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摘要:在道路设计中应用生态理念及生态技术,不仅能够有效指导道路工程的施工,还能够有效改善道路周边环境。基于此,本文结合工程实例,介绍了城市道路设计中的生态理念与技术,提出了相应的设计方法和对策。
城市道路设计是工程建设的重要内容,对促进施工顺利进行具有积极作用。为促进城市道路建设综合效益提高,合理应用生态理念和生态技术,不仅能促进道路功能的不断完善,还能降低对周围环境的破坏,实现功能齐全、生态环保的目标,为人们出行和车辆行驶创造良好条件。
1、城市道路设计中的生态理念
在满足道路基本功能的前提下,坚持资源节约和低污染、环保化目标的指导,注重沿线景观设计,尽量减少对周围生态环境的破坏,提高行车舒适度,构建和谐生态的道路设计理念,以更好满足道路工程需要,为人们营造舒适的环境氛围。某城市道路工程全长22.7km,设计时速80km/h,为双向6车道工程类型。道路设计中,为落实生态理念,促进工程综合效益提高,设计单位综合采取以下有效对策。
1.1根本性理念
随着城市环境保护工作重视程度的提高,城市建设中应用的生态理念也越来越多,特别是伴随城市污染问题的逐步加剧,在城市道路设计中应用生态理念成为了大势所趋。无论何种生态理念,其根本性的原理都是相同的,我们需要全面掌握,生态理念主要有四部分,分别是:
1.1.1重视环境保护工作。在城市道路设计过程中加强对环境保护的重视程度,在减少占地面积的同时,尽量减少不必要路段的建设工作。
1.1.2无论采用何种保护工作,道路施工过程中都会对周边环境产生影响,因此在设计过程中我们需要考虑到这些因素,制定针对性措施将损害控制在最小。
1.1.3虽然道路的建设是有区域性的,但是道路建设却与生态环境有着密切的关系,因此我们应从整体出发,从全局把握好道路设计工作,避免对城市生态环境产生破坏。
1.1.4鉴于不同地区气候条件、自然条件皆不相同,因此我们需要在设计过程中遵循各地的生态环境特点,将道路设计工作与环境特点相结合,减少二者之间的冲突,实现共同发展的目标。
1.2其他生态理念
1.2.1以人为本的理念。以提高行车舒适性和安全性为目标,严格落实设计技术规范标准,合理设计不同路段的运行速度。线形设计时采用运行速度进行检验,将路线设计要素和设计速度合理搭配,确保连续、一致的均衡设计,方便城市道路的使用者。考虑道路施工、运营期间对周围居民可能带来的负面影响,减少施工期间噪声、粉尘、有害物的排放,为周围居民日常生活创造良好条件。
1.2.2道路安全理念。道路交通安全与大众的生命健康有着密切的关系,并且作为生态设计中的主要内容之一,我们必须解决道路安全问题。在设计过程中设计人员要对安全设施予以足够重视,而且还要制定有效的安全预防措施,对可能出现的安全问题予以妥善应对,保证交通安全。
1.2.3可持续发展理念。城市道路设计坚持可持续发展理念,使资源和环境保护相协调,控制污染源,减少污染物排放,实现对可再生资源的有效利用,达到改善环境质量,美化周围环境的目的。同时让城市道路设计与周围环境相协调,适应社会进步要求,改善人们生活质量,提高人们生活水平。
1.2.4功能与经济理念。城市道路设计的功能要求包括行车舒适便捷、景观协调统一、满足安全性和耐久性要求,确保车辆安全、顺利行驶。除了满足交通运输、行车安全舒适要求外,还应该将节能减排、资源节约、低能耗低污染、有效利用自然资源作为城市道路的基本功能。并在满足这些要求的前提下,尽量节约道路设计和施工成本,促进功能性和经济性的协调统一,妥善处理费用投入和环保效益的关系,实现城市道路最优化设计。
2城市道路设计中生态技术的应用
除了落实生态理念之外,设计单位还应重视生态技术,有效利用废旧材料,降低环境污染,实现有效保护周围环境的目的。
2.1路面再生技术
现阶段,路面再生技术在道路工程中的应用频率逐渐提高,通过专用设备的使用,将原有旧路面采取翻挖、破碎、回收、筛分、加热等工序,使其与水泥、新沥青、再生剂、新集料等按照比例重新进行拌和形成混合料,使其能够满足道路的使用标准要求。路面再生技术主要包括下列两种情况:
2.1.1沥青路面再生。沥青路面再生有冷再生、热再生两种。在旧沥青路面满足不了使用要求时,并且需要加强才能够再利用,我们通常使用铣刨回收原有沥青面层材料,采用厂拌热再生技术,能够实现约30%的利用率;如果原有沥青路面结构强度尚能满足使用要求,仅仅是路面沥青面层出现老化、损坏时,使用现场热再生技术,此时能够实现100%旧料利用率;如果旧沥青路面强度不足,面层也遭到严重破坏,可以使用冷再生技术对旧路沥青混凝土面层进行铣刨、破碎、拌和、摊铺等工作,使其成为半刚性材料并应用于沥青路面基层,实现旧料100%利用率。
2.1.2水泥混凝土路面再生。水泥混凝土路面也要根据路面的结构强度变化以及病害情况采取不同的再生方式,主要有就地碎石化、就地打裂以及集中破碎再生三种方法。在旧混凝土路面上加铺沥青混凝土时,如果旧路面板裂缝处平均弯沉值在45~70之间时,应采用打裂方法,将旧混凝土板底脱空,使其能够与基层紧密结合;对于旧路面板裂缝处平均弯沉值大于70的情况,我们应采用就地碎石化的处理方法,将旧板块破碎成碎石,使用其作为基层;建筑垃圾中的混凝土块以及破碎的水泥混凝土路面板,可以运输至碎石场进行集中破碎,用其作为级配碎石垫层。路面再生技术的应用能够在促进城市道路发展的同时,实现路面的低碳、环保,具有非常好的社会效益与经济效益,因此已经在道路工程中广泛应用。
2.2环保路面技术
常见的环保路面主要有降噪路面、低吸热路面等,其中降噪路面具有降低路面与汽车轮胎摩擦噪声的功能,能够降低约5dB的噪声,作为一种专业的环保路面技术,其已经在道路工程中广泛应用。现阶段常用的降噪路面有橡胶沥青混凝土面层以及开级配沥青磨耗层,其中橡胶沥青混凝土面层使用废旧轮胎粉作为改性剂,因此不仅实现降噪,还能够实现废物利用;而OGFC由于具有较大孔隙率,因此既可以排水,还能够降噪,减少雨天行车水雾的产生。此外,透水路面技术的应用还能够增加城市透水、透气面积,补充日益枯竭的地下水资源,减少城市排水系统的负担,改善城市道路周边的生态环境。
低吸热路面能够有效降低路面的温度,缓解城市热岛效应,常见的路面类型有热阻式路面以及保水式沥青路面。其中热阻式沥青路面主要应用在夏季高温地区的道路、广场以及停车场等地区,主要采用导热系数较小的材料替代普通矿料,最为常用的材料就是煅烧铝矾土。热阻式沥青路面厚度为5cm左右,主要用作路面的降温作用,因此可以不参加结构受力计算。以保水式沥青路面-透水沥青混合料为基础,并在其孔隙处填充保水乳使其具有吸水、保水功能,适用于夏季高温多雨并且有路面降温需求的城市道路。保水式沥青路面的孔隙率应控制在25%左右,并保证其结构层厚度不低于5cm。
2.3低影响开发技术
低影响开发技术是一种利用雨水的技术,主要具有六大功能,分别是:提高水资源利用率;补充匮乏的地下水;改善地区生态环境;减轻城市排水系统、防洪系统的压力;改善城市河湖水环境;消减地表径流总量、洪峰量。道路作为城市建设中的重要组成部分,占据城市建设总用地面积的10%左右,因此如果我们能够在城市道路设计中应用低影响开发技术将会取得巨大的生态环境保护、改善效果。现阶段常用的低影响开发技术有:
2.3.1植草沟。植草沟具有输水、渗透以及截污净化的功能,需要设置在绿化带、机非分隔带以及中央分隔带处。
2.3.2生物滞留设施。具有渗透、净化以及储蓄功能,通过植物根部以及土壤来对雨水径流中的污染物进行吸附、吸收以及去除,通常设置在绿化带、机非分隔带以及控制绿地中。
2.3.3透水路面。具有排水、滞留以及渗透等功能,通常设置在广场、游步道、停车场、人行道。在使用上述方法时,我们需要根据实际的自然环境,讨论方法的实用性,例如:在盐泽土、膨胀土以及湿陷性土地区,应对路基采取必要的防水措施,保证路面结构安全;如果路基土质渗透系数过小,不能满足透水路面使用条件时,应在结构下铺设盲沟等方式进行排水,避免路面下部积水。
2.4光触媒技术
光触媒技术就是通过光催化的方法降解空气中的有害物质,而且这个过程中不需要使用其他化学助剂,不会造成环境的二次污染,现阶段应用最为广泛的光催化技术就是以二氧化钛为基础的光触媒技术。在阳光直射二氧化钛时,就会生成活性氧分子,与空气中的氮氧化物接触发生化学反应,遇到雨水就会生成稀硝酸溶液,通过路面将其吸收,取得良好的尾气治理、氮氧化物清除效果,而且作为催化剂的二氧化钛还能够反复使用。但是在实际中由于二氧化钛的成本较高,因此一般不会将其用在道路路面上,而是将其涂敷在道路两侧的护栏以及声屏障上,减少车辆通行带来的损失。具体原理如下图所示:
2.5 废旧材料利用技术
合理利用废旧橡胶,采用橡胶沥青混合料,科学利用沥青、废旧橡胶、粗细集料、添加剂等,提高设计水平,保障混合料的综合性能。目前湿法生产工艺应用较为广泛,橡胶粉约占沥青质量的15%~20%,将其与热沥青混合,形成橡胶沥青并与集料拌和形成混合料,其抗低温开裂性能良好,具有高温稳定性,能降低路面噪音,并且抗老化和抗水损害性能优良,对城市道路工程建设具有积极作用[4]。另外还要合理利用废玻璃沥青混合料,可以提高城市道路反光性能,在景观道路设计中应用,能发挥诱导交通的作用。
3结语
综上所述,鉴于愈发严重的城市污染问题,我们亟需在各个方面予以环保工作足够的支持,因此在道路设计过程中,应考虑到生态理念与生态技术的应用,在保证基本道路功能的同时,实现减缓城市热岛效应、补充日益匮乏的地下水资源、减少噪声污染等目的,为城市的可持续发展做出努力。
参考文献
[1]胡春海.浅析城市道路设计中生态技术的应用现状[J].清华大学学报(自然科学版),2016,(6).
[2]王锡岩.城市道路设计中的生态技术的应用问题与对策[J].湖南交通科技,2015,(4).
[3]曹国志.刍议绿色生态理念在城市道路设计中的应用[J].设计艺术研究,2014,(11).
[4]张锡象.绿色生态理念在城市道路绿化中的应用———以漳州北江滨路及沿江景观工程规划方案设计为例[J].中国林业,2015,11(10):39~40.
论文作者:李伟斌
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/10
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