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海绵城市中的道路设计

新闻时间:2020-06-03 文章来源: 文章作者:ztcjjt

城镇化之前,农田、绿地、水塘、雨水渠等自然蓄水面渗透、滞留雨水力很强,但由于我国城市化迅速发展,城市面积迅速扩张,城市不透水面积增加, 80%-90%的降雨无法下渗, 成为地表径流,这些雨水都依靠城市雨水管网排出, 外排压力过大。一旦面临强降雨,路面极易积水,从而降低车辆运行能力,甚至使车辆产生 路面滑移,对交通安全极为不利,同时路面长时间积水会浸润路基, 降低路基土的强度,甚至造成 路基整体破坏

为减轻强降雨对城市管道的压力,可以 利用海绵城市技术手段通过生物滞留池、道路渗井来 缓解管网压力。并通过这些设施来收集、过滤、下渗雨水,而有些特殊土壤做地基的道路, 可以根据土壤渗透率来设置地下蓄水池用以收集雨水。

接下来的思璞课堂将会为大家详细讲解海绵城市中的道路设计策略。

道路雨水问题

目前,我国正处在城市化快速发展的关键时期,城市不透水面积急剧增加。 城市道路作为城市主要不透水下垫面之一,占建设用地的比例 超过了30%。与此同时,传统管道排水方式导致道路排涝压力大、 路面污染严重等突出问题,难以满足现代城市建设对生态环境的需求。 城市道路运用海绵城市设计策略,在道路雨水径流、污染排放和收集利用方面可产生巨大的经济、生态和美学效益。

当发生强降雨时,大量雨水迅速在路面形成径流,通过市政管网排入附近自然水体,在这过程中一旦遇到 市政管网堵塞、排水不畅或者 管网系统负荷超载时就会产生 城市局部内涝

除此之外,雨水由于在降落、汇集过程中,溶解冲刷了城市地表的大量污染物,致使 道路雨水径流成为城市水体最大的 面源污染源之一

道路整改策略

本篇的道路雨水问题和解决策略是以深圳深南大道为例,深南大道被称为深圳的一张名片,是这座城市的坐标轴,以下照片均为深南大道实景海绵城市策略图。

道路整改策略案例

—— 美国费城绿色街道

美国费城绿色街道综合运用生物滞留池、透水路面等海绵设施来缓解原先道路积水问题,保障道路行驶安全。

道路海绵城市雨水系统流程图

以下流程图展示了城市道路径流雨水应通过有组织的汇流与传输,经截污等预处理后引入道路绿地内, 并通过以雨水渗透、储存、调节为主要功能的海绵城市设施进行处理。

生态树池

生态树池结构

树池的标高一般比路面低一些,用以收集、初步过滤雨水径流。就行道树而言,一系列连贯的树池可以被设计成潜在的收水装置,最大限度的发挥收集、过滤雨水径流的作用。

海绵城市生态树池注意事项

生态树池做法虽然简单,但是要注意考虑树木根系和土壤渗透性的问题。若是要符合下渗的要求,土壤的沙石比例需要增加,这样含沙量大的土壤可能不利于国内大多数行道树的生长;反之,如果下渗不及时也会造成树池根部积水,也会影响根系,所以对土壤有一定的要求。

土壤因素

配方土除了增加沙石率之外,利用城市中废弃的园林枯枝落叶可以加工成肥料。土壤覆盖薄薄的一层后,有机物被分解渗透到土壤中去,使得土壤中形成良好的生态系统,变得十分疏松,像真正的海绵一样,能够很好的起到蓄水的功能,同时增加保水性,在遇到城市暴雨天气后也能够让雨水无障碍地渗透到土壤中去,典型的城市例如洛杉矶。

生态树池优点

生态树池作为海绵城市收集路面雨水的设施,一定程度上缓解 道路积水问题,并且具有丰富城市路面绿化、增加城市生物多 样性的作用。

生态树池参考样式

生物滞留池

生物滞留池结构

生物滞留池是一种窄的、线性的、配置丰富景观植物、具有规则形状(常为长方形或正方形)的下凹式景观空间,具有垂直的池壁和平缓的纵向坡。

人行道生物滞留池

人行道植草沟

植草沟是一种浅窄、线性延展的、配置丰富景观植物的下凹式景观空间,沟底部可以为坡底或平底具有倾斜的横向边坡和缓和的纵向 坡度。在路宽度有限制的情况下,没有足够的空间做生物滞留池, 可以考虑使用植草沟。

生物滞留池参考样式

绿色街道基础设施连接地下管道排水

绿色街道给道路和整个社区带来自然生态的生活环境

在海绵城市道路设计中对于一些 立体交通道路,比如高架立交桥,建议先进行 初期雨水弃流及污染物拦截,再将雨水传输到桥下的雨水蓄水池浇灌绿地。海绵城市策略可以缓解道路积水问题、保障交通安全、增加绿化面积以及吸收路面污染物。

邻里街道尺度

道路渗井

在空间极为受限的邻里街道,因为没有有利条件设置生物滞留设施,通常采用设置渗井的方式来实现海绵城市。

渗透井技术实例

道路渗井的样式

道路渗井主要用来 收集城市机动车路面上的积水,经过雨水井进入,首先需要对大颗粒污染物进行 过滤,然后进行 沉淀,最后 流入市政排水管道或者 补充地下水

渗透井参考样式

道路渗井的孔隙一般连接管道, 主要是在 暴雨时期将多余的雨 水 向外输送,及时排洪

道路中心隔离带

因为道路横坡的限制,通常情况下的道路中心绿化带不具备排水和下渗的功能。本篇道路结构中,把中心绿化带海绵化也纳入海绵城市策略的一部分。

道路中心绿化作为常见的道路绿化形式,在海绵城市建设上有很大的潜在利用价值。道路两侧的 滞留池和 中心绿化在本来没有联系的情况下,结合道路横坡的现状,可整合成为一个 新的排水绿化生态系统,是一个可以用来应对道路积水的新策略。

立体交通

立交、高架立体交通

是指在城市重要交通交汇点建立的上下分层、多方向行驶、互 不相扰、以及供特定交通工具快速行驶的现代化陆地桥系统。

其他问题

  • 现存的城市立交、高架等立体交通路面排水系统没有经过科学有序的连接,通常做法就是收集路面雨水通过管网排放,这种雨水没有经过处理,往往带有大量的污染物。
  • 传统的做法没有将排水与海绵城市设施相结合,高架下绿地没有可以暂时吸纳雨水的空间,而且排水管道往往也不够美观,影响城市整体美感。
  • 在我国北方地区的冬天,高架上的雨雪处理需要用到一些化学融雪剂,这些废水如果不经过简单处理直接通过管道排放到下方路面就会存在很大的安全隐患。

立交、高架立体交通结构

入水口设计

高架雨水收集的入水口需要一定的拦截装置, 一般设置在道路两边用篦子来初步过滤桥上污染物。

高架下滞留池设计

在高架下方场地增加生物滞留池, 建议通过皮管将水输送到各个空间进行绿地灌溉。

落水口设计

传统高架落水口一般缺乏独特设计。以下意向图片是对城市高架落水口的改造设计方向,通过细节设计营造美好城市风景。

立交、高架立体交通参考样式

在没有条件做下凹式绿地和埋设储水模块的地方,也可以通过雨水管道将雨水收集到桥下的蓄水箱。

储存的雨水还可以作为绿化浇灌雨水,节能环保

沈阳迎宾路高架排水案例

迎宾路高架桥特意设置了一个排水口,即在大桥防撞墙的花岗岩边石根部、防水层中设置了直径25毫米的螺旋排水管,这个排水管有效的排出铺装层内的积水。另外,迎宾路高架桥还将在桥面铺设补偿收缩混凝土,全力阻止雨水对桥面的腐蚀。

高架桥下的蓄水模块有效解决大量雨水问题

生态停车场

生态停车场是一种具备 环保、低碳功能的停车场,具有 高绿化、高承载的特点,同时使用年限 也长于传统停车场。生态停车场可与 生物滞留池及 植草沟结合设计。

生态停车场参考样式

通过滞留池植物的净化作用,不仅可以消纳过量的雨水,还可以吸收停车场汽车排放的尾气,净化空气

绿色生态停车场建议铺设植草砖,可以快速下渗雨水,增加绿化面积

透水铺装

由于 道路荷载问题, 不建议在车速高于30km/h的机动车道上使用海绵城市透水铺装技术。透水性铺装是指能使雨水通过,并直接渗入路基到达地下土层的人工铺筑的铺装材料,其可单独使用进行街道雨水管理,也可与其他雨水景观设施配合进行管理雨水。

部分透水铺装结构和适用场地

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