城市生態(tài)道路設計初探

■李 巍，王 堅

■1.合肥市政務文化新區(qū)建設指揮部，安徽 合肥 230031;2.上海市政工程設計研究總院第六設計院，安徽 合肥 230031

前言

我國城市化進程不斷加快，而道路是建設和發(fā)展的必要條件。目前，道路基本采用硬化設計，不但使雨水徑流系數(shù)增大，加大管道和泵站的負荷，同時，路面吸收和反射陽光，增加城市熱島效應，使空氣質量、生態(tài)效應和舒適度難以保證。另外，城市地下水的補給也難以保證。

道路生態(tài)學(Road Ecology)是研究交通道路、車輛與所在的周邊自然環(huán)境之間相互作用的科學。它的研究對象是路域生態(tài)系統(tǒng)。它把人——車——路這種人工系統(tǒng)和道路沿線的生態(tài)環(huán)境有機結合起來，是生態(tài)科學、地球科學與工程技術科學的交叉學科。它涉及的主要研究領域:

(1)道路對生物鐘群和生物棲息環(huán)境的影響，其中包括:動植物的分布、侵入、隔離、遷移、種群規(guī)模、數(shù)量、及其動態(tài)影響，道路建設對野生動植物生境的影響等;

(2)道路對地質、地形、地貌、水文、土壤、小氣候等物理環(huán)境的影響;

(3)道路和車輛產(chǎn)生的道路污染帶研究，其中包括:噪音污染、汽車尾氣和揚塵形成的大氣污染、汽車泄露和交通事故形成的有害、劇毒物質的污染等;

(4)道路網(wǎng)絡和道路影響帶(road effect zone)的研究。道路網(wǎng)絡是由節(jié)點和交通廊道按照一定空間規(guī)則組合起來的空間網(wǎng)絡。道路影響帶是指道路及其載體交通流量而形成的空間生態(tài)效應影響帶，這種影響帶的范圍往往數(shù)十倍于道路本身的面積。因此道路網(wǎng)絡的研究包括網(wǎng)絡結構、功能、密度、網(wǎng)絡流、動態(tài)演替等;道路影響帶研究包括空間距離、范圍、格局、形態(tài)、影響類型、影響度等;

(5)生態(tài)道路和生態(tài)道路網(wǎng)設計，包括生態(tài)道路規(guī)劃、設計和建設;

(6)道路交通政策、規(guī)劃與發(fā)展對策研究，其中包括制定環(huán)境保護的法律、法規(guī)，環(huán)境影響評價、生態(tài)經(jīng)濟效益分析以及可持續(xù)發(fā)展對策等。

本文對生態(tài)道路的設計提出以下幾點，供參考。

1 路面設計

透水路面是從傳統(tǒng)的路面結構向功能性結構過渡的的趨勢下出現(xiàn)的一種新型路面結構。其特征是空隙大，一般在20%左右，具有良好的排水、降噪、抗滑功能。目前有透水混凝土路面和透水瀝青路面兩種結構。主要優(yōu)點是:

(1)下雨時能較快消除道路、廣場的積水現(xiàn)象;當集中降雨時能減輕城市排水設施的負擔，防止河流泛濫和水體污染。同時，它可以有效的防止車輪卷起水霧，提高行車的安全性。

(2)彩色透水路面防止路面積水，夜間不反光，增加路面安全性和通行舒適性。它還可以根據(jù)周圍環(huán)境需要進行設計，具有較強的裝飾性。

(3)能使雨水迅速滲入地下，還原地下水，保持土壤濕度，維護地下水及土壤的生態(tài)平衡，又能避免因過度開采地下水而引起地基下沉。

(4)在吸熱和儲熱功能方面接近于自然植被所覆蓋的地面，調(diào)節(jié)城市空間的溫度和濕度，緩解城市熱島效應。

(5)具有吸音作用，可減少環(huán)境噪聲。

(6)能吸附城市污染物(如粉塵)，減少揚塵污染。并易維護性，只需用高壓水洗的方法，即可處理孔隙堵塞問題。

透水路面在歐美等發(fā)達國家被高度重視，并積極推廣應用。

2 排水設計

傳統(tǒng)的排水設計是將雨水通過收水井收集起來，通過雨水支管匯入主干管，排入河、湖等自然水體。

近年來，每到夏季我國城市就頻頻遭受大暴雨的襲擊，且雨災“等級”逐年升高，十年一遇、五十年一遇甚至百年一遇的報道不斷沖擊著人們的眼球。這里不想討論雨災屬于多少年一遇的等級，但是暴雨過后，各城市均發(fā)生嚴重的積水現(xiàn)象，導致交通堵塞、電力中斷、房屋被淹卻是不爭的事實。專家指出，造成這種情況的主要原因除了排水設計標準偏低、道路排水缺少調(diào)蓄能力外，城市路面不透水也是主要原因之一。

排水設計應充分考慮調(diào)蓄能力，減輕外界河流的過水壓力。這種設計理念就是充分利用道路的地下空間，把雨水貯存起來，作為城市用水的補充。它的主要優(yōu)點是:

(1)和透水路面結合，路面無收水口，提高行車的舒適度。

(2)貯存的雨水可作為消防、綠化灌溉等用水，這對缺水城市相當重要。

(3)減輕外界排水通道的壓力。

(4)調(diào)節(jié)城市空間的溫度和濕度，緩解城市熱島效應。

當然，為了保證水的潔凈，在設計中應考慮初期雨水的截流，讓渾濁的初期雨水排入污水管道。

3 人行道設計

傳統(tǒng)的人行道也是密封型的，不透水。這種結構使得雨天容易及水，路面濕滑。人行道設計應采用透水磚。透水磚具有環(huán)保、高強度、透水、透氣、防滑、耐久等特點。它的主要優(yōu)點是:

(1)提高行走的舒適性。

(2)雨水滲透到綠化帶內(nèi)，可作為路邊綠化的水分補充，減少養(yǎng)護成本等。

(3)減少地陷發(fā)生的風險。地陷和地下水的減少有很大關系，采用透水性地磚可有效補充地下水。

4 照明設計

生態(tài)照明是美國國家環(huán)保局于上個世紀提出的概念。完整的生態(tài)照明內(nèi)涵包括高效節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適四項指標，不可或缺。

高效節(jié)能、環(huán)保就是消耗最少的電能獲得足夠的照度，從而減少電廠大氣污染物的排放，達到環(huán)保的目的。從光源上來講，要重視采用和推廣高效光源。在設計中，應根據(jù)不同的場合，選擇與環(huán)境項適應的高效光源。從電源上來說，照明應不僅依靠發(fā)電廠輸出的電源，充分利用無污染的太陽能、光能等，是照明設計應該推崇的。

安全、舒適就是要求光照清晰、柔和，不產(chǎn)生紫外線、炫光等有害光照，不產(chǎn)生光污染。

道路照明設計中，低碳節(jié)能通過照明藝術設計與城市風貌渾然融合，生態(tài)照明通過人文精神的社會鏈與城市文化同生共榮。低碳節(jié)能、生態(tài)照明、城市文化三者之間是照明意識形態(tài)的演變，充分展現(xiàn)地域特色，形成獨具特色的城市生態(tài)魅力。

5 綠化設計

道路綠化既改善城市生態(tài)環(huán)境又豐富城市景觀。運用綠化手段進行合理的植物配置，營造城市綠地，不但可以降低機動車尾氣造成的空氣污染和噪聲，吸收灰塵，消除駕駛員的視覺疲勞，而且對降低城市“熱島效應”起到了巨大的作用。因此，道路綠化設計顯得尤為重要，這就要求設計人員以綜合的視覺進行多目標的設計，通過形式多樣的造景手法創(chuàng)造豐富的空間變化。

道路綠化分為分隔帶和人行道綠化。分隔帶寬度小于1.5m時，應以種植灌木為主，與地被植物相結合，不得裸露土壤;分隔帶寬度大于或等于1.5m時，應以種植喬木為主，并與灌木、地被植物相結合。

行道樹應選擇深根性、分枝點高。冠大蔭濃、生長健壯、適應城市道路環(huán)境條件、落果少且無飛絮、抗性強、耐修剪的植物。窄人行道宜選用落葉樹種，夏天遮蔭，冬天透光，滿足人行的舒適性。寬人行道可種植雙排或多排行道樹，內(nèi)側選用常綠樹木，外側選用落葉樹木。

6 防護工程設計

防護工程主要指道路邊坡、擋土墻等構筑物。常見的防護工程技術包括砌石擋土墻、砌石護坡、現(xiàn)澆混凝土、抗滑樁、水泥砂漿噴錨等形式。這些防護工程對減輕坡面修建初期的不穩(wěn)定性和環(huán)境侵蝕方面的效果很好，作用非常明顯，但隨著時間的推薦，材料老化導致強度的降低，效果越來越差，后期整治費用高。同時，生態(tài)環(huán)境效果極差。

生態(tài)防護工程隨著植物的生長，強度不斷增加，對減輕坡面不穩(wěn)定性和環(huán)境侵蝕方面的作用越來越大。它的另一個顯著優(yōu)點就是能夠回復由于工程建設所破壞的生態(tài)環(huán)境，保持生態(tài)間的平衡。單純的植被防護有時也無法滿足工程的穩(wěn)定性要求，因此，在實際設計中，往往采取生態(tài)防護與加固措施相結合的方法，解決工程防護與生態(tài)環(huán)境破壞的矛盾，既保證了道路邊坡的穩(wěn)定，有快速恢復坡面植被，達到人類活動與自然環(huán)境的和諧共處。

目前常用的生態(tài)防護方法有以下幾種:

(1)客土噴播。應用生態(tài)綠化工程理論與方法，那個過人工輔助方式，在邊坡上回復自認植被結構和生態(tài)功能。

(2)格構。利用混凝土、漿砌條石等在坡面構筑格構梁，在格構中填充一定厚度的開挖邊坡的表層土壤，種植喬木、灌木，達到防風固沙、涵養(yǎng)水源的目的。

(3)立體植被土工網(wǎng)格。在平整后的坡面上鋪設三維植被網(wǎng)格，在網(wǎng)格中夾裹優(yōu)良土壤，種植植物。

(4)植被混凝土。將土壤、混凝土、養(yǎng)分、保水劑、腐殖質、草種按一定的比例混合后噴射到坡面，在表面覆蓋保護層養(yǎng)護，待種子發(fā)芽后揭去保護層，讓植物自然生長。目前也有這種砌塊砌筑擋土墻。

(5)藤類植物。栽種攀緣性或垂吊性植物，遮擋硬質巖高陡邊坡、擋土墻等防護工程，起到美化環(huán)境的作用。

(6)植生帶。采用專用的機械設備，依據(jù)特定的生產(chǎn)工藝，把草籽、肥料、保水劑等按一定的密度定植在自然降解的無紡布或其他材料上，并經(jīng)過機器的滾壓和針刺的復合定位工序，形成一定規(guī)格的產(chǎn)品，鋪設在坡面。

7 結語

生態(tài)道路的設計要堅持以人為本、低碳環(huán)保、繼承與創(chuàng)新相結合，道路綠化與生態(tài)美學相結合、經(jīng)濟性與可持續(xù)發(fā)展相結合的原則。在城市環(huán)境日益惡化的今天，生態(tài)道路必將是今后城市道路建設的目標。