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摘要:随着我国海绵城市建设的全面展开,道路作为城市重要组成部分,其建设中的海绵城市内容必须与其同时体现,本文阐述了海绵城市理念在目前城市道路建设中的体现形式及通用做法,并论述了海绵城市在道路上应用的意义。
关键词:海绵城市应用 人行道透水 车行道透水
1、海绵城市概念
海绵城市是指城市可以类似海绵,在应对极端自然天气灾害和适应气象环境改变时有着良好“弹性”,即下雨时可以有效地吸水、蓄水、渗水和净水,干旱时又可适当的将前期蓄存的水“释放”并加以利用。
海绵城市的主要建设途径:
一、对城市原有生态系统的保护。
二、生态恢复和修复
三、低影响开发
城镇道路中的“海绵城市”建设主要通过低影响开发实现。
2、海绵城市理念在城市道路上的应用
海绵城市建设内容在城市道路建设中主要体现在道路路面(车行道路面、人行道路面)的透水性及道路绿化带对雨水的蓄存滞留作用上。
2.1人行道透水路面
根据面层材料的差别城市道路人行道透水路面大致分为透水砖路面、透水水泥砼路面、透水沥青砼路面等三种。
2.1.1透水砖路面
透水砖路面是目前透水人行道铺装中比较常见的形式。根据透水类型可分为全透水、半透水结构。全透水结构为面层到垫层全为透水材料,具体由透水砖面层、透水性结合层、透水性基层、透水性垫层构成。
半透水结构分两种情况分别:
面层、结合层两层透水,基层、垫层两层不透水,雨水在基层顶面通过防渗材料阻隔收集后排出。
面层到基层透水,垫层顶面设防水材料,雨水在垫层顶面通过防渗材料阻隔收集后排出。
透水砖的透水系数不应小于1.0×10-2cm/s,结合层透水系数应大于等于面层标准。基层、垫层一般应采用透水性材料。常用的基层材料有透水混凝土及透水水泥稳定碎石、级配碎石等。垫层材料有级配碎石、砂砾石、工业废渣等。其结构组成厚度标准如下:
2.1.2透水混凝土路面
透水混凝土由具有较大空隙的水泥混凝土作为路面面层层、容许路表水进入路面(或路基)的一类混凝土路面。
透水混凝土路面的特点是采用单粒级粗骨料作为骨架,通过水泥净浆或者加入少量细骨料的砂浆包裹粗骨料颗粒,以骨料颗粒之间的胶结层搭成骨架,是一种具有孔隙结构的多孔混凝土材料。
透水混凝土路面根据透水类型分为全透水结构、半透水结构。
当土基渗透系数>10-6m/s,且渗透面距离地下水位>1.0m的人行道可以采用全透水结构。
有停车需求或土基水稳定定性较差时,可在土基上方加设防水材料。地表水透过路面面层、基层后,可经垫层顶面防水材料阻隔后排出路基,这样雨水不会对路基造成严重影响。
2.1.3透水沥青混凝土路面
透水沥青混凝土人行道面层材料与透水车行道材料大致类似,透水原理为地表水可进入路面后通过路面空隙排出或地表水可透入道路基垫层后通过隔水材料阻隔收集排出。
2.2车行道透水沥青路面
透水沥青路面是指由采用透水沥青混合料铺筑、路表水可以渗入路面然后横向排出,或者渗透到路基内部的沥青路面总称。
透水沥青混合料本身为骨架空隙结构,粗集料用量较大,细集料较少,水可以顺利通过集料间隙,从而达到透水目的。
透水沥青混凝土路面根据透水的完整性为三种结构形式:
A、仅路面结构上面层透水,路表水进入表面层后排人邻近排水设施,结构图如下:
透水沥青路面结构形式可根据道路所处区域的气候尤其是降雨量和使用环境选择。
A类主要适合于减小路表径流减轻路面噪声的道路;
B类主要适合于缓解极端天气尤其是暴雨时城市排水管网排水压力的;
C类适用于小区道路、停车场和中、轻型荷载道路。
2. 3海绵城市在道路绿化带中的应用
城市道路绿化带中主要采用下沉式绿地、植草沟、生物滞留设施体现海绵城市建设内容。
道路雨水优先进入周边绿带内设置的下沉式绿地和植草沟等设施,通过绿化带滞留、净化和传输,绿化带和植草沟的蓄水能力达到饱和后,部分雨水会溢流而出,溢出的雨水再与地表径流一起经过城市管道排入河道,从而有效改善径流污染,提高整体水环境。
2. 4工程案例
2.4.1工程概况
该工程为我国西南某城市滨江路,滨江路道路总长2.8km,红线宽32m,两块板形式。道路北侧4.5~8m的景观绿化带,路中设4m宽中央分隔带(绿化带)断面如下:
2.4.3滨江路方案设计
在中央分隔带上设置干式梯形断面植草沟,在道路北侧绿化带内设置简单生物滞留设施。雨水通过路面首先汇集至中央分隔带植草沟、绿化带生物滞留设施,自然积蓄、下渗,待分隔带、生物滞留设施内含水饱和后,过多的雨水通过管道系统排走,布置低影响开发雨水系统的道路标准断面如下:
3海绵城市理念在城市道路上的意义
1)削减地表径流
因城市道路除收集道路路面雨水还收集道路两侧建筑屋顶及硬化地面雨水,传统城市道路仅对雨水进行收集排入管网河道,雨水径流无法很好控制,加之近些年极端天气的频繁出现,导致我国大量城市出现城市内涝。海绵城市理念下的城市道路建设能有效降低排水管网系统排水峰值压力,对控制雨水径流起到积极作用。
2)补充地下水并保障水质
地下水是城镇供水水源的重要来源,同时自然降雨又是地下水的主要来源之一,然而不透水的硬化铺装却阻止了雨水下渗,大部分降雨经由城市排水系统排入河道,排出城市范围,直接后果是城市地下水长期无法补充,水文持续下降。而海绵城市建设可以使部分雨水渗入地下,持续补充地下水,最终达到维持地下水水位稳定,防止水位下降,甚至水文缓慢回升,从而有利于解决由于地下水位下降而引发的地面下沉的问题。
3)改善生态环境
城市不透水路面铺装扰乱了道路周边原有的自然生态环境,而透水路面铺装因具有良好的透水性及保水性,能够使地表水部分下渗,既满足了人民群众对硬化地面的使用需求,又因其本身具备的与天然绿化类似的生态优势,大大缓解了人类活动对生态环境的承载能力造成的压力,也为生存在道路路面以下的动植物及微生物群落提供必要的生存环境。
4)改善城市热环境
透水路面结构因其贯穿上下表面的空隙结构,使得空气与地下土层能够连通,土基中的水分可以通过蒸发有效降低地表温度,从而有效地缓解了“热岛效应”。
结语:海绵城市已成为目前城市建设中的重要内容,城市道路建设必须贯彻海绵城市理念,其环境效益和社会效益远远大于经济成本。
参考文献:
[1]透水水泥混凝土路面技术规程
[2]透水沥青路面技术规程
[3]海绵城市建设技术指南
论文作者:张宝生
论文发表刊物:《防护工程》2017年第6期
论文发表时间:2017/7/17
标签:透水论文; 路面论文; 海绵论文; 城市论文; 雨水论文; 道路论文; 面层论文; 《防护工程》2017年第6期论文;