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摘要:城市内涝多发、水环境污染和雨水资源大量流失等已成为制约我国城市可持续发展的关键问题。城市道路作为主要的下垫面和排水通道,其雨水径流量大、污染严重,是城市面源污染的主要来源。本文主要对市政道路低影响开发设施设计进行了简要的分析。
关键词:市政道路;低影响开发;设施;设计
1低影响开发(LID)概述
低影响开发(LID)是一种强调通过源头分散的小型控制设施,维持和保护场地自然水文功能、有效缓解不透水面积增加造成的洪峰流量增加、径流系数增大、面源污染负荷加重的城市雨水管理理念。按主要功能一般可分为渗透、储存、调节、转输、截污净化、等几类。各类低影响开发技术又包含若干不同形式的低影响开发设施,主要有透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地、生物滞留设施、渗透塘、渗塘、雨水湿地、蓄水池、雨水罐、调节塘、调节池、植草沟、渗管(渠)、植被缓冲带、初期雨水弃流设施、人工土壤渗滤等。
2低影响开发设计思路
在市政道路设计中,采用低影响开发模式需要遵循以下几点原则:第一,尽可能地减少建设区域的不透水表面积;第二,尽可能地保持自然水文原有的状态;第三,合理利用入渗能力,延长径流时间,减轻开发行为对水文状态的冲击;第四,加强与风景园林结合,在雨水处理时,应体现生态景观价值。其设计思路如下:一可以在中央分隔带内设置渗透管进行雨水排除;二可以在植草浅沟进行车行道雨水处理;三是人行道采用透水铺装路面;四是道路外绿化带内设置植草浅沟对非机动车道和人行道雨水进行处理。
3低影响开发(LID)技术具体应用
本文从具体市政道路实例来进行探讨,某市政道路道路等级为城市主干路,红线宽度50m,道路长度约5.3km。道路路幅为双向六车道,四幅路,路幅组成:3m(人行道)+2.5m(非机动车道)+3.0m(绿化带)+11.25m(机动车道)+10.5m(中绿,预留有轨电车通道)+11.25m(机动车道)+3m(绿化带)+2.5m(非机动车道)+3m(人行道)=50m。
道路设计在制定总体方案时执行了海绵城市建设理念,引入低影响开发(LID)技术。首先我们对道路条件进行了梳理,道路位于工业区,现状有一条长2.2km宽12m的水泥路(按规划修建了半幅机动车道),线位和标高与控规相符;道路总体地质条件较好,无淤泥等软土分布,路基持力层以粘性土和砾质粘性土为主,下伏全花岗岩和强风化花岗岩;现状道路两侧分布有工业厂房,剩余路段则为原始丘陵地貌,散布有民房、果园、水塘等。
3.1人行道方案选择
适用于人行道的常规“LID”技术包括透水铺装、生态树池、后排蓄渗装置和后排下凹式绿地,由于本项目周边用地条件受限,已开发区均已建成工业园,未开发区的土地规划已确定为产业发展用地,不具备在超出道路红线范围之外设置后排后排蓄渗装置和后排下凹式绿地的条件;而生态树池的原理是引导路面径流雨水通过开孔立缘石实现雨水渗透,在此不适用。因此,根据本项目的特点,选定人行道结构采用透水铺装,具体结构为:面砖6cm厚彩色环保透水砖、调平层2cm厚细砂、基层10cm厚C25原色透水混凝土、垫层15cm厚级配碎石,总厚度33cm。透水结构可促进雨水下渗,补充地下水,降低道路总体径流量峰值,且土壤本身对径流雨水能起到一定的净化作用。但透水铺装对土基的渗透系数有一定要求,渗透系数不满足规范时应考虑增设排水设计内容。
3.2绿化带方案选择
适用于绿化带的“LID”技术包括下凹式绿地和蓄渗装置,两种方案适用性有一定区别。下凹式绿地要求单侧绿化带宽度不小于3m,以保证一定的渗透效果,而蓄渗装置可用于绿化带宽度小于3m的道路,其蓄渗能力较强,通过增设水平渗排管可进一步加强渗透效果,不过该方案造价较下凹式绿地高。考虑到本项目绿化带宽度为3m,优先选用下凹式绿地技术。道路两个机非绿化带设置为下凹式,每间隔3m设置一处立缘石开孔,径流雨水通过开孔流入下凹式绿地,绿地标高低于机动车道10—20cm,用于蓄存和下渗雨水,绿地内设溢流井(涡轮雨水口)与市政雨水系统连接,雨水口高于绿地5—10cm且不高于路面,当径流雨量较大超过绿地渗透能力则通过溢流井进入市政雨水系统,该方案要求严格控制绿地及雨水口标高。绿化带内选用了耐淹、耐污等能力较强的乡土植物,包括白千层、翠芦莉、菖蒲等。
3.3非机动车道方案选择
非机动车道考虑采用透水式结构,根据本项目特点,将非机动车道“城市绿道”功能和透水要求结合设计,透水结构表层设计为彩色路面,可使用彩色沥青混凝土或水泥混凝土,如彩色PAC排水沥青混凝土或双丙聚氨酯密封处理的彩色强固透水混凝土,基层和垫层均选择透水结构,可采用较为常用的透水水泥稳定碎石基层和碎石垫层。
为保证彩色沥青混凝土颜色的耐久性,一般要求在沥青混合料中添加红色石料,但考虑到红色石料一般为软质石料易碎,容易在路面碾压时阻塞空隙,因此透水沥青混凝土20%空隙率对现场施工要求较高。而彩色透水水泥混凝土的耐久性相对较差,根据实际经验,在通行电动车的情况下表层容易出现剥落,影响道路观感和使用。因此在具体方案选择时,应根据道路特点进行确定。
3.4机动车道方案选择
常用于机动车道的透水结构主要有三种类型,其主要特点和功能均有不同。本道路位于珠三角地区,在风暴潮天气暴雨频繁,降雨量较大,为缓解城市排水系统负担,适宜采用II型结构,即路表水由面层进入基层(或垫层)后排入临近排水设施。透水结构的表层可选择OGFC(开级配排水式磨耗层)和PAC(透水沥青混合料),两者的差异主要是在表面层厚度、空隙率、结合料和功能等方面。
该方案在项目设计推进时被逐步否决,主要是考虑到道路所在区域土地开发程度较低,近几年伴随着土地开发的进程将会有大量工程車辆通行,导致路面孔隙容易堵塞,透水能力大幅下降,也加大了道路维护成本。最终道路选用了常规的连续级配沥青混凝土结构形式。
总结本次市政道路设计的经验,根据项目实际情况,最终选用的“LID”技术主要包括透水铺装(人行道和非机动车道)和下凹式绿地。
4结语
近年来,随着我国城市化进程的不断加快,城市经济和生活水平得到不断发展与提升,然而,随着人们对水环境的破坏日益严重,在日常生活将面临着洪涝灾害、水资源缺乏等问题。在新型城镇化建设过程中,低影响开发(LID)建设模式得到了广泛推广和应用,加大了城市径流雨水源头减排的刚性约束,优先利用自然排水系统,建设生态排水设施,充分发挥城市道路对水的吸纳、蓄渗和缓释作用,使城市开发建设后的水文特征接近开发前,有效缓解城市内涝、消减城市径流污染负荷。
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参考文献:
[1]汤伟真,任心欣,丁年,MichaelA.Port.基于SWMM的市政道路低影响开发雨水系统设计[J].中国给水排水,2016,32(03):109-112.
[2]陈宏亮.基于低影响开发的城市道路雨水系统衔接关系研究[D].北京建筑大学,2013.
[3]石战航,张哲.海绵城市市政道路低影响开发(LID)的设计及应用[J].城市建设理论研究(电子版),2016,(34):60-62.
[4]张翼.低影响开发雨水系统在市政道路设计中的应用[J].城市道桥与防洪,2016,(09):158-160+16.
关键词:市政道路;低影响开发;设施;设计
1低影响开发(LID)概述
低影响开发(LID)是一种强调通过源头分散的小型控制设施,维持和保护场地自然水文功能、有效缓解不透水面积增加造成的洪峰流量增加、径流系数增大、面源污染负荷加重的城市雨水管理理念。按主要功能一般可分为渗透、储存、调节、转输、截污净化、等几类。各类低影响开发技术又包含若干不同形式的低影响开发设施,主要有透水铺装、绿色屋顶、下沉式绿地、生物滞留设施、渗透塘、渗塘、雨水湿地、蓄水池、雨水罐、调节塘、调节池、植草沟、渗管(渠)、植被缓冲带、初期雨水弃流设施、人工土壤渗滤等。
2低影响开发设计思路
在市政道路设计中,采用低影响开发模式需要遵循以下几点原则:第一,尽可能地减少建设区域的不透水表面积;第二,尽可能地保持自然水文原有的状态;第三,合理利用入渗能力,延长径流时间,减轻开发行为对水文状态的冲击;第四,加强与风景园林结合,在雨水处理时,应体现生态景观价值。其设计思路如下:一可以在中央分隔带内设置渗透管进行雨水排除;二可以在植草浅沟进行车行道雨水处理;三是人行道采用透水铺装路面;四是道路外绿化带内设置植草浅沟对非机动车道和人行道雨水进行处理。
3低影响开发(LID)技术具体应用
本文从具体市政道路实例来进行探讨,某市政道路道路等级为城市主干路,红线宽度50m,道路长度约5.3km。道路路幅为双向六车道,四幅路,路幅组成:3m(人行道)+2.5m(非机动车道)+3.0m(绿化带)+11.25m(机动车道)+10.5m(中绿,预留有轨电车通道)+11.25m(机动车道)+3m(绿化带)+2.5m(非机动车道)+3m(人行道)=50m。
道路设计在制定总体方案时执行了海绵城市建设理念,引入低影响开发(LID)技术。首先我们对道路条件进行了梳理,道路位于工业区,现状有一条长2.2km宽12m的水泥路(按规划修建了半幅机动车道),线位和标高与控规相符;道路总体地质条件较好,无淤泥等软土分布,路基持力层以粘性土和砾质粘性土为主,下伏全花岗岩和强风化花岗岩;现状道路两侧分布有工业厂房,剩余路段则为原始丘陵地貌,散布有民房、果园、水塘等。
3.1人行道方案选择
适用于人行道的常规“LID”技术包括透水铺装、生态树池、后排蓄渗装置和后排下凹式绿地,由于本项目周边用地条件受限,已开发区均已建成工业园,未开发区的土地规划已确定为产业发展用地,不具备在超出道路红线范围之外设置后排后排蓄渗装置和后排下凹式绿地的条件;而生态树池的原理是引导路面径流雨水通过开孔立缘石实现雨水渗透,在此不适用。因此,根据本项目的特点,选定人行道结构采用透水铺装,具体结构为:面砖6cm厚彩色环保透水砖、调平层2cm厚细砂、基层10cm厚C25原色透水混凝土、垫层15cm厚级配碎石,总厚度33cm。透水结构可促进雨水下渗,补充地下水,降低道路总体径流量峰值,且土壤本身对径流雨水能起到一定的净化作用。但透水铺装对土基的渗透系数有一定要求,渗透系数不满足规范时应考虑增设排水设计内容。
3.2绿化带方案选择
适用于绿化带的“LID”技术包括下凹式绿地和蓄渗装置,两种方案适用性有一定区别。下凹式绿地要求单侧绿化带宽度不小于3m,以保证一定的渗透效果,而蓄渗装置可用于绿化带宽度小于3m的道路,其蓄渗能力较强,通过增设水平渗排管可进一步加强渗透效果,不过该方案造价较下凹式绿地高。考虑到本项目绿化带宽度为3m,优先选用下凹式绿地技术。道路两个机非绿化带设置为下凹式,每间隔3m设置一处立缘石开孔,径流雨水通过开孔流入下凹式绿地,绿地标高低于机动车道10—20cm,用于蓄存和下渗雨水,绿地内设溢流井(涡轮雨水口)与市政雨水系统连接,雨水口高于绿地5—10cm且不高于路面,当径流雨量较大超过绿地渗透能力则通过溢流井进入市政雨水系统,该方案要求严格控制绿地及雨水口标高。绿化带内选用了耐淹、耐污等能力较强的乡土植物,包括白千层、翠芦莉、菖蒲等。
3.3非机动车道方案选择
非机动车道考虑采用透水式结构,根据本项目特点,将非机动车道“城市绿道”功能和透水要求结合设计,透水结构表层设计为彩色路面,可使用彩色沥青混凝土或水泥混凝土,如彩色PAC排水沥青混凝土或双丙聚氨酯密封处理的彩色强固透水混凝土,基层和垫层均选择透水结构,可采用较为常用的透水水泥稳定碎石基层和碎石垫层。
为保证彩色沥青混凝土颜色的耐久性,一般要求在沥青混合料中添加红色石料,但考虑到红色石料一般为软质石料易碎,容易在路面碾压时阻塞空隙,因此透水沥青混凝土20%空隙率对现场施工要求较高。而彩色透水水泥混凝土的耐久性相对较差,根据实际经验,在通行电动车的情况下表层容易出现剥落,影响道路观感和使用。因此在具体方案选择时,应根据道路特点进行确定。
3.4机动车道方案选择
常用于机动车道的透水结构主要有三种类型,其主要特点和功能均有不同。本道路位于珠三角地区,在风暴潮天气暴雨频繁,降雨量较大,为缓解城市排水系统负担,适宜采用II型结构,即路表水由面层进入基层(或垫层)后排入临近排水设施。透水结构的表层可选择OGFC(开级配排水式磨耗层)和PAC(透水沥青混合料),两者的差异主要是在表面层厚度、空隙率、结合料和功能等方面。
该方案在项目设计推进时被逐步否决,主要是考虑到道路所在区域土地开发程度较低,近几年伴随着土地开发的进程将会有大量工程車辆通行,导致路面孔隙容易堵塞,透水能力大幅下降,也加大了道路维护成本。最终道路选用了常规的连续级配沥青混凝土结构形式。
总结本次市政道路设计的经验,根据项目实际情况,最终选用的“LID”技术主要包括透水铺装(人行道和非机动车道)和下凹式绿地。
4结语
近年来,随着我国城市化进程的不断加快,城市经济和生活水平得到不断发展与提升,然而,随着人们对水环境的破坏日益严重,在日常生活将面临着洪涝灾害、水资源缺乏等问题。在新型城镇化建设过程中,低影响开发(LID)建设模式得到了广泛推广和应用,加大了城市径流雨水源头减排的刚性约束,优先利用自然排水系统,建设生态排水设施,充分发挥城市道路对水的吸纳、蓄渗和缓释作用,使城市开发建设后的水文特征接近开发前,有效缓解城市内涝、消减城市径流污染负荷。
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参考文献:
[1]汤伟真,任心欣,丁年,MichaelA.Port.基于SWMM的市政道路低影响开发雨水系统设计[J].中国给水排水,2016,32(03):109-112.
[2]陈宏亮.基于低影响开发的城市道路雨水系统衔接关系研究[D].北京建筑大学,2013.
[3]石战航,张哲.海绵城市市政道路低影响开发(LID)的设计及应用[J].城市建设理论研究(电子版),2016,(34):60-62.
[4]张翼.低影响开发雨水系统在市政道路设计中的应用[J].城市道桥与防洪,2016,(09):158-160+16.