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132防洪排水
城市道桥与防洪
2014年4月第4期
城市道路绿化带防排水设计的生态化考虑
王俊,刘新民
(武汉市政工程设计研究院有限责任公司,湖北武汉430023)
摘要:绿化带的防排水设计关系到路基的强度与耐久性,是道路设计中的重要内容。传统的设计方法虽能在一定程度上避免下
渗水对路基的侵蚀,缺仍存在诸多缺点。通过分析绿化带内水流运动规律和其对路基可能的损害形式,提出更加生态节约的绿化
带防排水设计理念。
关键词:绿化带;生态化;防排水设计
中图分类号:U1417.3文献标识码:B文章编号:1009-7716(2014)04-0132-03
下不足:
0引言
(1)耐久性问题
绿化带作为道路断面结构的重要组成单元,
由于材料自身的耐久性、施工操作的不稳定性
具有分隔不同功能车道、美化道路景观和夜间防以及使用过程中水流夹杂的土颗粒的堵塞作用,
昡光等重要作用。但由于绿化带排水处理不当可排水设施会随着使用时间的增长而造成管槽排水
能引起的积水、渗水等问题,会对道路的路基路面效率的下降。
结构产生较大的水损害作用,因而其又是道路结
(2)生态性较差
构中可能引起病害的结构薄弱点。为此,较多道路
在土壤中安设的土工布(膜)、沥青或胶合剂
设计尤其是公路设计中,非常重视绿化带的防排等均非自然环保材料,部分有害物质还会随水体
水设计,并形成了以“阻隔防渗”为主要设计理念进入土体内部,造成一定程度的污染。
的传统模式防排水设计,其主要设计思想是通过
分隔带的防排水设计还与地下水资源存在
设置排水管沟等措施来收集雨水并分段排出路基定关系,公路结构中,由于周边土地硬化率一般较
范围。
小,加之其分隔带宽度小,其防渗设计不会对周边
1传统设计方法的局限性分析
地下水环境造成很大影响。
而对于城市内部区域,随着城市化速度的加
如图1所示的某绿化带防排水设计,采用传快,城市地表硬化面积加大,地表平均渗透系数逐
统防滲排设计方法,在绿化带下部一定深度通长渐变小,城市地下水体的供给平衡正遭受破坏,影
铺设防渗膜作为隔水层,并在分隔带中部设置集响了原有的城市地下生态系统,并由此引发了
水管槽(井)作为集水设施,集水管槽内的水通过系列的问题。作为道路结构中唯一可能通过自然
一定间距设置的横向排水管排至分隔带以外的雨下渗方式补充地下水资源的结构,如仍完全隔断
水井内。
其下渗出路,虽保证了路基结构难以遭受水损坏,
但却损害了城市地下水生态环境。
(3)经济成本较高
绿化种植士
面层
防土工布
为了形成完备的排水体系,往往需要延程设置
排水管或排水沟以及横向排水管沟,由此引起的
基层
工程造价相对较高
4)影响绿化种植
接入鹿水差路基横向排水管ノ纵向集水管(井)
限于横向排水管坡度和雨水口的深度条件,分
图1分隔带防排水的传统设计法
隔带内的土工材料的铺设深度一般位于路床顶
该设计通过防排相结合的方式在一定使用期左右深度,因此其上有效的种植土厚度一般小
于1m,不适宜大型乔木的种植,而只能种植低矮
内可以取得较好的路基防护效果,但是亦存在以
灌木和草皮,并且如排水设施不畅尚可能引起植
收稿日期:2013-12-04
被根系长期受水浸泡而影响长勢。
作者简介:王俊(1985-),男,安徴铜陵人,助理工程师,从事道
路工程设计咨询工作。
2014年4月第4期
城市道桥与防洪
防洪排水133
2分隔带防排水设计
由于绿化带内多为雨水渗流,并且根据前文
分析,其渗流发生量相对较少,不会对地下水位产
由于传统绿化带的防排水设计中存在诸多问生短期的决定性变化,但却可能由于绿化带的竖
题,为此希望在保证路基正常使用功能的前提下,向下渗和排水条件较差,而侧向渗流条件较好从
寻求能够解决上述问题的设计方法。
而造成雨水在绿化带内滯留并向路面范围渗流
设计需要分析并解决两个主要问题:一是由从而形成水流对基层或路基的浸泡,如此现象发
于雨水渗流进入绿化带内的水的数量多少及其对生在冰冻区或冰冻季节,则会造成冻胀破坏
路基产生危害的方式;二是针对上述问题的新的
但是如果绿化带乃至路基下部渗流条件过好
解决思路。
(如级配较差的大颗粒填料结构),良好的土体渗
2.1分隔带内水力分析
透性固然可以快速的排放土体内水流,不减小路
绿化分隔带的排水设计主要收集的是经地表基填料长期浸泡的几率。但是过于良好的渗透性
渗流进入土壤后的自由水,雨水落到绿化带内的同样会带来较大的渗流作用造成对绿化带及路基
主要流向有两个:一是经由地表径流进人路面后土的长期剥蚀作用
汇入路面雨水收集系统,另一个是由渗流作用进
因此,设计中应对以下因素进行充分了解后
入绿化带下部的土壤和地下潜水层。由渗流进人方可进行相应的设计。
土壤的雨水又以两种主要形式存在,一部分直接
(1)土的渗透性
与土粒结合形成结合水,另一部分则补给进入地
路基下部不同渗透性能的土可能造成不同的
下潜水。由于上部种植土具备一定的储水空间,因水损坏形式,有必要综合考虑路基渗透性与绿化
此在一般短期小型降雨或绿化喷灌条件下的水可带排水措施。
直接含蓄于上部土体内,充当植被用水。
(2)区域气候条件
根据某项对公路一般宽度绿化带渗水规律所做
对于冻深具有一定深度的地区应综合考虑土
的研究数据可知:在历时3d最大降雨量475.6mm的渗透条件,并应严格控制水流的渗入作用。
的强暴雨降水条件下,由分隔带顶渗人的水量占
(3)植被生长需水
总降雨量的22.26%,而由集水管槽(见图2)收集
分隔带内种植的植被需要一定的水量。设计
到的水量(强降雨结束后17d总数据)占渗入水量应充分考虑绿化种植土的储水量。
的17.42%,仅占总降水量的3.9%。
2.3生态化防排水设计的概略方案
地表径流(约78%)
在考虑上述因素的前提下,可将设计大体分
为以下两种类型予以针对性设计。
土及植被吸纳等(18%)
(1)对于渗透性较好的地质情况可采用“侧向
渗流进入管中水量↓约4
防护+竖向渗排”相结合的方式(见图3
向排水管/纵向集水管(井)
机动车道
2绿化带水流分布示意
路面结构
回填种土
由此可知,即便在长时间的强降兩条件下,由
地表直接渗人到路基下的雨水量也仅占总降雨量
路碁防水临界高度H
的极少部分,多数仍以地表径流形式流入路面。从
这个层面来说,传统的“阻隔防渗”方式的设计方
法显得较为保守。
图3设计方案一
2.2水对路基可能的破坏形式
此种设计方案适用于路基下部具有相对较好
水对路基的损害主要有以下三个方面:一是渗透系数的土质条件情况(如砾石土、砂性土等),
较高的地下水或积水位对路基长期的浸泡而造成由于水在土体内的渗流三维方向的,为减少侧向
的路基强度的降低;二是较大的动水作用对路基滲流对车行道下路基的直接影响,设计分隔带边
土的剥蚀而引发的脱空、坍塌现象;三是冰冻地区自路面以下至路基干湿防护深度范围采用粘土拍
渗透性较差的路