城市道路低渗透路基土海绵城市技术要点与措施

城市道路低渗透路基土海绵城市技术要点与措施

1.杭州市市政工程集团有限公司浙江杭州310000;

2.杭州市运河综合保护开发建设集团有限责任公司浙江杭州310000

摘要:随着城市的变迁和环境承载力的变化,许多城市近些年来出现了“逢雨必涝,雨后必旱”的严重现象,城市水生态资源遭到了严重的破坏。为此,国家提出了建设“海绵城市”的畅想,本文首先提出了城市道路建设中海绵城市建设的措施,随后针对低渗透路基土条件提出了相应的技术策略。

关键词:海绵城市;路基土;渗透系数;建设措施

1海绵城市建设理念与作用

顾名思义,海绵城市是指城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要将蓄存的水“释放”并加以利用。

海绵城市建设应遵循生态优先等原则,将天然途径与人工措施相结合,在确保城市排水防涝安全的前提下,最大限度地实现雨水在城市区域的积存、渗透和净化,促进雨水资源的利用和生态环境保护。在海绵城市建设过程中,应统筹自然降水、地表水和地下水的系统性,协调蓄水、排水等水循环利用各环节,并考虑其复杂性和长期性。

2城市道路低影响开发雨水系统构建的基本要求

在城市道路设计中,在不影响道路安全和功能的前提下,从海绵城市的角度出发,根据道路的空间条件、纵横坡度等合理选择和布置若干LID设施,如植草沟、生物滞留设施、雨水湿地等,可以恢复城市道路良好的水文循环,提高雨水的净化、渗透、调蓄、利用和排放能力,保持或者恢复城市的“海绵”功能。

3低渗透性能路基土的划分标准

3.1建议划分标准

路基土渗透性的高低是一个相对的概念,如何对低渗透性能路基土进行划分,并没有严格的标准,现依据有关规范,给出建议值。

1.《透水沥青路面技术规程(CJJT190-2012)》

《透水沥青路面技术规程(CJJT190-2012)》中对透水沥青路面结构分为三类:

透水沥青路面Ⅰ、Ⅱ:路表水进入表面、基层后排入邻近排水措施;

透水沥青路面Ⅲ:路表水进入路面后渗入路基并指出:Ⅲ型透水路面的路基土渗透系数宜大于7×10-5cm/s,并应具有良好的水稳定性。

根据规范的建议,可以认为渗透系数小于7×10-5cm/s的路基土为低渗透性路基土。

2.《10MR204城市道路透水人行道铺设》

其中指出了图集对于土基渗透性的要求:土基渗透系数应大于等于1.0×10-4cm/s,且渗透面距离地下水位应大于1.0m。对于土基渗透系数小于1.0×10-4cm/s类土、常年冻土、软弱土、液化土、膨胀土、湿陷性黄土、盐渍土、水资源保护区等特殊地区,应按相关规范另行设计。根据图集的适用范围说明,城市道路透水人行道铺设对路基土的渗透性要求为不能小于1.0×10-4cm/s。

3.《北京市透水人行道设计施工技术指南》

《北京市透水人行道设计施工技术指南》中关于设计的一般规定中,3.1.5透水人行道下的土基应具有一定的渗透性能,土壤渗透系数应≥1.0×10-4cm/s,且渗透面距离地下水位应大于1.0m。渗透系数<1.0×10-6cm/s或膨胀土等不良土基、在水源保护区,不宜修建透水人行道。

4.小结

综上,对低渗透性能路基土的划分标准给出如下建议,当路基土的渗透系数在10-4-10-5cm/s以下时,可以认为是低渗透性土。

3.2常见低渗透的特殊性土

1.软土

软土渗透性很低,其渗透系数值一般在10-7-10-8cm/s之间。

软土在我国分布很广,且主要集中在沿海,诸如珠江三角洲、福建、浙江沿海、长江三角洲、渤海湾及天津塘沽等地;此外在内地的沿江、沿湖地区也有不少软土,云南、贵州等西南省区的某些地方还存在有山地型软土。

2.红黏土

当红黏土呈致密结构时,渗透性极差,可视为不透水层。当土中存在裂隙时,碎裂、碎块或镶嵌状的土块周边便具有较大的透气、透水性,大气降水和地表水可渗人其中,在土体中形成依附网状裂隙赋存的含水层。

4低渗透路基土海绵城市技术措施

4.1做透水铺装,配以相应的排水措施

第一种常见的方法是,做透水铺装,但在透水铺装的透水基层内设置排水管或排水板,将路表水排入邻近排水措施。

住建部《海绵城市建设技术指南》中对透水铺装的要求指出:当土地透水能力有限时,应在透水铺装的透水基层内设置排水管或排水板。

4.2对路基进行处理后做透水铺装

1.置换法

置换法是指将一定处理范围内的土层部分或全部挖去,然后分层置换为满足渗透性及其他要求的砂、碎石、素土、灰土、高炉干渣、粉煤灰或其他性能稳定、无侵蚀性的材料,并压(夯、振)实至要求的密实度。

置换法适用于渗透性较低的软土(淤泥、淤泥质土)、湿陷性黄土、素填土、杂填土等路基土及暗沟、暗塘等的浅层处理。通常开挖后,利用分层回填压实,也可处理较深的土层,但经常由于地下水位高而需要采取降水措施,同时由于施工土方量大、弃土多等因素,使处理费用增加、工期拖长,因此全部置换法的处理深度通常宜控制在3m以内,且呈局部分布的软土。

2.纤维改性,改善土的渗透性

纤维改性是指在渗透性较低的黏土中加入纤维作为路基改良材料,可以改善土的孔隙结构,增大土的渗透性。

纤维可以从破损废旧衣物中获取,所以此方法在改善土的渗透性的同时,还提供了一种环保、经济的破损废旧衣物处理新方法。破损废旧衣物的处理一般是填埋或焚烧,但衣物纤维在土中短时间内难以降解,降低土地利用率,而焚烧时又会生成一些有害气体和大量微尘,造成空气污染。因此,这是一个一举两得的方法。

参考文献:

[1]孙芳.基于海绵城市的城市道路系统化设计研究[D].西安建筑科技大学,2015.

[2]陈海玉,曹林涛,徐福卫等.纤维改性粘土渗透特性试验研究[J].三峡大学学报(自然科学版),2013,35(6):67-70.

[3]李泽霖.海绵城市理念下道路工程研究现状与展望[J].住宅与房地产,2017,2.

[4]吕振锋.城市公园自然式水体景观设计研究[D].浙江大学,2012.

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