基于海绵城市理念的市政既有道路改造施工技术.pdf
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1、基于海绵城市理念,结合某小区市政道路改造项目,从人行道、绿化带、排水系统、配套设施和绿地改造等方面着手,并讨论了改造施工中准备工作、材料选择、高效铺装及后期维护等技术要点。关键词:海绵城市理念;市政既有道路;改造设计;施工要点中图分类号:TU 992 文献标识码:B引言市政道路作为城市市政系统的重要设施之一,在城市化进程不断推进下,城市道路的范围逐渐向外扩展,城市交通形式更加复杂化,导致道路安全系数以及通畅程度下降1。在海绵城市理念下,加强城市规划管理尤为重要,传统的道路设计以积水外排为主,顾及积水渗透和路面径流控制较少,硬化道路严重降低了城市对雨水的渗透能力以及积蓄能力,容易引发内涝2。为了
2、改变这一现状,拟通过设置下沉式绿化带、铺装人行道透水设施和布设雨水溢流口等,有效提升市政既有道路改造质量。1 工程现有情况分析以某小区内市政道路改造项目作为研究对象,道路工程的整体长度为 2.7 km,周围全部属于住宅用地,该市政道路的总体宽度为 26 m,机动车道宽为 15 m,两边非机动车道宽度为 3 m,两边及中央绿化带宽为 1.5 m。该道路工程的基础设施存在老化严重的问题,雨水蓄积较为常见,污染较为严重,对当地居民的日常生活影响较大。2 工程改造方案与思路在传统的市政道路雨水控制中,主要采取路面收集,由雨水口接收,市政管网进行运移,这种方式存在较多问题,主要体现在三个方面:一是道路收
3、集雨水之后通过市政管网排掉,未经过道路两侧的绿地,未利用雨水浇灌绿地,造成水资源浪费;二是硬化路面不能渗透雨水,在强降雨时极易产生较大规模的洪涝和地表径流等;三是道路绿化带不能蓄积雨水,同时需要耗费大量自来水进行浇灌3。对此,工程改造主要思路是:道路上的雨水吸纳主要为人行道和车行道两种方式,人行道上的雨水主要通过渗透蓄积,若超出蓄积能力,就会以绿地渗透的方式进入蓄水池,蓄水池空间不足时,便经由管道运移到道路外的蓄水设施4;车行道是通过径流的方式将雨水汇集到绿化带,之后以人行道的方式进入蓄水设施。在改造过程中,基于生态和成本考虑,在道路两侧铺设彩色透水材料,现有道路的中线和断面高程等保持不变,对
4、排水系统进行改造。改造后形成雨水回收利用循环过程,实现水资源的充分利用5。3 工程改造方案要点分析3.1 人行道改造设计在该工程改造中,采用路面透水铺装的方式可以有效降低雨水径流流量,并且能够对路面的温度和湿度进行调节,起到地下水涵养的作用,有效避免热岛效应以及城市内涝现象,兼具生态和经济效益6。在铺装设计中,应根据道路透水铺装设计厚度,结合该工程道路路面规划的承载力和透水性能力合理设计。在人行道透水铺装中,使用透水性沥青混凝土铺设在道路表层,沥青混凝土配合比见表 1;基层选择厚度为 19 cm 的高透水性水泥混凝土;垫层材料选择厚度为 10 cm 的垫砂层,将人行道透水结构厚度控制在 36
5、cm 左右7。在人行横道透水铺装中,最好选择透水性路面板作为面层;调平层可以选择厚度为 3 cm 的厚透水干硬性水泥中粗砂;基层设计选择厚度为 15 cm 的水泥混凝土;垫层选择厚度为 10 cm 的 3 7沙碎,透水铺装厚度控制在36 cm 左右8。3.2 绿化带改造设计市政既有道路两侧的绿化带改造对实现海绵城市理念尤为重要,拟通过设计下沉式绿化带能够有86Research&Application of Building Materials 表 1 沥青混凝土配合比编号名称规格矿料配合比/%210 mm520 mm1030 mm矿粉粗砂沥青用量/%单位质量/t m-31粗粒式沥青碎石
6、LS-3025-58-173.252.282粗粒式沥青混凝土LH-3024-355364.252.363中粒式沥青混凝土LH-202938-5284.352.354细粒式沥青混凝土LH-1048-8445.152.30效提升道路雨水收集能力。在该项目中,将市政既有道路两侧 1.5 m 宽的绿化带进行改造,改为下沉式绿化带,并在两侧设置路缘石,高度控制在 15 cm左右,在路缘石间隔 5 m 处,开孔作为道路路面径流的入水口,将雨水蓄积在绿化带起浇灌作用9。为了更好地应对暴雨带来的不良影响,在下沉式绿化带里面,每间隔 30 m 便设置 1 个溢流式雨水口,当雨水超量时,可以通过雨水口进行排水,流
7、入市政雨水管网后排出10。下沉式绿化带如图 1 所示。在下沉式绿化带改造中,主要将其分为四层,施工按照从下到上的顺序进行施工。第一层为砂滤层,是由直径30 mm 的砾石和中粗砂进行压实埋置形成的,埋深在 250 mm 左右,并铺设 100PVC 渗水水管,完成多余渗水的排泄11;第二层为人工填料层,使用天然材料或者是人工高渗透性材料,厚度控制在 8001 000 mm 之间,其作用是将雨水中的粗颗粒过滤掉,并对上方地层起到支撑作用;第三层为植被层,包括植物、植土层,植被可以选择具有耐寒性的植物,如桂花和月季等,对于植物土层,草本植被的厚度 25 cm,地被植物厚度 35 cm,灌木70 cm,
8、植被层的主要作用是吸纳和过滤初期的雨水12;第四层为蓄水层,高度一般在 15 20 cm 之间,其作用是对道路路面的雨水进行暂时蓄积,避免土壤过于干燥。3.3 排水系统改造设计在排水系统改造中,通过结合新旧管道,实现低 图 1 下沉式绿化带结构成本改造,并保证满足排水的需求。排水工程测量施工方案见表 2。对于该工程现有排水管,通过新建雨水管道,起到雨污分流的作用,不再设计污水管道;将道路中堵塞严重和老旧的管道拆掉。由于该工程道路两侧的排水系统比较混乱,可以结合现有排水系统进行改造预留,将道路周边的雨污管接入就近的雨污管道。在管线综合设计中,拟将现有合流管道作为污水管,然后在道路另外一侧新建雨水
9、管,预留管道一侧车行道,保留通行功能13。该项目范围内的管线多且乱,需要先进行试挖,了解地下管线情况,避免对其造成破坏,在设计时确定管线规格和走向等。排水改造还需要考虑与项目范围内其他项目的衔接,通过收集资料及时跟进,避免出现重复建设或者无法有效衔接等现象14。在收水设施改造中,增设雨水出口,将原本排入合流管道的连接管拆掉,坚持就近原则将其接入雨水系统。市政既有道路排水系统的改造应符合海绵城市理念,在符合相关标准前提下,结合项目情况建设雨水排水设施。表 2 排水工程测量施工方案项目检验方法要求范围点数中线偏位/mm经纬仪测量201001厚度/mm刨挖,使用钢尺测量+20,-10%层厚100 m
10、21宽度/mm使用钢尺测量不小于设计规定+B40 m1纵断高程/mm使用水准仪测量基层15底基层2020 m1平整度/mm使用 3 m 的直尺、塞尺连续测量两尺,取其中的最大值基层10底基层1520 m路宽/m15,3横波使用水准仪测量0.3%,且不反坡20 m路宽/m15696建材技术与应用 4/20233.4 配套设施改造设计在市政既有道路配套设施的改造中,雨水进口是连接地面与地下管网的关键节点,雨水经由雨水进口进入雨水管道。在海绵城市道路建设中,该工程设计溢流式环保型雨水口,设置在下沉式绿化带内,间距控制在 30 m 左右,井口标高比绿化带高出100 mm,直径为 50 cm。通过采用初
11、期雨水处理技术,分离雨水篦子的过水和截污功能,并在其下方增加截污挂篮以及专门的滤砖,有效发挥其作用15。其中,滤砖的配制主要包括活性炭和砾石,能对雨水起到较好的净化作用,并且可以有效防臭防蚊虫,这种改造设计方式不会改变传统的雨水口结构,还可以起到道路雨水径流调控的作用,有效净化初期雨水,避免出现径流污染现象,在安装和维护上也比较方便。溢流式存雨池设置在人行道外侧开孔石后,底座采用钢筋混凝土结构,在设计暗管后,保证其与市政雨水管道连通16。在具体运行中,雨水透过绿化带进入存雨池,然后在重力作用下进行沉淀,如果蓄雨池内的雨水储量在储存标准内,大部分雨水会通过暗管对道路绿化带进行补给,如果降雨量较多
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