海绵城市理念下的道路设计
——以新阳大道改造工程为例

2023-03-30 06:22黄闪HUANGShan
价值工程 2023年8期
关键词:新阳净化系统植草

黄闪 HUANG Shan

(中国市政工程西南设计研究总院有限公司,厦门 361000)

0 引言

城市化大力建设的背景下,绿地、湖泊、水洼等自然环境逐渐消失,钢筋混凝土地面遍布在城市的街街道道,自然生态环境遭到破坏,约80%的排水量都是通过地下管道流出,所以出现内涝、缺水、水资源污染等问题不足为奇。而海绵城市建设则是通过发挥道路、水、绿地等生态系统的自然优势,以雨水管理为核心,实现雨水的消纳、蓄积、释放能力,使城市在应对自然环境变化的同时,更加灵活应变,实现绿色、健康、可持续的城市发展。

1 海绵城市理念的提出

随着城镇化的建设,城市已经实现了“三年大变样”,但目前出现了新的问题——排水排污问题,而且很多城市已经出现缺水、水质不好等严重问题,水是制约城市健康稳定发展的关键性因素,所以如何处理好城市缺水、排水、用水问题是当下急需关注的问题。

海绵城市在我国提出的时间较晚,但推行起来却十分迅速。中央在2013 年城镇化工作会议上正式提出,要重视城镇排水能力,建设“海绵城市”,既要自然蓄水,又要自然净化。接着,海绵城市这一术语开始植根于人们的头脑中。接着于2015 年在萍乡、厦门、济南等试点城市实施海绵城市的建设,同时指出海绵城市的建设应该对70%的雨水进行消化和吸收,减少对生态环境的威胁。同时提出建设目的,到2030 年,消化吸收雨水量应不低于80%。另外,在“十四五”规划中,也明确提出要全面改善城市的质量,加强生态修复的建设,全面整治城市内涝、防洪、排水等问题,所以,海绵城市建设也是“十四五”规划的重要目标之一,承载着“绿色中国梦”。

2 新阳大道改造工程概述

厦门市是我国海绵城市建设的第一批试点城市,所以,在2015 年4 月,由海沧区政府办召开了“关于海绵城市建设相关事情的报告”,报告中研究并确定了马銮湾海绵城市试点区开发建设的方案。其中新阳大道改造项目作为海沧区的重要项目之一,从灌新路到新阳大桥段,长5183 米、宽43 米,是连接新阳区和海沧区的重要交通路段,更是连接整个海沧区的关键道路,对于今后海沧区的发展具有重要的应用,有利于加快未来新阳片区的建设和发展。[1]

该工程属于改造工程,所以保留了部分之前的建设要求,比如路面、雨水口、人行道等,本次施工主要是针对雨水排水方式的改造,建设植草沟、雨水花园等,以达到雨水收集与存储的目的,此外,还要建设砂滤池、雨水净化系统、LID 树池等净化设施项目,借助传统的雨水系统实现雨水的错峰排放等功能。所以,在此次工程中,在原有道路线行、标高、雨水管道等的基础上,通过改善雨水连接管、侧分带设计、车道的设计,达到海绵城市建设的目的。

3 新阳大道的设计分析

3.1 道路横断面的设计

道路设计的基本目的是为了满足城市中人和车的通行能力,道路横断面的设计与人行道、车行道、隔离带有直接关系,会直接影响未来的交通情况。从海绵城市理念来看,隔离带越多,未来吸水能力越强。比如在道路两旁设计宽度适宜的绿化带,雨水流入地下,通过低影响开发设施渗透到地下水层,开始水资源的循环。可见,道路横断面的设计属于此工程的关键一环。

新阳大道原有的设计方案:以灌新路至霞光路段为例:路宽为43 米,从左到右的设计依次为3 米的人行道、1.5 米的绿化带、2.5 米的非机动车道、1.5 米的绿化带、11米的机动车道、4 米的中央绿化带、11 米的机动车道、1.5米的绿化带、2.5 米的非机动车道、1.5 米的绿化带、3 米的人行道。为了迎合海绵城市建设的理念,优化了一些设计因素,将变分带的两个1.5 米的绿化带拓宽,改成了3 米的凹式绿化带。优化后的设计方案如图1 所示。路宽仍是43 米,从左到右依次为3 米的人行道、2.5 米的非机动车道、3 米的下凹式绿化带、11 米的机动车道、4 米的中央绿化带、11 米的机动车道、3 米的下凹式绿化带、2.5 米的非机动车道和3 米的人行道。[2]其中,为了实现路面排水更顺畅的目的,将机动车道的横坡设计为1.5%的外倾坡,新建人行道设计为1.5%的外倾坡。

图1 灌新路至霞光路段调整后设计横断面

3.2 路面结构设计

路面结构的设计,首先应该结合工程建设的要求,按照合理选材、方便施工、具体问题具体分析的理念,采用符合技术要求同时经济最优的方案,确保路面的质量符合设计要求。在此工程中,在原有结构的基础上,只改变了非机动车道的上面层。具体设计思路如下:①机动车道路面结构层不变,仍使用原有的设计方式。②非机动车道路面结构层:路面的总厚度为46 厘米。其中上面层采用4 厘米的细粒式透水彩色沥青砼PAC-13 铺装;封水层采用1 厘米的稀浆封层ES-3;下面层使用6 厘米的中粒式沥青混凝土AC-16;透层厚采用“透层+铺设土工格栅+单层沥青表面处治”的方法;上基层采用20 厘米5%的水泥稳定碎石;下基层采用,15cm 的级配碎石。③人行道路面结构层:面层使用6 厘米的透水人行道砖进行铺装;调平层使用3 里面的中粗砂进行铺装。

在非机动车道的上面层的PAC-13 材料属于高粘度的改性沥青,其中,改性材料使用的SBS 类热塑性弹性材料;改性沥青的基质沥青使用的是70 号A 级道路石油沥青。[3]所有材料的选取都应该严格遵守相关技术规范的要求。

面层粗集料粘附性如不满足规范及设计要求,施工时可掺加磨细消石灰、水泥或其他耐热、具有良好长期性能的抗剥离剂等抗剥离措施,参加抗剥材料的类型及剂量根据沥青混合料水稳定试验确定。

3.3 排水系统设计

海绵城市建设的理念就是要减轻当前市政排水的压力,还原原本的生态环境,所以做好排水系统的设计是最关键的环节。在新阳大道项目中,排水系统主要包含植草沟、雨水花园等,雨水净化设施主要包含砂滤池、雨水净化系统和LID树池等。其中,路面排水采用渗透吸收、溢流雨水管道相结合方式,本工程工主要使用的是路缘石进行收集雨水,间距为30 米,宽度为80 厘米;桥梁段、公交车站段和绿化岛等地都是采用的排水路缘石进行收水。

3.4 植草沟设计

新阳大道植草沟设置在3m 侧分带中间及红线外绿化带,其中红线外绿化带中的植草沟为近期人行道路面雨水的蓄水、排水通道,等两侧的绿化带、公园等设计方案确定后,才能进行改造。

此处植草沟的沟底宽1 米,沟底的高程要比机动车道的外侧标高矮25 厘米,其纵坡设计跟主线的设计相符,包块20 厘米的种植土、10 厘米的粗砂和30 厘米的碎石层。在粗砂和碎石层的接触面以及碎石层的底面要铺设过滤土布,目的是为了最大程度避免雨水带走粗砂和碎石。另外,为了保证植草沟具有良好的蓄水能力和水量的均匀分布能力,会在其底部放置合适的连接管,实现和溢流井的相连。关于植草沟的设计方案如图2 所示。

图2 植草沟设计图

3.5 雨水花园设计

此项目中将雨水花园设计在了侧分带里。其设计由40 厘米的种植土、10 厘米的粗砂和30 厘米的碎石层组成。与植草沟的设计思路类似,需要在粗砂和碎石层的接触面,以及碎石层的底面铺放过滤土布,也是为了减少砂石被冲走。为了确保雨水花园具有很强的储水能力,同时要求其水量均匀分布,因此在其底部30 厘米的位置放置了连接管,并与溢流井相连。

3.6 砂滤池设计

砂滤池的位置一般设计在路缘石的开口末端,为的是实现雨水的净化、沉砂的功能。因此此改造项目的主要设计参数如图3 所示。

图3 砂滤池结构设计图

3.7 溢流井设计

溢流井的设计目的是为了提高雨水的排放能力,尤其是在降雨量很大,海绵城市的收纳能力不足时,就可以从溢流井位置排出过多的雨水到市政管网系统。[4]在此工程中,溢流井放置在植草沟的中间,具体的设计方案如图4所示。

图4 LID 树池结构设计图

3.8 LID 树池设计图

LID 树池的设计目的是为了净化和汲取早期的雨水,也是海绵城市建设中的关键一环。在此项目中设置了长0.9 米款0.9 米高0.95 米的树池,内部由40 厘米的种植土层、30 厘米的砾石层组成,在砾石层增设穿孔管,并设计了溢流口,使多余的雨水流入碎石沟,进而进入市政管网。(见图5)

图5 雨水净化系统结构设计图

3.9 雨水净化系统设计

雨水净化系统的设计是为了排出雨水中的杂物和污染物,让雨水最大程度地得到良好利用,一般是设计为综合性的低冲击开发技术设施。降落到地面的雨水通过道牙和立篦流入系统,其中夹杂的杂物及污染物等会被阻挡,只允许干净的雨水流入市政管网中。在本工程中雨水净化系统的设计参数如图6 所示。

图6 雨水净化系统结构设计图

4 结束语

海绵城市建设已经开始如火如荼的推进了,在厦门等多个试点城市已经得到了验证,能有效缓解城市“雨后看海”问题,还原天然的生态环境,促进水资源的循环利用,解决“吃水难”的问题。当然,在进行道路设计时,也要具体问题具体分析,充分结合当地天时、地利各方面的情况,科学选择建筑材料、设计方法,统一规划市政道路的建设。

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