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随着国民经济的发展,公路建设项目日益增多。路基路面不仅是工程建设中的重点环节,也是工程建设中最易出现病害的区域。本文总结了公路工程路基路面常见病害,并对常见路基路面病害提出了处理措施,从而确保车辆的正常通行,有效延长公路的使用寿命。
关键词:
公路工程;路基路面;病害;处理
1公路工程中比较普遍的路基路面病害
1.1公路路面高低不平路面不平整会影响车速和行驶安全。造成这种病害的主要原因就是在施工中铺路和压路环节技术规范不到位,监理单位监管不严格。
1.2路面呈现粗糙和马蜂窝现象
这种情况会造成公路承压能力差,使用寿命短。引起这种病害的主要原因,一是在沥青施工中,沥青材料的制作不符合施工要求;二是对沥青的养护时间不足。
1.3路面裂痕
路面出现裂痕是公路工程中常见的一种病害,这不仅影响公路的承压能力,还会为车辆行驶带来极大的安全隐患。这种病害的发生主要原因有两个方面:
(1)施工材料质量不达标,材料杂质多、沥青质量不合格、砾石硬度不够等;
(2)施工技术不规范,施工工人没有严格按照施工流程进行施工。
1.4公路边坡滑坡和塌方现象
该种现象属于比较严重的病害情况。塌方的形成主要是由于施工技术不规范和水流的破坏引起的,而滑坡主要是地质情况造成的。塌方和滑坡情况主要发生在土壤地质疏松和雨水量较大的地区。由于土壤的地质结构本身就容易坍塌,加上长时间的水流冲刷,从而出现了坍塌现象。
1.5路基出现变形
这种情况的发生主要有三个原因:
(1)施工技术问题;
(2)材料质量问题;
(3)超重超载车辆的压力破坏。
2公路工程中常见路基路面病害的具体处理措施
2.1路基路面中的边坡病害处理措施
公路工程中的边坡有自然边坡和人工开挖两种。边坡变形或失稳情况发生时,都会对公路路基路面造成较大的影响。在边坡病害治理中,要根据病害情况采取针对性的治理措施。对于一些易坍塌和地质松软的边坡,进行合理的加固防护处理,通过控制边坡的变形来降低其对路面的间接危害。在一些地形较为复杂的山区进行公路施工,采取的防治措施要具有很强的适用性和可操作性。可以利用锚喷支护、锚喷索道网防护、设置防滑桩、土墙档护等形式,还可以采用植被覆盖的形式进行边坡加固处理。植物强大的根部体系能够有效缓解水流对边坡突然的冲刷,使公路边坡在结构上形成相对稳定的状态,既能防止边坡滑坡和塌方,又能降低泥石流等情况的危害程度。
2.2路基路面中岩溶地带的病害处理措施
我国在地形上有着很广阔的岩溶分布。在这些地带的公路工程施工中,要结合岩溶地带的地质特征、发育规律和分布情况,因地制宜的制定防治路基路面病害的处理措施。
(1)大规模岩溶地带的公路路基路面病害防治。对于不符合公路施工的岩溶地带,在病害防治上的主要措施就是绕开岩溶地带。通过对岩溶地带具置和范围的准确勘察,进行合理的公路路线更改来避免大型岩溶地带可能给公路路基路面带来的危害。
(2)中小规模岩溶地带的公路路基路面病害防治。对于中小型岩溶地区的公路工程施工,首先应该进行严格的地质勘查,并结合岩溶的发展规律,将施工位置设定在岩溶占用面积最小的区域,并采取相关的岩溶处理技术来制定岩溶地带的加固和控制其蔓延的处理措施。实现公路工程在岩溶地带的安全穿越,有效预防岩溶地带对公路路基路面的病害威胁。
(3)岩溶地带中有冒水区域的路基路面病害防治。在岩溶地带进行公路工程建设中,对于岩溶地带有泉水和冒水洞时,就要有针对性的水处理方式,在路基路面下边设置储水井,建立引流水渠将水合理引流等,将水流方向转移或排到外边,以降低水对公路路基路面的冲刷所造成的危害。
(4)对于无水的干溶洞区域的路基路面病害防治。这种情况下的处理基本都是围绕加固进行。在一些强度不够的干溶洞顶部进行公路工程施工,很容易有路面塌陷情况发生。处理方法就是将不稳定部分炸掉,通过混凝土填充和打入钢筋桩的形式进行人工加固处理。当然,对于体积较大的溶洞,相比于通过钢筋混凝土加固处理来说,通过施工线路的改变有效避开溶洞更具有可行性。同时,对于岩溶地区的公路工程施工,还应该对溶洞的发展趋势进行准确判断,防止施工完成后,由于溶洞的自身蔓延性给公路的路基路面带来严重的危害。
2.3对于采空区域的公路施工路基路面病害防治
在地下矿产资源的开挖形成的采空区域的公路工程建设也要充分考虑到路基路面的病害防治处理,这类地形的公路工程很容易出现坍塌现象。对采空区域的病害防治主要从四个方面入手:
(1)对开挖区域进行回填加固,这种方式只适合于路基的边坡处理;
(2)在公路路基的下方充填也可以缓解路基的塌陷和破坏;
(3)对于采空区面积不是太大,且深度比较浅的区域,可以通过建立桥跨有效避开采空区;
(4)对于开采深度在100~250m一些采空区,可以采用灌注泥浆的方法。对深度大于250m的采空区就要结合具体情况进行合理施工。另外,在协调开采方面,还可以进行适当的路面宽度调整、双层混凝土结构助力等方面进行协调施工,来有效预防采空区对公路工程中路基路面的危害。
2.4路面裂缝的处理
(1)表面封闭法。整体表面封闭法:对混凝土表面的不规则网状裂缝,需预先洒水湿润基层,然后用网状裂缝柔性封闭剂,均匀涂刷,不得有漏涂部位,涂刷厚度1mm左右为宜。表面封闭法分两种,一种是局部表面封闭法,另一种是整体表面封闭法。但采用此方法都应先清除混凝土表面的灰尘和杂质,对顽固性的油漆或其他粘结性强的污物,应采用喷砂方法清除。局部表面封闭法:对混凝土表面的未贯穿裂缝及注浆法不能注入的微细裂缝,可用环氧树脂配合微细裂缝封闭膏沿缝涂刮,宽度20mm;也可开槽嵌入。
(2)灌浆、嵌缝封堵法。宽度在0.5mm以下裂缝,宜采用丙烯酸甲酯类或低粘度改性环氧类注浆材料;宽度在0.5~5mm的裂缝,宜采用无收缩或低收缩的改性环氧类注浆材料,其体积收缩率应小于5%;宽度大于5mm的裂缝,宜采用注浆料或流动性好的无收缩水泥类胶凝注浆材料。灌浆材料固化后,应敲开表面封闭胶层观察,必要时可钻芯取样检验裂缝维修效果,若修补效果不能满足设计要求,应采取相应的补救或加固措施。
3结语
总之,社会的发展离不开交通道路的建设。在不断扩充公路建设的规模时,公路工程质量更需要有效把控。由于受到地质地形、公路工程的基本施工、结构等多方面的综合影响,路基路面的危害是不可忽视的。在公路建设中,应该从公路工程路线中的基本地质结构和具体施工情况出发,有效治理公路工程路基路面所存在的病害,保证公路工程的质量,有效促进我国公路工程的健康及平稳发展。
参考文献:
[1]安天柱.浅谈公路工程路基路面易见的质量通病[J].黑龙江科技信息,2014(17):162.
[2]袁香菊.浅析高速公路路面病害治理优化设计[J].北方交通,2015(6):70-72,78.
关键词:市政公路 沥青路面 病害成因 处理措施
中图分类号:TU99文献标识码:A
1.引起市政公路沥青路面病害的主要因素
由于公路沥青路面为露天基础设施,经常遭受到烈日暴晒、雨水冲刷、荷载方面的影响,此外,还具有市政公路设计过程中的不足;施工过程中的勘探、原材料的配备、混凝土质量、施工质量等因素的制约,造成了市政公路存在着病害的隐患。
1.1裂缝出现的因素
裂缝属于主要为沥青路面病害之一,导致裂缝出现的因素可方面三个方面:(1)造成横向裂缝出现的原因为沥青和混凝土由于性质的影响出现温缩情况,同时材料也出现收缩状况以及产生差异沉降等。(2)导致纵向裂缝出现的原因为路基施工、地基施工过程中有水出现渗透情况。(3)导致网裂出现的原因为路面的构架设计不规范,以及路面路基施工过程中压实不完全,以及路面施工材料拌和不匀称或者配合比例不正确,进而导致石料和沥青的粘结性降低。当公路路面产生纵向和横向裂缝之后,倘若立即实施封填,将导致水分侵入路面下层,造成基层的表面泡软,于大量汽车荷载反作用下,基层的表面则被慢慢掏空,进而出现大量的网裂。
1.2沥青出现松散的原因
据现场调研发现,市政公路沥青出现松散的主要因素为几个方面。(1)裹覆沥青和集料颗粒间失去粘结性,导致石料脱落和损坏。(2)表面离析处丧失大量细集料,而离析面上粗集料间互相触及,但仅有少部分接触点集料和沥青膜粘结。(3)粉尘将集料颗粒包裹之后,造成沥青膜粘结于粉尘当中,而未粘结于集料颗粒当中,当汽车的摩擦力将沥青膜磨掉后,集料颗粒将受到破坏。(4)于拌和沥青混合料的过程中,温度需控制在120 ℃~165 ℃之间,而部分沥青混凝土的温度上升到180 ℃,较高的温度将造成沥青性质改变而导致粘性丧失,造成混合料的松散。(5)倘若沥青混凝土表层的混合料密实度不足,集料则极易脱落导致部分松散的情况出现。(6)而市政路面的严重污染,也将导致沥青出现松散。
1.3产生坑槽的原因
许多市政公路都会出现坑槽的局面,而坑槽主要由于(1)公路地基自身结构的不稳定,也会产生坑槽。(2)水分破坏造成坑槽属于市政公路沥青路面首期损害的普遍迹象。(3)汽车在公路上修理过程中,将柴油或者汽油渗入沥青路面,该些污染将造成沥青混合料的松散,而在大量汽车荷载情况下将演变为坑槽[2]。
1.4泛油产生的因素
于沥青施工过程中,混合料拌和效果不佳、混合料配合设计不规范、粘层油用量不标准、水分的渗入和施工质量未达标。
1.5推移与车辙产生的因素
产生推移与车辙的主要因素为(1)推移:路面表面的质量问题;路面基层的强度因素;透层油对表层的影响;沥青路面施工工序的影响;车辆超载和超限的影响。(2)车辙:产生车辙的主要因素为气候条件、交通路况和纵坡的制约。
2.解决沥青路面病害的主要措施
2.1处理裂缝的措施
当沥青裂缝出现之后需根据实际情况,立即采取有效的处理方案,避免市政公路的裂缝进一步恶化。一般的修补方案包括乳化沥青稀浆封层、灌油修补法和沥青混合料罩面法,该些方法均能满足裂缝的处理要求。
2.2处理松散的方法
针对低温施工导致的面层松散,可仔细收集松散局部的松散料,当气温呈现上升趋势时,再作一层喷油封层,进而铺洒粗砂和石屑,最后采取轻型压路机进行压实路面。倘若为其他因素造成的松散,例如:沥青老化和酸性骨料的松散、面层龟裂松散、沥青含量不足等,均可实施“挖补”工艺进行修补。
2.3处理坑槽的方法
由于市政公路上的车辆行驶较快,针对部分坑槽难以避开,因此,针对坑槽需尽快进行处理,防止突发事件的出现。处理过程中可根据坑槽的大小划定维护范围,按照路面综合修补采取的设置,坑槽处理具有热补法和冷补法[3]。
2.4处理泛油的措施
处理泛油病害主要有几个方面的措施:(1)针对路面泛油情况较轻,路面的石子外露情况也较轻,可不进行处理,亦或者铺洒粒径为3毫米~5毫米的粗砂和石屑,然后实施碾压。(2)由于部分施工进而诱发水破坏,并且产生坑槽,可首先铺洒粒径为5毫米~10毫米的石料碾压。然后路面稳固之后,再铺洒粒径为3毫米~5毫米的粗砂和石屑,进而碾压或者根据坑槽修补方案处理。(3)针对大面积泛油和摩擦系数下降较大,同时还影响汽车的行驶安全,首先铺洒粒径为10毫米~15毫米的大碎石,然后进行碾压稳固后,再分多次铺洒上粒径为5毫米~10毫米的碎石,进而将其碾压成型,亦或者把含油量较高的软层铣刨碎料清理后,再一次制作面层,使用铣刨原路面重新铺洒面层或者碎石压入法处理。(4)基层和面层粘连性不佳而导致脱落,可首先清理局部松动,再次喷洒沥青粘层油;倘若为面层颗粒出现重叠现象,并且油料分布不均匀导致脱落,可把面层进行整修;针对封层和面层粘连性不佳脱皮现象,可首先清理脱皮松动的路面,然后喷洒粘层油沥青再次封层。
2.5针对推移和车辙的处理
市政公路沥青路面出现推移和车辙的局面非常普遍,针对该两方面的处理,文献报告中有不少的解决方案,现根据本人多年的经验进行分析。(1)推移处理:倘若公路沥青面层出现横向推移或者损坏等,需立即清理不稳定层,采取铣刨机拉毛重新铺设面层;土基和基层不稳定的情况下,可实施补强处理之后,再进行修补面层;倘若由于基层施工质量诱发推移和车辙,于再次铺洒面层之前,首先对软弱基层进行有效地处理。(2)车辙处理:倘若路表出现显著车辙并且车辙深度超过15 毫米,可实施铣刨中上面层重铺施工方法;倘若车辙深度超过30毫米,可实施铣刨面层重铺施工方案;倘若车辙低于15毫米,可根据车辙附近的路况设计合理的施工方式,倘若并未出现其余病害,可综合罩面设计实施,亦或者不进行系统处理[4]。
3.结论
市政公路路面早期损坏严重威胁着沥青公路的顺利发展,倘若市政公路沥青路面出现病害,则修复过程相当繁杂,并且影响着市政公路的日常使用,因此,地方政府或者交管部门需予以重视[5]。针对市政公路沥青路面的各种病害,需做到早预防、早养护和早修补,还需坚持因地制宜选择适合的材料,利用全新的修补方案,维护市政公路的正常运行。此外,需提高公路超载超量的监管力度,营造一种科学性、规范性的养护基础,从而提升沥青路面的质量,提升市政公路的服务水准。
参考文献:
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[3] 董妮娅,宋文章.沥青路面常见病害分析及维修方法[J]. 黑龙江科技信息. 2011(01)
[4] 马地尼亚提.沥青混凝土路面病害及防治技术[J]. 民营科技. 2009(09)
【关键词】公路;沥青路面;早期病害;成因;防治措施
中图分类号: TU535 文献标识码: A
一、前言
我国现代化建设不断推进,我国的交通行业近年来发展迅速,并且取得了前所未有的成就。公路沥青路面早期病害对公路的损害是极其严重的,如果不加强对其的防治,那么对于公路的长期使用有很大的影响,因此,加强公路沥青路面早起病害的成因及防治研究是至关重要的。
二、公路沥青路面早期病害的概述
沥青路面是用沥青材料作结合料粘结矿料修筑路面面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。沥青路面具有良好的力学性、耐久性、抗滑性和稳定性,适用于各种车辆通行,具有一次性投资小,相对造价低、行车舒适、修复方便,能够利用石化企业副产品等优点。但由于种种原因,沥青路面早期破坏的现象时有发生,主要表现为路面泛油、波浪、拥包、裂缝、坑槽、局部沉陷、松散、车辙等,产生的主要因素涉及沥青路面材料、路面设计、路基稳定性、机械设备、施工工艺及养护等方面,影响交通运输和行车安全,影响沥青路面的使用功能。
三、沥青混凝土路面早期病害成因分析
1、裂缝
沥青路面裂缝主要有纵向裂缝和横向裂缝。纵向裂缝的产生主要是由于地基和填土在横向不可避免的不均匀性所造成的,特别是在旧路基拓宽地段,由于土质台阶处理不规范、分层填筑厚度及压实度控制不严,尤其在有表面水渗入的情况下,这些地段往往是纵向裂缝的高发区。和纵向裂缝一样,横向裂缝也是不可避免的。
2、水破坏
所谓水破坏即降水透入路面结构层后使路面产生早期破坏的现象,它是目前沥青混凝土路面早期病害中最常见也是破坏力最大的一种病害。水破坏的主要破坏形式有:网裂、坑洞、唧浆、辙槽等。水破坏的产生往往是由于施工中沥青混合料配合比控制不严、沥青混合料拌和不均、碾压效果不,良等导致的沥青路面空隙率过大所造成的。
3、松散
松散是由于沥青混凝土表面层中的集料颗粒脱落,从表面向下发展的渐进过程。集料颗粒与裹覆沥青之间丧失粘结力是颗粒脱落的主要原因。
(1)集料颗粒被足够厚的粉尘包裹,使沥青膜粘结在粉尘上,而不是粘结在集料颗粒上,表面的摩擦力磨掉沥青膜,并使集料颗粒脱落。
(2)表面离析处往往缺少大部分细集料,离析面上粗集料与粗集料相接触,但只有在少数接触点沥青膜与集料粘结。
(3)沥青混合料面层要有高密实度才能保证沥青混合料的粘聚力,如果混合料密实度不够,集料就容易从混合料中脱落而形成局部松散。
4、泛油
沥青用量过大是产生沥青面层泛油的最主要原因:
(1)沥青混合料配合比设计的击实功不够。我国在设计沥青混合料配合比时通常采用马歇尔试验方法。当初在开发和确定马歇尔试验方法时,选定室内试验的压实功是要使室内产生的密度等于路面在行车荷载作用下最终达到的密度。
(2)施工控制不严和管理不善。有些施工单位在生产过程中私自改变配合比、沥青混合料拌和不均都是造成沥青混凝土路面局部沥青用量偏大的主观原因。
(3)少数施工单位习惯于使用沥青用量过大的混合料。有些人认为沥青用量越大,裹覆矿料的沥青膜越厚,沥青混合料的粘结力就越大。但实际情况恰恰相反,包覆矿料的沥青膜越薄,沥青混合料的粘结力就越大。
5、推移
推移的产生一般与基层施工质量、透油层洒布质量、超载车辆比重加大、沥青混合料性能不良等因素有关。在沥青混凝土路面铺筑前,由于基层表面清扫不干净、透层油洒布不均等都会容易造成沥青面层和基层粘结不良。
6、设计方面
(1)路面结构设计不合理
根据JTG D50)20065公路沥青路面设计规范,沥青面层应满足车辆使用和雨水不渗等要求,宜选用粒径较小、空隙率也小的密级配混合料,以提高沥青路面面层的防渗性。
(2)油路补强段的路面厚度考虑不足
在利用旧路施工时,按照公路补强设计的要求,应先对所利用的路段状况进行客观评估,根据旧路的状况确定利用旧路的方案及补强厚度。
(3)路面厚度设计问题
(4)路面原材料的选用问题
7、养护管理方面
(1)沥青路面在行车作用下出现小面积松散、个别坑槽后,未及时进行养护;对于采用层铺法施工的贯入式路面和表面处治,初期的及时养护尤为重要。
(2)养护方法不当,例如在沥青路面上喷油、洒料,破坏了原路面的平整度,甚至由于喷油不够或用油量控制不平衡,造成泛油、拥包、松散等病害。
四、早期病害处理的措施
1、灌缝、封缝灌缝、封缝是为了阻止地表水进入出现的裂缝中,灌缝、封缝适用于处理不活动的已经相对稳定的裂缝和正在温度及车辆荷载下发展的裂缝。
(1)灌缝:由于路面基层结构采用半刚性基层沥青路面结构,因而路面出现了不同程度的反射裂缝,为防止雨水冲刷作用下裂缝的继续扩展,及时对反射裂缝进行灌缝处理。
(2)“压缝带”封缝:裂缝是沥青路面常见的早期病害之一,道路早期裂缝多以横向裂缝和纵向裂缝为主。对沥青路面采用“压缝带”处理是一种较好的处理沥青路面裂缝的措施,对延长路面的使用寿命有着非常重要的作用。
(3)增设聚酯玻纤布:为了有效根除基层反射裂缝所产生的拉应力对路面的影响,对有病害但基层强度较好地段, 采取将路面铣刨,在基层表面喷洒热沥青,贴聚酯玻纤布,再在上面铺筑沥青面层。
2、坑槽修补由于油路面基层施工过程中局部质量控制不严,路面会出现局部龟裂逐步形成松散、坑槽,针对路面出现的局部破坏如坑槽、松散等,常采用的修补方法是:热补法、就地热再生法、热拌冷补法和冷拌冷补法。
(1)路面基层结构未变形、强度充足路段时:过去常采用热补法,通常的做法是将破坏区域内的旧沥青料全部清除,然后再用新热沥青混合料填补,这种方法可以保证修补质量,但大量的旧沥青混合料被废弃,造成极大的资源浪费和环境污染。
(2)路面基层结构强度不足或已破坏路段时:将已破坏的路面基层清除到基层底,整平。根据坑槽面积大小采取不同的压实机械(压路机或冲击夯、平板夯)压实,根据原有的基层厚度确定摊铺两层或三层水稳碎石与原基层高度一致,分层压石密实达到压实度要求,水稳基层养生7天。
3、路表(封层)处置在路面养护生产过程中除对坑槽进行规范的修补外,对坑槽较多和水损坏比较严重的路段采用路面表面封层处理。常用的路表封层措施有:雾状封层、稀浆封层、碎石封层、沥青表处、刮油封层等。
(1)雾状封层:沥青路面的很多病害都是由于水渗透的原因造成的,有效的预防路面进水是非常必要的,而路面雾封层技术措施是一种很直接、有效和经济的预防性养护措施。
(2)稀浆封层:沥青路面经过使用,路面基层基本处于稳定状态。但随着通车年限的增加,路面开始出现不同程度的氧化、疲劳龟裂、坑洞等病害。
(3)同步碎石封层:同步碎石封层由于胶结料和石料的粘结,使得铺筑后的封层有良好的抗裂性能,减少了路面的裂缝,对原路的裂缝有一定的修复作用。同步碎石封层表面粗糙,改善了原路面的抗滑性能,提高公路路面的使用功能及服务水平。
(4)沥青表处:沥青表处路面简称沥青表处,是由沥青和细粒碎石按比例组成的一种不大于3厘米的薄层路面。沥青表处路面薄、造价低、施工简便、行车性能好,成为提高低等级公路行车质量和通行能力的主要路面处置措施。沥青表处常用的施工方法有层铺法和拌和法两种。
(5)刮油封层:用特殊的刮油耙在原有路面表面刮一层热沥青,将热沥青刮入裂缝和空隙中,再均匀地洒一层细集料,最后用压路机碾压将细集料压入沥青中,集料控制在0.1-5mm 之间。
4、合理设计路面结构
(1)酌情减薄沥青面层厚度
主要有以下几个原因:一是沥青路面结构的承载能力可由基层和底基层来承担,无需增厚面层来提高承载力;二是提高沥青路面的使用性能不宜加厚面层,应采用优质沥青;三是沥青面层的裂缝不只是反射裂缝,大部分是面层本身的温度收缩裂缝;四是厚的沥青面层容易导致车辙的产生。
(2)加强沥青路面防水设计
沥青混合料存在着一定的空隙率,会遭受一定的水病害。在沥青面层层间表面涂抹防水材料,形成不透水的薄膜封层,能使沥青面层中聚集的水大为减少。
(3)合理选用基层和底基层结构
充分考虑地质状况、当地材料特点等因素,以材料的质量、表面特性、形状、磨耗值、级配等能够满足使用要求为依据,合理选用基层和底基层结构,增强与沥青混合料的粘结力,遏制沥青路面早期病害的发生。
5、切实搞好沥青路面养护
要全面分析沥青路面的特点和早期病害产生的根源,全面推行预防性养护,减少沥青路面早期病害的发生,延长沥青路面的使用寿命。
五、结束语
公路是交通运输业的基础组成部分,也是交通运输业的重要组成部分,公路质量的好坏对我国交通运输业的发展有着至关重要的作用,因此,对于公路沥青路面早期危害的成因及防治的研究是至关重要的。
参考文献
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关键词:路桥工程;防治;沥青路面;病害
中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:
为了适应当前快速发展的社会需要,我国公路事业也在迅速的发展。沥青路面因其具有施工工期短、便于养护维修、行车安全噪音小以及适应性强等优点而被广泛地应用于各种类型的公路工程项目建设中。但同时其也存在着一定的缺陷,由于沥青混凝土材料本身存在着一定的差异,在受设计或者施工水平的影响下,其沥青路面就会经常出现坑槽、开裂、松散以及泛油等各种病害,一旦出现这些病害就会使行车速度与行车安全受到严重的影响,在一定程度上加剧汽车的磨损,使沥青路面的使用寿命缩短。本文主要以沥青路面病害中的裂缝问题来进行详细地阐述。
一、沥青路面出现裂缝的原因
造成路桥工程中沥青路面出现开裂现象的原因有很多,大体上可以分为三种:第一,因行车荷载作用下所出现的结构性破坏裂缝,当在车轮的荷载作用下,沥青路面的结构层底部所产生的拉应力比其它材料抗拉强度大的时候,就会出现开裂现象,而这种裂缝也被称之为荷载性裂缝。第二,因沥青路面面层温度的变化所出现的裂缝被称之为温度裂缝,其主要包括了两个内容,即温度疲劳裂缝与低温收缩裂缝,一般将其称作为非荷载裂缝。第三,在桥涵两端所出现的横向裂缝,或者在路段上产生的较长纵缝,通常称之为沉降裂缝,其主要是由填土固结沉陷或者地基的沉陷所引起的。
(一)横向裂缝
1.由于沥青路面面层自身的温缩所引起的开裂,一般称之为横向裂缝。
2.在面层施工的时候,没有处理好施工缝,造成其结合不良和接缝不紧密等也会出现横向裂缝;在某些基层开挖沟槽、埋设管线时没有按照施工要求来进行施工或在冰冻地区的因路基冻裂等也会引起沥青路面产生横裂现象。
3.桥梁、通道、涵洞两侧的填土出现欠固结或者地基沉降等也会造成横向裂缝的产生。
(二)纵向裂缝
1.填方材料自身的不均匀性,其填方的密实度没有达到要求,通过一段时间的自然沉降,尤其在雨水浸泡以后,其路基的强度就会大大下降,沿边坡位置的路基承载力就会下降,从而产生纵向裂缝。
2.在施工过程中,前后摊铺幅相接位置的冷接缝没有按照相关规定要求来施工。
3.纵向沟槽的回填土压实质量比较差而引起沉陷,边坡值比设计值小,边沟过深以及边坡的压实度不够导致实际填土的高度增大而滑坡,从而引起纵向开裂问题。
(三)网状裂缝
1.路基局部的压实度较差或者基层材料局部松散不能成板体,导致路面承载能力下降而出现的裂缝就为网状裂缝。
2.沥青混合料和沥青质量较差,其沥青的延度较低,抗裂性低。同时沥青混合料的拌和时间较长,其拌和的温度过高或者在储料仓的存储时间较长,导致沥青变硬而出现裂缝。
3.在行车荷载的重复作用下所引起的疲劳裂缝,或者因外界原因比如腐蚀或者污染等导致的局部网裂。
(四)反射裂缝
在已经开裂的旧水泥混凝土或者旧沥青路面层上所加罩的沥青面层,因其温度的变化,导致老路面裂缝继续的扩展,使处于温度收缩的新沥青面层上附加了一定的应力,导致新铺层在旧裂缝位置断开。
二、路桥工程中沥青路面裂缝的防治措施
(一)提高路基工作区的稳定性以及强度
路基作为路面的一个基础,路基工作区是受行车荷载影响比较严重的一个深度区域,该区域自身的整体稳定性与强度对于确保路面结构的稳定性与强度有着非常重要的作用,若其质量没有达到要求就会出现不均匀沉降而导致路面出现开裂现象。对此,必须要采取相应的措施来确保路基工作区的强度以及稳定性等。
1.路基工作区自身的强度是在填筑阶段所形成的,因此,在施工过程中,必须要严格控制路桥工程路基的填筑工艺和填筑质量,确保其路基的强度达到要求。通常情况下,填筑材料首选石、砂和砾类土,其次再是选用包含砾和砂的一种低液限粘土,最后再选用低液限粘土。其中要注意的是粉质土与有机质土不可用于路基的填筑。由于目前我国高速公路的超载现象非常严重,笔者建议在路基施工的时候,路基工作区的深度控制最好大于路基工作区的实际设计深度,以此防患于未然。
2.反映路基强度最重要的指标就是压实度和弯沉值。在保证路基填筑合格均匀材料的同时,填土层自身的厚度对于压实度也有着非常直接的影响,这就要求在施工中应该插杆挂线,同时每一填筑层松铺厚度不能超过30cm,在检测压实度的时候,试坑必须要打入下一层的顶面,凡是其检测结果没有达到规定值的要实施相应的加压处理,或者推除重新进行填筑。
3.提高路基强度还有一项重要的措施就是降低其地下水位,由于路面底以下80cm的路床作为路基的关键部位,其直接承受与吸收路面扩散应力,因此必须要有足够的稳定性与强度。在开挖以后如发现其底下渗水,无论其流量的大小均应采取相应的措施来进行处理,在填方地段应采用比较好的材料来进行填筑,而土质较差的地段应该实施换填处理,以此确保其稳定性与强度。
(二)预防措施
1.在设计半刚性路面的时候,应该选用干缩系数与温缩系数较小、抗冲刷性能好和抗拉强度较高的半刚性材料来作为其基层。同时应该选用松弛性能较好的优质沥青来作为沥青面层。此外,沥青面层应该采用密实型沥青混凝土。
2.为了提高表面层的抗温度裂缝的性能,可采用聚合物沥青或者橡胶沥青在沥青混凝土的表面做一封层。
(三)治理措施
关键词:海绵城市理念;市政园林工程;应用可行性;应用措施
1引言
海绵城市是新一代地对城市洪雨水进行管理的一种新概念,目前,在许多城市已经被投入使用,它很好地解决了城市突出的水问题,以及生态和环境问题,取得了十分显著的效果。而海绵城市理念的实现正是通过大量的植被种植,因此,政府应加强园林工程的建设,最大限度地解决城市水资源问题,进一步推动水资源的合理利用和布局,为城市发展和生态环境做好提供充分的保障。接下来,对海绵城市理念在市政园林工程中的运用做了详细的阐述。
2海绵城市理念在市政工程中应用的价值
海绵城市不仅是自然环保理念的综合体现,也是改变城市道路积水、规避房屋倒灌现象、缓解热岛效应、降低污水排泄压力、改善城市生态环境的综合项目工程,对城市形象、城市宜居性、城市功能等都会存在积极影响。从城市形象来看,很多多雨城市、地势低洼城市、径流量较多城市遭遇强降雨时,容易出现雨水“漫城”的现象,给外地游客留下负面影响,对城市排水泄洪能力存在担忧,尤其是在雨水挤占污水、恶臭水体排泄通道下,可能会造成恶臭水体堆积在路面上,给游客留下“味道”上的深刻印象,借助海绵理念的渗透,路面沉积水可以很好地渗透到地下,污水、恶臭水体可以得到有效净化,运用绿植增强城市抗洪、抗涝能力下,还可以贯彻绿城理念,进一步改观城市面貌形象,从城市宜居性来看,城市道路积水不仅会阻碍交通,飞溅水沾湿行人衣服,内涝型城市直接对城市生产生活造成负面影响,除了直接停产外,一楼居民、商店等可能在雨水作用下被浸泡,造成大量财产损失,借助海绵城市渗、滞、蓄、净、用、排的理念,可以蓄积与排泄相结合,增强城市抗洪抗涝能力,渗水与滞水相结合,减少城市积水现象,透过净水与用水相结合,还可以减少城市污水、黑臭水体,通过“蓄水反补”,缓解城市温岛效应,城市宜居性大幅度增加,从城市功能来看,传统城市对雨水、径流水、生产生活废水等的处理较为被动,大量消耗净水,排泄污水,雨季来临时,下水道、水渠、湖泊等泄洪能力较差下,很容易出现洪涝,另外,城市化的进程中,热岛效应日益显著,在夏天,城市内温度普遍较高,再加上大量空调外机,室外温度进一步被拉高,借助海绵城市理念的运用,城市抗洪、泄洪功能得到统筹规划,路面积水问题得到很好的治理,在夏季,蓄积的水体可以通过“蒸发吸热”的形式降低城市温度,大量绿植的运用既可以起到绿景作用,又可以为室外群众提供绿茵场地,进一步完善城市功能。综上所述,海绵城市理念可以改善城市形象、提升城市宜居性、完善城市功能,将海绵城市理念应用于市政工程存在现实价值。
3海绵城市理念应用可行性分析
影响海绵城市在市政工程运用的质量主要是有城市信息了解程度、海绵城市理念应用规范性、可持续发展能力。从城市信息了解程度来看,不同城市呈现不同城市信息,对海绵城市理念的需求程度、需求目标、规划方案也会存在差异,在运用海绵城市理念时,应当注重城市信息了解,根据城市现状,了解境内水体、地势、污水排泄通道、气候类型、城市布局等信息,以此为基础,评价泄洪压力、降温需求、植物栽植要求、空间规划要求、黑臭水体净化压力、海绵城市改造成本等信息,鉴于此,一般可以充分保障海绵城市建设方案与待改造城市适配性,不仅可以规避后期建设风险,还可以确保海绵城市建设方案能对城市发挥应有的效果。从海绵城市理念应用规范性来看,应用海绵城市理念,需要重视决策会议、方案设计、方案可行性论证、工程建设、工程验收等流程,决策会议是评估资金、成本效益、风险等与城市建设是否相协调,对后续专项市政建设资金划拨等工作具有奠定作用,方案设计是根据城市实际情况,将海绵城市理念转化为具体方案的过程,对后续施工过程具有指导价值,方案可行性论证在方案设计完成后,对成本、风险、工期等状况论证可行性,避免设计方案与城市规划矛盾,或建设成本超出专项资金总额等,工程建设质量可以通过现场监督、建设公司资质审核、定期验收已完成工程量等形式保障施工质量,避免设计方案与施工实际现状脱节,预期目标无法得到实现,工程验收是在工程结束后,对工程建设质量进行综合评价,考虑到海绵城市理念的特殊性,可以延长验收期限,或延长追责期限,便于综合考虑工程家建设质量。从可持续发展来看,海绵城市理念下市政工程大部分需要长期维护,另外,海绵城市理念下的市政工程并非独立时,该项市政工程一般与当地地理水文、人文活动、城市基建等息息相关,因而,海绵城市需要具备持续存在能力及拓展能力。从持续存在来看,海绵城市体系初步落实后,市政府应划拨专项资金,委托工程管理人员,修缮绿植、疏浚淤泥、监督黑臭水体净化公司等,从拓展能力来看,城市化背景下,城市呈现不断扩充的姿态,海绵城市体系应当具备可拓展能力,同步城市拓展,具有持续发展能力。综上所述,市政府应用海绵城市理念时,注意城市信息了解程度、海绵城市理念应用规范性、可持续发展能力,一般可以充分保障海绵城市理念应用质量。
4海绵城市理念应用具体措施
4.1选取与城市环境和气候相适应的植被
海绵城市,顾名思义,是指城市能像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,将水分进行有效的储存和排放,从而对雨洪水进行有效的利用,促进城市的建设和发展。当前任丘市在贯彻落实新型城镇化和水安全战略有关要求时将海绵城市理念运用到了园林工程建设中,采取了渗、滞、蓄、净、用、排等措施建设了众多的集雨型绿地,这有效地解决了任丘市水资源短缺以及减轻排水系统运营压力。但海绵理论的运用离不开绿色植被的支持,如果任丘市政府能够根据自身情况选择合理的植物用于园林建设中,就可以进一步提高园林建设的蓄水能力。所以,政府在建设园林工程之前,首先应选取任丘市环境和气候相适应的植被进行种植,促进城市水资源的有效利用。例如,政府首先应对所在城市的环境,气候以及年降水量的分布进行详细的分析和了解,紧接着,应聘请相关的植被和海绵城市研究专家,结合城市的环境和气候对植被进行合理的选择。可以先设立植被实验室,进行小面积的植被种植和试错,并且采取植物快速叶绿素荧光分析技术和生物滞留技术对植物材料进行有效的测定,可以将植物置于干旱,适中,水淹的三种条件下,利用植物荧光仪测定在这三种条件下成熟植物叶片的叶绿素荧光动力值,并且详细记录每一种植物材料叶片在三种条件下的荧光产量,然后进行多次重复测量,在保证实验数据准确的情况下测试植被的抗旱性和抗涝性,此外,还应充分考虑植物材料本身的根系发达程度和自身繁殖能力,对植物在不同土壤条件下的根系稳定程度和生长繁殖速度进行测量,并且选取一个恒定的参考标准。而就任丘市海绵型植物园植物的选择来看,其在栽植水生植物时就选择了抗旱性,抗涝性强,根系发达,繁殖能力强的植被(芦苇、千屈菜)种植,这既营造了丰富多彩的园林景观,而且也起到了雨水储蓄净化的功能。通过上述案例分析,我们可以看出因地制宜选择栽种植物,可以将园林景观中植被的作用发挥到最大,打造一块巨大的海绵,解决城市的各种水资源问题,促进城市的不断建设和发展。
4.2建设可渗透地面,为植被提供充足的水分,加强储水和排水效果
海绵城市的整体布局思路主要包括“渗,滞,蓄,净,用,排”等六个步骤,这同样适用于市政园林工程的建设,因此,针对渗的工程,政府应积极地财务措施,建设可渗透地面,从源头减少径流,净化初雨污染,促进海绵城市在市政园林景观中的应用。而可渗透路面是指采用具有一定的吸水能力和透水性能强的材料所铺设的地面,雨水通过这样的地面可以很好地往下层进行渗透,从而大大解决地面积水的问题。以海绵型植物园的建设为例,其位于任丘市京开道以西,北环路已北,整片园区共占地36.19公顷,其在建设过程中充分利用现有的地形地貌创造了河、湖、岛相连的格局。植物园在修建过程中全园铺装面积51331.58m2,透水铺装面积33793.54m2,透水砖应用比例为65.83%,正是这些可渗透地面使得植物园做到了水能存得住,大雨排的出。现如今,新建道路中华西路、昆仑南道、渤海西路、会战北道、泰山北道等9条道和植物园园、站前公园张华绿色家园等9处公园采用透水铺装材料。主要的三种可渗透路面分别是透水砖路面,透水混凝土路面以及嵌草砖路面,因此,在铺设可渗透地面时,应根据园林景观工程的具置以及地形地貌采取合适的路面进行铺设,可以在人行路和园林广场中铺设透水砖路面,并且可以根据实际的情况设置一定的路面坡度,在坡向道路两侧采用嵌草砖路面,这样既可以在降雨时,通过路面坡度将雨水进行有效的渗透,解决地面积水问题,还可以起到美化园林景观的作用,实现有效地渗水排水。
4.3采用下凹型绿地,打造雨水花园
雨水花园是指自然形成或者人工挖掘的浅凹性绿地,主要用于汇集和吸收地面的雨水,并且通过植被和沙土将雨水进行有效的净化,并使之逐渐渗入到土壤当中,很好的涵养园林植被,促进其茁壮成长。因此,可以即利用雨水花园这一特点,在市政园林景观的工程中采用下凹型绿地,打造雨水花园,实现水资源的可持续利用。例如,张华绿色家园公园根据现状地形做的下凹性绿地,设计时在雨水花园区域底层铺设了碎石,上层铺设了上层铺卵石及散铺种植土,并种植半湿生植物,这样可以在下雨时将雨水汇集到雨水花园中形成雨季池塘景观,有效增加了公园的观赏性。与此同时,还可以考虑在其表面覆盖一些净化能力强的沙子,有效地去除径流中的悬浮颗粒,有机污染物等有害物质,净化水资源,在此基础上,在地下铺设与其相通的管道,将净化过的水用于补给景观用水,实现水资源的最大化利用。通过这种下凹型绿地的建设,不仅可以实现蓄水和净化水的功效,还可以通过其表面植被的蒸腾作用,调节空气中的湿度和温度,有效地改善环境,美化整个园林景观,将海绵城市的作用发挥到最大,促进城市的绿色建设。
4.4在植被的基础上建设生态植草沟,解决城市内涝问题
城市的内涝一直以来都深深困扰着城市管理者,其具有积水量大,积水面积广的特点,在段短时间内很难进行解决,而在海绵城市的建设中,生态植草沟是一项十分有效地设施,因此,可以在市政园林景观植被的基础上建设生态植草沟,解决城市的内涝问题。例如,植草沟是种有植被的地表浅沟,可以收集,输送和排放雨水,并且具有一定的雨水净化作用,与雨水花园类似,但植草沟的成本较低,且能够较好地美化园林景观,但铺设的要求较高,因此,在铺设时应充分结合地形,可以在市政园林景观中不透水的路面再用干式植草沟进行铺设,并且聘请相关的园林设计和植被铺设人员,将植草沟的断面形式设计成三角形或者梯形,并且控制植草沟的边坡坡度,如果坡度较大,可以采用阶梯式的方法进行铺设,同时控制植草沟的深度和宽度,不断地进行实验,确保其可以有效地收集和排放水资源,另外,值得关注的是,植草沟可以用于衔接其他的单项设施,比如城市的雨水管道系统和雨水径流排放系统等,所以,可以将生态植草沟与雨水管道联合应用,发挥其最大的效果。通过在市政园林景观中建设生态植草沟,不仅可以很好地将其与外界雨水管道系统进行连接,最大限度地解决城市内涝问题,还可以促进城市生态环境的良性循环,实现生态的可持续发展,促进城市的发展与建设。
4.5注重园林工程和天然水体的保护,真正实现可持续发展
现如今,在城市高速发展的同时,各个城市内部的天然水体也遭受的很大的破坏,并且严重影响了生态的平衡,因此,要想促进海绵城市理念在市政园林工程中的有效应用,实现城市生态的可持续发展,就必须注重对天然水体和园林工程的保护,促进城市的可持续发展。例如,在市政园林工程的建设当中,大部分的水景观都是人造的水体景观,这在日常的管理和运行当中具有很大的经济和水资源消耗,完全不符合海绵城市的新理念,因此,应注重对天然水体的引用,可以设置管道,将城市内部的天然水体输送到每个园林景观当中,利用天然水体的自我净化能力来形成自然的美丽景观,这样不仅可以节省很大的费用和水资源,还可以有效地补充地下水,实现自然与经济的协调发展。除此之外,政府还应意识到,市政园林工程不是一蹴而就的,其需要长时间的维护和运营,才可以真正地建海绵城市。所以,政府还应积极地采取措施加强对市政园林工程的维修和保养,可以派遣专业的植被修剪人员对园林植被进行定期的修剪和改造,将植被的作用完全发挥出来,还可以个聘请专业的维修人员对可渗透路面,植草沟等设施进行定期的检查,一旦出现路面损坏等问题,及时地采取措施加以完善,提升整个市政园林景观的质量,促进海绵城市的形成。
【关键词】 海绵城市 给排水建设 注意问题
随着世界环境的逐渐恶化以及城市建设的需要,越来越多的城市开始建造海绵工程,提升城市应对雨水的能力,留住雨水资源,为城市供水做出贡献。但是,我国的海绵工程建设的能力还存在不足,建设过程中存在的问题较多,为此,本文结合笔者的工作经验,阐述海绵城市给排水建设中需要注意的问题和相应的建议,以期为我国的城市建设做出贡献。
1 海绵城市给排水建设的意义
1.1 提高环境适应能力
众所周知,我国土地面积广阔,既有较为干旱的西北地区,又包含雨水充足的沿海地区,同时,随着气候环境的不断变化,我国城市大多会经历雨水的考验,当雨水量较大时,城市的排水压力会比较大,大多数城市会出现内涝问题,为此必须要做好给排水建设工作,提升城市应对风险的能力。我国目前开始建设海绵工程,其主要的作用是提升环境适应能力,降低雨水的不良影响,保留雨水资源,利用防、排、蓄、渗、滞等方法,不但可以减少内涝问题的产生,同时还可以有效提高水资源利用效率[1]。
1.2 恢复受损害水体
海绵工程的作用不仅在于提升环境适应能力,其还能有效地恢复和净化受损的水体,在海绵工程中,通过利用专业的技术和自然途径,能够将自然水文特征维持在城市开发前状态,提高对城市原有生态系统的保护效率。海绵工程中的生态手段对粗放式城市建设环境进行优化,能够恢复前期受损坏的水体,使其能够降低污染程度,在海绵工程的给排水建设工作中,应当首先对城市的水体情况进行细致的检查,找出问题较为严重的区域,并集中加快海绵工程建设,提升水体的恢复速率,政府部门应当将海绵工程与其他的工程进行联合。
1.3 提高水资源利用率
由于客观环境的限制,我国大多数地区处于缺水的状态中,但是,我国城市建设正处在高速发展的阶段,对水资源的需求非常强烈,如果仅靠地下水源,很难满足发展的需要,为此,我国城市需要更多的水资源供应渠道,保障城市建设顺利进行,其中,海绵工程能够有效地提升水资源的利用率,让水资源通过自然渗透、自然积存以及自然净化等过程,重新被人们所利用,从而降低城市建设的成本,提高城市发展的速度。
2 海绵城市给排水建设存在的问题分析
2.1 依据科学性低
目前,我国在海绵城市的建设方面经验较少,发展的思路主要来源于少数的科研单位和政府部门,因此导致我国海绵城市的科学性较差,这也导致我国海绵城市在运营过程中出现诸多问题,水资源的利用效率并没有明显的提高。这说明,科学程度对海绵城市的建设尤为重要,每个城市在建设过程中,要结合自身城市的特点,做好给排水的规划和方案,掌握各项建设指标,尤其是要做好水量预测与水平衡分析。
2.2 排水体系不合理
虽然现如今我国城市的建设速度不断加快,但是,我国城市发展的时间较短,发展的经验相对不足,其中给排水建设工作一直为社会所诟病,例如我国大多数城市使用的雨水分流机制应用效率非常低,尤其是在西北地区,雨水管道长时间闲置,而且雨水资源往往是直接排放到目的区域,造成资源严重浪费。因此,我国的海绵城市应当避免上述问题,实现对雨水的分流储存,使得雨水资源得到有效的利用[2]。
2.3 给排水体系影响大
我国的城市建设者已经认识到地下设施建设的必要性,随着时代的发展,地下的构筑物数量逐渐增加,城市的给排水系统更加优化,但是其对城市的影响也随之增大,同时现有供水管道长度、 质量以及建设等方面均存在一定的不足,并不能完全满足城市建设需求。因此,在海绵城市的建设过程中,应当对给排水系统的规划设计进行优化,降低其建设对已存自然水体系的影响。
3 对海绵城市给排水建设提出的建议
3.1 基于具体情况进行给排水建设
我国土地面积广阔,这也导致我国城市的具体情况各不相同,为此,在海绵城市的建设过程中,应当结合自身的实际情况,避免盲目地学习其他城市的成熟经验,要做到因地制宜。例如济南海绵工程中,其主要的海绵道路分布在城市的南边,这是因为济南以“泉城”而闻名,其需要雨水作为补充,而且济南的南边地势较高,海绵工程中的水资源能够逐渐渗透到泉水聚集区,从而满足泉水喷涌的需要。
3.2 注重专业性技术方面的研究
海绵城市的给排水建设工作是城市基础设施建设的重要内容,为了提高建设的质量,相关单位应当加强专业性技术的研究,提升技术的科技水平,保证建设出的海绵工程具备较好的质量,使用更长的时间,尤其是在海绵城市的建设目前处于初级阶段,一定要一边建设一边摸索着前进,无论是相关政策还是施工经验均比较少,对系统设计提供的依据支持较低,因此具有很强的不确定性。
3.3 落实责任体系机制
海绵城市的建设过程比较漫长,而且我国在这方面的经验较为缺乏,在建设工作中,一定要将责任进行明确,落实责任体系机制,以现有的基础设施为对象,对其进行统筹分析、规划与设计,提高各类基础设施运行的安全性,且满足其与给排水系统协调运行的要求。
总之,海绵城市是未来一段时间内我国城市建设的主要方向,其中给排水工程是最为重要的建设内容,每个城市在建设工作中,要立足自身的实际,以城市自身发展基础为依据,统筹各项影响因素,提升海绵工程的技术水平,对其中的难点问题进行有针对性的分析。通过海绵工程的建设,提高雨水资源的利用效率,为城市的健康发展提供建设的基础。
参考文献:
关键词:海绵城市;生态环境;雨水花园
中图分类号:S26文献标识码:A文章编号:16749944(2016)18016203
1引言
中国是水资源严重匮乏的国家之一,水资源人均占有量不足世界人均水平的1/3。近年来,随着城市化进程的不断加快,水资源短缺和污染问题在城市发展过程当中尤为突出。在城市生态系统中,某些城市存在城市供水不足,城市建设用水安全等问题,而有些城市的工业污水也造成城市生态系统恶化,生活用水得不到保障[2]。因此,合理有效地利用水资源,缓解城市用水压力,优化水资源利用、排放、净化模式就成为社会各界广泛关注和研究的重点问题。基于此,本文就针对海绵城市建设过程对雨水的处理利用问题进行分析,并提出一些合理化意见和建议[3]。
2海绵城市的内涵
海绵城市是指在城市发展建设过程中,充分发挥道路、城市水系、建筑以及绿地等设施对雨水的吸收、渗透、储存、净化和缓解作用,控制雨水径流,如同“海绵”一样,对于环境的变化和突发的自然灾害等方面具有良好的适应性,也就是“弹性”。“海绵城市”一词的提出是在新时期下,为了缓解和解决我国飞速发展的城市化与脆弱的城市水体矛盾而提出的,“渗、蓄、滞、用、排”五位一体,落实:“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的原则。
海绵城市的发展理念在国外提出较早,主要思想是解决城市雨水问题,它包括:低影响开发(LID)、最佳管理措施(BMP)、绿色基础设施(GI),相关理论研究的目的是有效控制农村以及城市的面状污染源\[3、4\],随后逐渐发展成为控制降雨径流量和水质的生态可持续的综合性措施。而其中又以低影响开发理论为核心,即基于生态文明和景观建设为主的雨水管理方法,主要是在一定的区域内利用软工程技术,通过植被自身的特点实现就地处理降水,直接减少地表雨水径流量[5]。也就是说从源头控制雨水径流,其具体的方法包括建设雨水花园、绿色屋顶、城市下凹绿地等设施;发挥城市绿地、道路、建筑对雨水的吸收、蓄存和缓释作用,有效改善城市内涝,削减地表径流,改善城市的生态环境[6]。
3海绵城市建设过程中应注意的主要问题相对于国外而言,我国海绵城市建设起步较晚,目前处于试点阶段[7]。但“海绵城市”的发展理念已成为新型城市价值转型的重要标志以及实现人与自然和谐共处的必经之路。正因为如此,在其发展过程中应该注意以下几个问题。
3.1海绵城市的建设要以保护城市生态系统为前提
雨水降落到地表以后,经过截留、渗透、调蓄形成地表雨水径流,最后流入汇渠。其中,渗透过程和地表雨水径流管理是核心问题,其影响因素为地表植被土壤和地面坡度大小。在提出海绵城市建设理念之前,城市规划考虑更多的是用地功能,对于雨水主要考虑的是排泄,即地下管网基础设施建设,而对于路面建设等,则是人为地割裂了雨水与地下的天然联系。在城市开发过程当中不透水的硬质路面会导致径流系数增加\[8、9\],通常情况下,林地的径流系数约为0.1~0.2,农田地的径流系数为0.5~0.6,城市的径流系数一般为0.9~1.0。因此,降水到达地表后难以下渗,形成了地表径流,造成了城市内涝。海绵城市就是克服了以往的不足,将雨水利用的几个基本功能综合起来进行考虑[10]。不过,在海绵城市建设过程中,对雨水的截留和调蓄设施是建设重点,在建设过程中,应充分尊重自然环境变化规律,最大限度地保护城市生态系统[11]。
3.2海绵城市建设应充分认识南北方自然环境差异
南北方城市建设差异较大,在进行海绵城市建设的过程当中,需结合城市的地理环境因素,具体情况具体分析。从宏观建设角度出发,南北方城市开发的着重点有所不同。对于北方城市来说,降雨量小,蒸发量大,如何存蓄更多的降水、并能及时地加以再利用是关键问题[10]。而南方城市因降雨量较大,河流、湖泊众多,排洪量远小于降水积蓄量,造成了地表径流,容易诱发城市内涝。因此,在进行海绵城市建设过程中应该因地制宜,选择合适的建设方案[12]。
3.3做好基础性研究和合理规划论证工作
对当地生态环境、城建分区应该注重基础性的研究和合理规划,这样才能使海绵城市建设具有系统性、基础性的准备,也会让海绵城市建设适应当地的自然环境和社会发展的需要。很多城市都将海绵城市的建设纳入城市基础设施建设的范畴之内,但是,如果海绵城市的规划不合理,将会导致城市功能区混乱,绿色海绵设施之间无法协调,丧失了海绵的“弹性”功能。如果对当地自然地理概况缺乏全面研究的话,更会使绿色海绵设施无法充分解决城市水体问题,严重的会使海绵城市建设徒劳一场。
4建议和对策
4.1大力提高城市的植被覆盖率
海绵城市的建设过程中,应大力提高城市的植被覆盖率。基本原则是城市生态建设和自然力的复原 \[8,11\]。而传统的城市发展理念强调城市的经济职能和社会职能,以“坚固耐用、经济美观”为原则,忽视了城市水体涵养功能和生态环境的作用,在建设中偏离了正确的发展模式。例如,硬质的街道不利于雨水的下渗,不合理的沟渠开发,城市河道缩减,对湖泊等水体围填侵占等。因此,建设海绵城市就需要增加绿化面积,从环境保护入手,改善城市生态系统[15]。地表绿化是对降水的就地直接吸纳,这是发挥城市“海绵”功能的最重要的一步。海绵城市的建设不仅仅是一个工程问题,更是一个环境问题。从工程学的角度来看,工程手段可以提高对降水的利用率,而从城市生态环境保护的角度出发,才能从开发战略、指导思想上彻底转变思路,把海绵城市的建设当作永久性的,战略性的事业去发展\[15、16\],总体来说就是要保证城市绿地的覆盖面积并使其得以有效保护,例如江苏省城区用地规划就充分考虑了这些特点。
4.2重视地理环境要素,将蓄水和雨水再利用作为重点针对南北方差异问题:在北方进行城市基础设施建设时,应将蓄水、降水再利用作为开发的重点。例如哈尔滨群力雨洪公园,就合理地解决了雨水的收集、调蓄、排泄,不仅合理利用了雨水资源,而且较好地解决了水污染问题。通过简单的挖方和填方,缓解低洼地积水问题,实现高地与低地相结合,高地种植旱生植被、低地建设鱼塘并种植喜湿植被,建设新颖的农业景观\[17,18\],缓解雨洪压力。此外,公园四周建造大小不一的水坑,收集城市降水,经过自然汇集、过滤后在低洼地汇聚供给鱼类饲养,将多余降水转移到调蓄地区,尤其是城市污水,在向异地转移过程中实现过滤和汇集来解决城市水污染问题\[18,19\],建立发达的地下管渠,实现蓄水地区与城市之间水体的自由调动。
对于南方城市建设而言,由于降水较多,应采用降水就地吸纳的方式,如贵州六盘水明湖湿地公园的建设理念就是典型代表,其核心是通过减缓城市排水速度来实现“海绵性”,传统的城市排水排洪工程主要以快速排水为主,而新型海绵城市的建设打破了这一束缚,明湖湿地公园位于市区内,通过恢复水城河两岸的植被减少地表径流,增加水体中的氧气含量。种植各种植物,促使富营养化的水体被生物吸收,缓解城市水体污染,同时,建立梯田式湿地\[20,21\],有效的减缓地表径流、削减洪峰、调节季节性降雨和城区空气质量\[22,23\]。
4.3加强海绵城市建设的基础性研究,完善相关政策
在海绵城市的建设之初,要对该城市自然地理概况做出分析,如城市地貌特征、降水量、地下水水情、地质概况等,这也是海绵城市建设的基础工作,具有海绵效应的城市绿色设施,如对绿色屋顶、冠层截流、绿色街道、生态沟、雨水花园、蓄水池等建设做到心中有数。
在保障措施上,首先要制定相关的规章,出台相应的指导意见,引导各地区建设符合本地区的具有可操作性的建设方案,并将海绵城市建设纳入法律体系,通过法律来保证海绵城市建设的落实和维护\[15,24\]。转变城市发展的观念,将城市发展和自然融为一体,划分合理的城市功能,实现城市建筑、排水、水利工程等多方面的衔接\[25,26\]。
5结语
本文主要阐述了海绵城市的概况、提出背景以及国内外发展现状。探讨在进行海绵城市建设过程当中应该注意的几个问问题,这些问题是不同角度、不同的发展阶段对海绵城市建设的基本要求。影响海绵城市发展的问题主要为自然环境因素,明确自然环境与基础设施建设之间的相互关系,可以促进海绵城市的发展,实现人与自然的和谐共处。
参考文献:
[1]陈献, 尤庆国, 张瑞美,等. 试论我国城市雨洪资源综合利用[J]. 水利发展研究,2016(3):3~7.
[2]鞠茂森. 关于海绵城市建设理念、技术和政策问题的思考[J]. 水利发展研究,2015(3):7~10.
[3]吴丹洁. 中国特色海绵城市的新兴趋势与实践研究[J]. 中国软科学,2016(1): 79~97.
关键词:园林工程;海绵城市;应用
虽然我国的淡水资源居世界前茅,但是水资源的分布及其不均匀,并且由于我国人口众多,导致人均水资源十分匮乏,城市的地下水位一年比一年低,关于水的难题也逐渐进入了人们的视线,所以我国推行了低影响开发的雨水体系,像海绵一样能够自如地吸水以及释放水,这种雨水的排放模式十分符合我国的可持续发展的原则。下面我们就简要探讨一下如何利用园林工程来更好地发展海绵城市。
1海绵城市
所谓海绵城市,就是让城市具有和海绵类似的一些特性,即城市能够很好地收集雨水以及释放雨水,城市的雨水收集以及利用的整个体系,并且将城市的建筑物和道路以及绿化工程都做一个比较系统的整治,加大城市收集水的能力,从而利用自然界的力量来帮助城市能够更好地自我调节。海绵有2个方面的特性:第一,能够自如地吸收、保存、释放水分;第二,其经过压缩之后能够反弹,从而恢复到原来的形状。海绵城市的效果就是像海绵一样,不仅能够自如地吸收、保存和释放水分,还能很好地释放水分来保持原来的形态不发生变化。海绵城市主要有3个内容:第一,城市通过改造自身的各项基础设施,来改善城市的排水体系,从而使得城市水能够很好的循环,即收集存储水的同时,还能够净化水,从而加以利用;第二,城市的排水系统能够很好地减少甚至避免洪涝对整个城市的影响以及破坏;第三,通过园林工程的建设,能够将城市环境以及自然环境有机地结合在一起,避免在城市建设过程中对生态环境产生不同程度的影响。综合起来就是通过海绵城市的建设,能够让城市自如地应对可能出现的不同程度的降雨以及洪涝灾害,从而维护人与自然的和谐,由相关资料可知,海绵城市的目标就是在地下储存以及渗透70%的水分,如果不能实现,就不算是一个合格的现代化城市。
2园林工程如何应用到海绵城市当中
2.1统筹规划城市的山水林田湖
通过园林工程来治理山水林田湖,提升城市水的管理能力,增加绿地面积,加大对山体的维护,将绿地和港渠以及水体有机结合起来,并且使用相关的净化手段。
2.2保护城市中的湖泊以及湿地,提升海绵城市的储存能力
城市中的湖泊湿地是最佳的雨水储存场地,所以,城市建设中要利用园林工程来建设河滨的湿地以及植被缓冲带等低影响的开发体系,在国内外的园林工程建设中,最著名的就是日本的多自然型河道的建设,以及瑞士和德国的河流回归自然的改造建设,其能够帮助我们很好地建设海绵城市。
2.3通过城市的排水体系来计算园林工程中绿地的承载能力
绿地的建设不能为了水而去做水,绿地的主要功能还是生态景观以及供市民进行身心的放松,所以,要利用园林工程使其尽可能地合理以及承载能力最大化,并且要合理地保留出一定的空间,来渗透绿地旁边的硬化地区的径流,并和城市的雨水管渠体系很好地结合在一起。
2.4下凹绿地的建设
因为很多城市的用地都十分紧张,所以导致城市主干道的绿带都十分狭窄,绿带的宽度都是1~4.5m,很难进行下凹绿地的建设,所以在园林工程的应用中,首先要了解城市的初雨弃流的时间,然后通过初雨工程来进行净化,让一部分道路的雨水进入道路隙的地下凹绿地或者雨水塘以及景观的水体中,从而实现径流的减少以及收集和利用雨水的目的,在人行道的树池建设中,可以使用条状的连接方法,不能整体进行下凹绿地的建设,但是可以在某些部位进行下凹绿地的建设,在绿带中的下凹绿地中,不能缺少的就是初雨弃流的设备,从而保障污水不会进入绿地以及地下水中,避免造成污染。在绿地中应该有溢流口,从而便于暴雨时实现溢流的排放。对于以前的绿地方案,全部进行下凹绿地的建设不太现实,绿地的容量有最大值,如果土壤的稳定入渗系数太小,植物就会出现长时间淹水的情况,严重阻碍植物的生长,所有下凹绿地的建设一定要利用科学的方法,再结合城市的规划合理进行。
3结语
综合上述,海绵城市建设的原则就是节水,以及空间的均衡,还要系统地进行整治,通过园林工程利用自然界的力量,更好地保留水分以及渗透和净化,所以园林工程的建设措施以及模式都要符合各个城市的实际情况而采取最佳的方案,不能只注重眼前的短期效果,从而在最大程度上推动我国海绵城市的发展。
参考文献
1胡必成.中国水资源贫乏与水资源浪费的矛盾分析[J].辽宁工程技术大学学报社会科学版,2013(15)
一、海绵城市建设的提出
“海绵城市”概念的首次提出是在2012年的《2012低碳城市与区域发展科技论坛》;在2013年底的《中央城镇化工作会议》中,强调到要优先考虑利用自然力量排水,建设海绵城市,让自然做功。
(一)海绵城市建设提出的背景
“水资源短缺、水资源污染和城市雨洪灾害”这三大水资源问题在整个世界范围内都是广泛存在的并且也是制约城市发展的重要因素,但与此同时,水生生物栖息地丧失、干旱、气候变化、水生生态系统退化也同时出现,这些综合症状都是与水和水循环自然过程有关。海绵城市是可持续雨洪管理系统的中国表述,提出的目的是为了有助于解决我国的水问题和水危机。
(二)那海绵建设概念的定义
“海绵城市”概念的产生源自于行业内和学术界习惯用“海绵”来比喻城市的某种吸附功能,例如澳大利亚人口研究学者布吉(Budge)应用海绵来比喻城市对人口的吸附现象,根据《海绵城市建设技术指南》,其定义为:“海绵城市是指通过加强城市规划建设管理,充分发挥建筑、道路和绿地、水系等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用,有效控制雨水径流,实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方法。”
(三)海绵城市建设的意义
海绵城市的意义就在于对整个城市自然生态的综合整治,通过顺应自然规律的方式解决包括防洪、水质净化、地下水补充、水资源补充、生物多样性保护、微气候调节等多个综合的水相关城市发展问题以及与之相关的社会问题。
二、风景园林专业与海绵城市建设
风景园林学科(Landscape Architecture)这一学科是以“生物生态学科”为主,并与其他非生物学科(如土木、建筑、城市规划)、哲学、历史和文学艺术等学科相结合的综合学科。其核心工作即城市的环境绿色生物工程系统。
(一)风景园林在海绵城市建设中的机遇
绿地是海绵城市主要的物质空间构成,也是可持续雨洪管理措施的主要载体,是对传统观排水系统(灰色基础设施)的一种“减负”与补充;同时绿色基础设施设计正是现代风景园林专业的重要实践领域和研究内容。因此在海绵城市建设背景下,风景园林学科面临巨大的建设需求。
(二)风景园林专业目前在海绵城市建设面临的挑战和问题
1、在海绵城市建设系统中的角色定位不明确
从专业外来说,雨洪管理传统上由市政、水务等专业负责,尽管海绵城市中明确了园林是系统构成中的一员,但我国目前的海绵城市建设指南中,明显仍然是市政等与工程相关的专业或技术做法更受到重视,基于绿地设计的内容相对较少。
实际上,目前的工程系统倾向于把水与土分离,把水与生物分离,把排水和给水分离,把防洪和抗旱分离,是一种“水适应人”的价值观和技术管理体系。有学者已经提出本专业是海绵城市建设的“共同领导者”和多学科整合平台的重要依托,这亟待成为专业内外的共识。
2、海绵城市相关基础研究和数据平台构建不充分
我国建设海绵城市的很多规范和技术导则参考了很多美国的BMPs、LID的相关内容,但成功的海绵城市建设一定要科学严谨地基于本地条件进行研究。海绵城市技术设计需要的气象、水文等基层资料一般分属不同机构管理,设计部门获取并不容易,这直接影响了可持续雨洪管理相关设计的决策依据。国外经验是建立共享的数据平台提供设计机构,帮助建设、设计方更科学合理的完成相关设计工作。
3、相关人才的培养与继续教育亟需相应更新
海绵城市建设是一项跨思维、跨尺度、跨学科的高度综合复杂城市生态建设,所谓跨思维是从“水适应人”的思维转变到“人适应水”的过程。跨尺度是指海绵城市不仅仅是雨水利用和管理问题、应用LID技术和场地措施,还应该包括宏观尺度、中观尺度的保护区域水文循环过程,应该是从宏观到微观不同尺度的承接与配合;跨学科是指在海绵城市的建设中不仅需要风景园林学科对绿色基础设施的相关规划与设计。
三、总结