的弊端,可能导致大量雨水资源被浪费、路面大面积积水、雨水顺着管道直接排入河道,没有对地下水进行补充等。因此,为了使城市道路的排水和蓄水功能得到进一步完善,应在“海绵城市”理念的支持下,对城市道路进行进一步的优化设计。

2.1 道路横坡及绿化带设计

在以往传统的城市道路设计中,主要采用“凸”形设计的方式,使道路呈现出中间高,两侧低的形态,使雨水能够向两侧流淌。同时,在道路的两侧设置排水口,使流淌下来的雨水能够进入到排水口中,顺着排水管道进入到河流当中。通常情况下,绿化带的高度与道路相比高出25~40 cm。在“海绵城市”理念的指导下,为了提升城市道路的渗水、蓄水、排水、用水等效率,可以将道路设计成中央绿化的模式,将雨水引入到中央绿化带当中。在设计过程中,使绿化带的高度比道路低5~10 cm,采用“凹”形设计法,使雨水在道路中间的绿化带汇集。另外,将碎石盲沟等设置在绿化带的下方,采用智能开关的方式,减少雨水管径和雨水口篦子,当面对较大的雨水量时,再将雨水篦子打开,缓解地面径流,将雨水汇集到专门的雨水管道系统当中,实现排放或者利用[2]。

2.2 边坡支护设计

在山区,道路边坡具有较好的稳定性与生态型特征,对城市道路建设产生的影响较小。道路路基防护主要包括2个方面,即坡面防护和冲刷防护。在我国城市化进程不断深入的背景下,“海绵城市”理念被提出并且受到广泛的关注,城市道路建设也开始加强与生态环境的结合,将植草、植树等模式应用到道路建设当中。其中,石质边坡属于一种处置较为困难的边坡类型,对其进行开挖处理将会产生较大的生态环境破坏。因此,在“海绵城市”理念下,应根据岩层的位置与走向,确定出科学的边坡比例,适当地降低边坡的角度,同时以窗式护面墙植草、方格网植草等方式对其进行支护设计。另外,在边坡的底部设置碎石盲沟,将道路地面与碎石相连接,以此来提升雨水的渗透效率。

2.3 道路路面材料选择

在以往城市道路设计中,通常采用水泥混凝土、沥青混凝土等,在“海绵城市”理念下,应选择更加科学、合理的路面材料。其中,最为典型的便是透水沥青路面,主要设计方式如下:①地面水可以从面层渗透到基层当中,然后排入到临近的排水设施。②地面水渗透到表面层,然后进入到临近的排水设施。这2种设计方式能够有效减少路面径流问题,减轻路面的排水负担。③地面水渗入到路面以后再进入到路基当中。这种设计方式适用于路基土渗透率超过7×10-5cm/s的小区、公园、广场等地,对于车流量较大、超重型荷载的道路,则不适合使用。

2.4 人行道设计

由于人行道中的荷载较低,设计时,可采用透水道板的方式进行铺设,在基层中可以采用透水混凝土材料,垫层使用碎石。要想使道路对路基功能产生的影响尽量地小,应在与道路相接近的一侧设置隔离层与碎石沟,碎石沟的宽度在30 cm左右,并且根据路基的实际情况确定碎石沟的深度。同时,将路面与碎石层相连接,以此来提升雨水的渗透效率。

3 “海绵城市”道路设计的要点

3.1 坏板处理

由于以往的城市道路大部分由伸缩缝分开的混凝土板构成,在车辆长时间的碾压之下,很可能会产生断裂、压碎、掉角等现象。为此,在“海绵城市”道路设计的过程中,需要针对坏板问题进行处理。首先,对于道路中个别遭到破坏的板块来说,可以采用砸碎、拆除的方式进行修理,采用比原本混凝土路面标高的材料进行浇筑施工即可;其次,对于道路中出现轻度破损或者掉角等现象,无需对道路进行破碎,直接在原处利用切缝机切出正方形区域,然后采用人工施工的方式将其凿除并清理,最后用水泥混凝土浇筑即可。

3.2 路缘石的使用

在海绵城市建设的过程中,通常采用#603花岗岩条石,利用机械切割的方式对露明面进行切割,其中,直线段与曲线段中,每块缘石的长度均为1 m。路缘石具有较强的抗压性能,实验证明,在压力大于100 MPa的情况下,其磨耗率均小于5%,放射性比活度不超过100 q/kg。在沥青路面当中,通常采用铺设路缘石的方式,其横向力系数SFC60超过54,构造深度TD超过0.55,动态摩擦系数DFT60超过0.59.对于沥青动稳定度技术的要求为:SMA-13改性沥青Ds应超过3 000次/mm,AC-16C(70号)Ds应超过3 000次/mm,AC-25C(70号)Ds应超过200次/mm;对于沥青水的稳定性要求为:浸水后马歇尔残留稳定度应超过80%,冻融劈裂强度应超过75%,路面的平整度σ不超过1.5 mm。

4 结束语

综上所述,随着社会经济的不断发展,人们对生态环境的重视程度逐渐提升,在“海绵城市”理念的指导下,各地区城市开始加强道路设计工作,通过改变道路设计、道路材料选择等方式,与先进技术相结合,使城市地下水资源能够有效地补充、缓解地表径流压力,降低城市内涝灾害的发生概率。通过对雨水系统的应用,能够促进雨水资源的合理利用,减少浪费现象的发生,大力促进了城市的健康可持续发展。

参考文献:

[1]陈武.基于海绵城市理念的城市道路路面结构设计探讨[J].低碳世界,2017(5):207-208.

[2]王林涛.基于“海绵城市”理念的城市道路设计标准[J].中国标准化,2016(22).

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