关键词:市政道路工程;海绵化;设计;应用
中图分类号:U412 文献标识码:A
1 相关概念及设计原理
1.1 海绵城市的概念
海绵城市主要是指,一种对经济社会发展低影响的开发体系,在工程建设中运用源头控制或分散的方式有效管理当地的水文情况。在管理过程中,其核心思想就是在保持当地水文特征不变的情况下,对水流径流量及峰值流量等方面进行有效控制;同时,从水循环的角度,将地表水、地下水有效存储起来,使部分径流量不再向外排出;并且可以采取、调节等方式,延缓水流的快速排出。换言之,海绵城市对经济社会而言,其最主要的作用就是实现城市雨水的调蓄功能,将整个城市变为一块“海绵”,既能够在暴雨时期吸收大量的雨水,防止发生洪涝灾害;又能够在旱季、少雨的季节放出大量的水,供城市的建设及发展使用。这也可以说明,海绵城市对自然灾害的冲击及气候变化的影响具有一定的抵抗能力,且使城市具有良好的弹性,实现可持续发展。海绵城市作为一种全新的城市建设理念,在实现各项调蓄水功能的同时,也能够促进城市生态环境的发展,有利于城市水循环,是我国城市今后重要的发展方向。
1.2 海绵城市的设计原理
海绵城市的设计原理如下。在城市各项工程的建设方案设计中,应充分考虑雨水方面的影响,优先设计截留雨水的施工设计方案,并利用自然调节功能,提高城市的排水能力;同时,从源头出发,对雨水的走向进行全面控制。通常情况下,在将海绵城市理论运用到城市建设中时,应从以下方面展开研究:渗、蓄、滞、净、排以及用。并且充分利用各种现代技术,完成城市水循环系统的建设,实现城市用水、处理水的良性循环,维持及提升海绵城市的作用及功能。现阶段,海绵城市在市政道路工程中得以应用。其主要应使道路工程具有以下几种功能:渗透、调节、储蓄、传输、截污和净化等。为了实现以上功能,在市政道路工程建设中,应充分利用各种现代技术,对当地雨水资源进行统一控制,并对径流污染的情况进行管理,有效控制径流峰值。
2 海绵城市在市政道路工程中的具体应用
2.1 选取路面材料的方法
通常情况下,往往会将沥青与水泥混凝土作为城市道路路面的施工材料,然而,在应用海绵城市理念对城市道路进行设计时,却应该采用科学合理的方法来选取城市道路路面材料。另外,为了最大限度地提高沥青路面的渗透性能,在实际建设中,应该促使路面水由面层流进基层,接着,再排放到附近的排水设施当中。也可以等到路面水流进表面层后再向排水设施中排放。除此之外,还可以让路面水通过路面向路基当中排放。虽然前两种方法解决了路面水的排放问题,大大地减少了路面径流,但是却未将吸收、存储、渗透以及净化等方面的问题得到解决。就部分轻荷载的道路而言,可以采用第三种方法,然而,就部分主干道和车流量非常大的重荷载道路而言,却不适合采用透水路面。基于此,在实际开展工作的过程中还需要加强研究,尽快研发出强度较高以及环保性能较好的沥青路面材料。
2.2 边坡支护方法
在市政道路建设中,道路边坡在道路整体范围中占据着较高的比例,其稳定性与生态处置情况在一定程度上直接决定着城市道路建设的质量。所以,一定要将道路边坡支护工作落实好。城市道路路基最常用的防护手段主要包括冲刷与坡面防护,另外,还包括灰浆、植草、挡土墙以及护面墙等防护手段。在市政道路建设过程中应用海绵城市理念,可以促使城市道路边坡防护对生态护坡引起高度重视,为此,推动了草皮、植树以及植草等边坡防护措施的广泛应用。在城市道路建设中,一旦碰见了石质边坡,就会加大对其进行处置的难度,进而可能严重地破坏生态环境。由此可见,在市政道路建设过程中应用海绵城市理念时,必须将石质边坡支护工作落实好,在进行实际设计时,有必要与岩层的特征与走向相结合,来合理确定边坡坡比,可以采用放缓坡率、窗式护面墙、挂网喷土以及方格网植草等支护方法,而且在应用支护方法时尽量不要采取抹面与喷浆的方式。除此之外,还需要在边坡坡脚处布设排水沟,并将碎石盲沟设置在沟的底部,让其同道路底面碎石渗层产生有效连接,进而能够保证雨水实现有效渗流。
2.3 设计目标
海绵城市理论在市政道路建设中的应用首先需要明确设计的目标。就目前此理论的实践运用来看,设计目标主要注重两点:其一是生态功能层面的设计。海绵城市的构建目的就是要提升城市道路的生态效应,所以在具体的设计中应以生态功能发挥为主开发雨水系统,由此实现城市、人、水的协调发展。其二是视觉形象层面的设计。市政道路的建设需要满足城市美观化的基本需要,同时也要将城市新风貌做具体的展示,所以在市政道路设计的时候,需要对绿化景观的主体基调以及城市审美完整的融合,这样,市政道路在城市美化方面的效果会更加的突出。简言之,基于海绵城市理论的市政道路设计,需要将生态功能和视觉美观表现出完美的结合,这样才能实现市政道路设计实用性和观赏性的双重设计目标。
2.4 城市道路结构层次设计
为了能够从根本上对城市水资源进行有的管理, 相关技术人员在综合了城市道路系统的整个情况之后, 总结出想要实现对路面积水的有效排放,可以通过以下几种方式进行。 ①由于降雨原因的影响,导致雨水全部都积累在道路表面,那么可以通过路面相互之间的间隙,促使雨水逐渐被渗透到路面以下,这样能够对雨水进行有效的排放和处理。 ②如果积水已经长时间存在, 那么这些积水会逐渐渗透到道路本身的基础层当中,针对这一现象,在道路两侧会设置符合实际要求的排水管道,这样能够将这些雨水全部都有效的排放出来。 除此之外,路面积水会直接进入到道路路基进行有效的排放。 前两种排水方式在实际应用过程中, 不仅能够达到海绵城市理念提出的基本要求, 而且还能够促使道路表面的径流系数得到有效的降低。 但是需要的注意的一点就是,这两种方式并没有完成对路面的渗透影响和作用。 雨水如果在排放和处理过程中,不能够将其完全的滞留到绿化植被当中, 那么就不能够对雨水、污水进行合理的净化处理。 海绵城市理念在落实过程中,针对这一方面内容有明确的规定, 其要求道路基层的土壤渗透系数不能够小于 7×10-5cm/s,由于城市本身的道路车流量非常大,而且道路本身的负载也比较高,这样就很难对积水形成有效的渗透保护。 一般在针对人行道进行设计时,传统的方式是直接利用预制混凝土, 预制混凝土一般是由一些比较常见的材料或者是是利用花岗岩。 但是在针对海绵城市理念进行建设和落实的时候,必须要利用一些新型,并且具有透水性能的材料,这种材料本身的透水性和透气性都比较良好。 这些材料在实际应用过程中, 不仅能够对城市地表热量的散发起到良好的控制效果, 而且在生态环境保护方面也能够发挥出一定的积极作用。 在海绵城市理念的规划建设过程中,要求所有建设的道路渗水 系 数 全 部 都 控 制 在 1.0×10-3mm/s 的 范 围 之内。 与此同时,需要将地下水表面层和透水层相互之间的距离控制在 1m 以上,如表 1 所示。
结束语
市政道路工程是一项综合了道路工程、排水工程、绿化工程的综合型工程项目。因此,在将海绵化设计应用于市政道路工程的过程中,应分别从不同的设计层面入手。海绵化设计的主要核心是建立一个完善的排水体系,因此,在设计过程中,设计人员必须结合施工场地的实际情况,将海绵化设计理论的相关内容有效应用于市政道路的建设中。此外,在应用过程中,还应充分考虑雨水对设计方案造成的一些影响,包括储存、截留、渗透等,应加强道路应对暴雨环境的排水能力,保障道路使用性能。
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论文作者:1常启龙,2杨霖
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/25
标签:海绵论文; 城市论文; 市政道路论文; 道路论文; 路面论文; 雨水论文; 过程中论文; 《防护工程》2018年第29期论文;