城市生态道路设计初探

■李 巍，王 坚

■1.合肥市政务文化新区建设指挥部，安徽 合肥 230031;2.上海市政工程设计研究总院第六设计院，安徽 合肥 230031

前言

我国城市化进程不断加快，而道路是建设和发展的必要条件。目前，道路基本采用硬化设计，不但使雨水径流系数增大，加大管道和泵站的负荷，同时，路面吸收和反射阳光，增加城市热岛效应，使空气质量、生态效应和舒适度难以保证。另外，城市地下水的补给也难以保证。

道路生态学(Road Ecology)是研究交通道路、车辆与所在的周边自然环境之间相互作用的科学。它的研究对象是路域生态系统。它把人——车——路这种人工系统和道路沿线的生态环境有机结合起来，是生态科学、地球科学与工程技术科学的交叉学科。它涉及的主要研究领域:

(1)道路对生物钟群和生物栖息环境的影响，其中包括:动植物的分布、侵入、隔离、迁移、种群规模、数量、及其动态影响，道路建设对野生动植物生境的影响等;

(2)道路对地质、地形、地貌、水文、土壤、小气候等物理环境的影响;

(3)道路和车辆产生的道路污染带研究，其中包括:噪音污染、汽车尾气和扬尘形成的大气污染、汽车泄露和交通事故形成的有害、剧毒物质的污染等;

(4)道路网络和道路影响带(road effect zone)的研究。道路网络是由节点和交通廊道按照一定空间规则组合起来的空间网络。道路影响带是指道路及其载体交通流量而形成的空间生态效应影响带，这种影响带的范围往往数十倍于道路本身的面积。因此道路网络的研究包括网络结构、功能、密度、网络流、动态演替等;道路影响带研究包括空间距离、范围、格局、形态、影响类型、影响度等;

(5)生态道路和生态道路网设计，包括生态道路规划、设计和建设;

(6)道路交通政策、规划与发展对策研究，其中包括制定环境保护的法律、法规，环境影响评价、生态经济效益分析以及可持续发展对策等。

本文对生态道路的设计提出以下几点，供参考。

1 路面设计

透水路面是从传统的路面结构向功能性结构过渡的的趋势下出现的一种新型路面结构。其特征是空隙大，一般在20%左右，具有良好的排水、降噪、抗滑功能。目前有透水混凝土路面和透水沥青路面两种结构。主要优点是:

(1)下雨时能较快消除道路、广场的积水现象;当集中降雨时能减轻城市排水设施的负担，防止河流泛滥和水体污染。同时，它可以有效的防止车轮卷起水雾，提高行车的安全性。

(2)彩色透水路面防止路面积水，夜间不反光，增加路面安全性和通行舒适性。它还可以根据周围环境需要进行设计，具有较强的装饰性。

(3)能使雨水迅速渗入地下，还原地下水，保持土壤湿度，维护地下水及土壤的生态平衡，又能避免因过度开采地下水而引起地基下沉。

(4)在吸热和储热功能方面接近于自然植被所覆盖的地面，调节城市空间的温度和湿度，缓解城市热岛效应。

(5)具有吸音作用，可减少环境噪声。

(6)能吸附城市污染物(如粉尘)，减少扬尘污染。并易维护性，只需用高压水洗的方法，即可处理孔隙堵塞问题。

透水路面在欧美等发达国家被高度重视，并积极推广应用。

2 排水设计

传统的排水设计是将雨水通过收水井收集起来，通过雨水支管汇入主干管，排入河、湖等自然水体。

近年来，每到夏季我国城市就频频遭受大暴雨的袭击，且雨灾“等级”逐年升高，十年一遇、五十年一遇甚至百年一遇的报道不断冲击着人们的眼球。这里不想讨论雨灾属于多少年一遇的等级，但是暴雨过后，各城市均发生严重的积水现象，导致交通堵塞、电力中断、房屋被淹却是不争的事实。专家指出，造成这种情况的主要原因除了排水设计标准偏低、道路排水缺少调蓄能力外，城市路面不透水也是主要原因之一。

排水设计应充分考虑调蓄能力，减轻外界河流的过水压力。这种设计理念就是充分利用道路的地下空间，把雨水贮存起来，作为城市用水的补充。它的主要优点是:

(1)和透水路面结合，路面无收水口，提高行车的舒适度。

(2)贮存的雨水可作为消防、绿化灌溉等用水，这对缺水城市相当重要。

(3)减轻外界排水通道的压力。

(4)调节城市空间的温度和湿度，缓解城市热岛效应。

当然，为了保证水的洁净，在设计中应考虑初期雨水的截流，让浑浊的初期雨水排入污水管道。

3 人行道设计

传统的人行道也是密封型的，不透水。这种结构使得雨天容易及水，路面湿滑。人行道设计应采用透水砖。透水砖具有环保、高强度、透水、透气、防滑、耐久等特点。它的主要优点是:

(1)提高行走的舒适性。

(2)雨水渗透到绿化带内，可作为路边绿化的水分补充，减少养护成本等。

(3)减少地陷发生的风险。地陷和地下水的减少有很大关系，采用透水性地砖可有效补充地下水。

4 照明设计

生态照明是美国国家环保局于上个世纪提出的概念。完整的生态照明内涵包括高效节能、环保、安全、舒适四项指标，不可或缺。

高效节能、环保就是消耗最少的电能获得足够的照度，从而减少电厂大气污染物的排放，达到环保的目的。从光源上来讲，要重视采用和推广高效光源。在设计中，应根据不同的场合，选择与环境项适应的高效光源。从电源上来说，照明应不仅依靠发电厂输出的电源，充分利用无污染的太阳能、光能等，是照明设计应该推崇的。

安全、舒适就是要求光照清晰、柔和，不产生紫外线、炫光等有害光照，不产生光污染。

道路照明设计中，低碳节能通过照明艺术设计与城市风貌浑然融合，生态照明通过人文精神的社会链与城市文化同生共荣。低碳节能、生态照明、城市文化三者之间是照明意识形态的演变，充分展现地域特色，形成独具特色的城市生态魅力。

5 绿化设计

道路绿化既改善城市生态环境又丰富城市景观。运用绿化手段进行合理的植物配置，营造城市绿地，不但可以降低机动车尾气造成的空气污染和噪声，吸收灰尘，消除驾驶员的视觉疲劳，而且对降低城市“热岛效应”起到了巨大的作用。因此，道路绿化设计显得尤为重要，这就要求设计人员以综合的视觉进行多目标的设计，通过形式多样的造景手法创造丰富的空间变化。

道路绿化分为分隔带和人行道绿化。分隔带宽度小于1.5m时，应以种植灌木为主，与地被植物相结合，不得裸露土壤;分隔带宽度大于或等于1.5m时，应以种植乔木为主，并与灌木、地被植物相结合。

行道树应选择深根性、分枝点高。冠大荫浓、生长健壮、适应城市道路环境条件、落果少且无飞絮、抗性强、耐修剪的植物。窄人行道宜选用落叶树种，夏天遮荫，冬天透光，满足人行的舒适性。宽人行道可种植双排或多排行道树，内侧选用常绿树木，外侧选用落叶树木。

6 防护工程设计

防护工程主要指道路边坡、挡土墙等构筑物。常见的防护工程技术包括砌石挡土墙、砌石护坡、现浇混凝土、抗滑桩、水泥砂浆喷锚等形式。这些防护工程对减轻坡面修建初期的不稳定性和环境侵蚀方面的效果很好，作用非常明显，但随着时间的推荐，材料老化导致强度的降低，效果越来越差，后期整治费用高。同时，生态环境效果极差。

生态防护工程随着植物的生长，强度不断增加，对减轻坡面不稳定性和环境侵蚀方面的作用越来越大。它的另一个显著优点就是能够回复由于工程建设所破坏的生态环境，保持生态间的平衡。单纯的植被防护有时也无法满足工程的稳定性要求，因此，在实际设计中，往往采取生态防护与加固措施相结合的方法，解决工程防护与生态环境破坏的矛盾，既保证了道路边坡的稳定，有快速恢复坡面植被，达到人类活动与自然环境的和谐共处。

目前常用的生态防护方法有以下几种:

(1)客土喷播。应用生态绿化工程理论与方法，那个过人工辅助方式，在边坡上回复自认植被结构和生态功能。

(2)格构。利用混凝土、浆砌条石等在坡面构筑格构梁，在格构中填充一定厚度的开挖边坡的表层土壤，种植乔木、灌木，达到防风固沙、涵养水源的目的。

(3)立体植被土工网格。在平整后的坡面上铺设三维植被网格，在网格中夹裹优良土壤，种植植物。

(4)植被混凝土。将土壤、混凝土、养分、保水剂、腐殖质、草种按一定的比例混合后喷射到坡面，在表面覆盖保护层养护，待种子发芽后揭去保护层，让植物自然生长。目前也有这种砌块砌筑挡土墙。

(5)藤类植物。栽种攀缘性或垂吊性植物，遮挡硬质岩高陡边坡、挡土墙等防护工程，起到美化环境的作用。

(6)植生带。采用专用的机械设备，依据特定的生产工艺，把草籽、肥料、保水剂等按一定的密度定植在自然降解的无纺布或其他材料上，并经过机器的滚压和针刺的复合定位工序，形成一定规格的产品，铺设在坡面。

7 结语

生态道路的设计要坚持以人为本、低碳环保、继承与创新相结合，道路绿化与生态美学相结合、经济性与可持续发展相结合的原则。在城市环境日益恶化的今天，生态道路必将是今后城市道路建设的目标。