探討市政道路設(shè)計(jì)的生態(tài)理念及技術(shù)

張文淵,安興華

（貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司,貴州 貴陽(yáng) 550081）

0 引言

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)城市化進(jìn)程逐漸加快。由于城市道路對(duì)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響重大，城市道路建設(shè)需求日益增長(zhǎng)。城市建設(shè)要堅(jiān)持人性化、人本化的理念，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在道路建設(shè)中堅(jiān)持生態(tài)學(xué)原理，通過(guò)城市道路設(shè)計(jì)，能夠最大限度減少對(duì)城市生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共處[1-3]。基于此，該文結(jié)合生態(tài)目標(biāo)，依托城市道路設(shè)計(jì)的原則，結(jié)合道路建設(shè)生態(tài)理念，剖析了城市道路生態(tài)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，提出了相應(yīng)的對(duì)策建議。

1 城市道路設(shè)計(jì)的生態(tài)目標(biāo)與原則

1.1 城市道路設(shè)計(jì)生態(tài)目標(biāo)

城市道路設(shè)計(jì)過(guò)程中，在不影響道路基本功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，從設(shè)計(jì)和實(shí)施層面來(lái)降低道路建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，使居民享受到更加舒適便利、低碳環(huán)保的行車環(huán)境；協(xié)調(diào)統(tǒng)一人、車、道路，使社會(huì)、環(huán)境有機(jī)結(jié)合；合理規(guī)劃路線，選擇低碳環(huán)保材料，壓實(shí)責(zé)任，降低能耗，使民眾出行更加便利，生活更加舒適、舒心，促進(jìn)城市發(fā)展，有利于構(gòu)建和諧社會(huì)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[4-5]。

1.2 城市道路生態(tài)設(shè)計(jì)的原則

1.2.1 資源節(jié)約原則

降低能耗是最直接、見(jiàn)效最快的環(huán)保方式，通過(guò)節(jié)約自然資源，能夠減輕城市道路建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，最大限度保護(hù)生態(tài)環(huán)境，為居民創(chuàng)造舒適、舒心的環(huán)境。城市道路的設(shè)計(jì)要始終堅(jiān)持節(jié)約原則，不僅能降低施工成本，也可以不斷優(yōu)化道路建設(shè)。

1.2.2 低污染環(huán)保化原則

生態(tài)失衡的主要原因是污染物超出環(huán)境承載能力，在道路建設(shè)過(guò)程中，道路設(shè)計(jì)對(duì)環(huán)境的影響明顯，大規(guī)模施工導(dǎo)致道路建設(shè)產(chǎn)生了大量廢棄物，廢棄物不僅對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響，也對(duì)居民日常生活造成影響。因此在進(jìn)行道路設(shè)計(jì)時(shí)，一方面要考慮廢棄物的排量，避免因大量廢棄物的排放對(duì)土壤、水、大氣環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響；另一方面盡量選擇低污染的材料，增加對(duì)低污染、可回收再生材料的使用。

1.2.3 以人為本的先行原則

民眾日常出行離不開(kāi)城市道路，作為城市最重要、最常用的基礎(chǔ)設(shè)施，城市道路生態(tài)化設(shè)計(jì)既要考慮實(shí)用性，也要考慮美觀性；要始終保持與周邊的建筑物、景觀、整體環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一；要堅(jiān)持人本思想，保證道路使用者的安全性，讓居民安心出行、放心出行，最大限度降低道路建設(shè)對(duì)居民的負(fù)面影響[6]。

2 城市道路設(shè)計(jì)中的生態(tài)理念

2.1 基礎(chǔ)環(huán)保理念

2.1.1 保護(hù)性理念

道路設(shè)計(jì)時(shí)，首先要合理布局路線，準(zhǔn)確把握道路設(shè)計(jì)相關(guān)指標(biāo)，明確道路設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)；其次要尊重當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)俗習(xí)慣、文化歷史，對(duì)于當(dāng)?shù)刈匀惶厣?、人文景觀要重點(diǎn)保護(hù)。當(dāng)?shù)缆方ㄔO(shè)影響當(dāng)?shù)厝宋木坝^時(shí)，要結(jié)合實(shí)際情況擇機(jī)調(diào)整設(shè)計(jì)路線，避免對(duì)當(dāng)?shù)厝宋木坝^造成破壞，影響當(dāng)?shù)匚幕厣?，最大限度降低?duì)生態(tài)系統(tǒng)的破壞。

2.1.2 恢復(fù)性理念

在設(shè)計(jì)中一方面要結(jié)合實(shí)際需求盡可能完成建筑物、構(gòu)造物的施工；另一方面要不斷提高對(duì)工程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，進(jìn)行完善的恢復(fù)性或補(bǔ)償性設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮恢復(fù)性、補(bǔ)償性能力，最大限度發(fā)揮效用。

2.1.3 整體性理念

城市道路是城市生態(tài)系統(tǒng)中的組成部分，本身并不是孤立存在的，也不是單獨(dú)的自我穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)，所以在道路設(shè)計(jì)中要保證生態(tài)的連貫性，用整體性理念去指導(dǎo)設(shè)計(jì)。

2.1.4 本土化理念

城市道路設(shè)計(jì)要充分考慮當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)情況，不同城市的土壤、環(huán)境氣候、植被覆蓋都有所不同，要結(jié)合實(shí)際情況選擇有利于城市可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)。

2.2 可持續(xù)發(fā)展理念

城市道路建設(shè)要堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，要充分考慮環(huán)境的容忍度，在做好發(fā)展的同時(shí)降低環(huán)境污染，不斷改善環(huán)境質(zhì)量，確保道路建設(shè)符合社會(huì)和人類發(fā)展。

2.3 安全性理念

安全理念實(shí)際上就是在道路設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中始終堅(jiān)持“安全預(yù)防”，要為居民提供安全可靠的道路。道路生態(tài)設(shè)計(jì)的核心在于安全設(shè)計(jì)，沒(méi)有安全保障的道路設(shè)計(jì)不能稱之為生態(tài)設(shè)計(jì)。

2.4 以人為本理念

城市道路設(shè)計(jì)一方面要確保使用人的安全性，另一方面也要不斷提升道路使用者的舒適性。要提前以不同的速度模擬道路使用者的運(yùn)行情況，采取線性設(shè)計(jì)的形式，對(duì)動(dòng)態(tài)運(yùn)行中的駕乘人員的交通心理進(jìn)行充分分析，進(jìn)而設(shè)計(jì)出最合適的道路軌跡[7-8]。

此外，道路設(shè)計(jì)還應(yīng)盡可能降低對(duì)居民生活產(chǎn)生的負(fù)面影響，尤其是對(duì)施工中產(chǎn)生的噪聲、粉塵等有害物，應(yīng)最大限度減少排放量。

2.5 功能性與經(jīng)濟(jì)性

在以往的理念里，道路的功能主要是運(yùn)輸，當(dāng)然也要兼顧安全舒適、可持續(xù)使用。從新的生態(tài)設(shè)計(jì)理念來(lái)看，城市道路的功能以減少能耗、節(jié)約資源、充分發(fā)揮自然資源的作用為主，兼具經(jīng)濟(jì)合理性、經(jīng)濟(jì)適用性。

2.6 綠化環(huán)保

城市道路綠化指的是城市道路綠地范圍內(nèi)的喬木、灌木等綠色植物。城市道路的綠化減輕環(huán)境的壓力，幫助施工道路盡快恢復(fù)自然環(huán)境，防止因施工造成地貌破壞、水土流失，減少?gòu)U氣、噪聲、污染物的排放量。

3 城市道路生態(tài)環(huán)保技術(shù)

3.1 路面環(huán)保技術(shù)

3.1.1 排水降噪瀝青路面技術(shù)

排水降噪瀝青路面主要由高黏度瀝青與開(kāi)級(jí)配礦料構(gòu)成，是一種瀝青混凝土，空隙率通常大于20%，具有多種功能，主要用于道路的上、中層空隙較大的層面，這些層級(jí)本身都具有大空隙率。

3.1.2 溫拌瀝青混合料技術(shù)

溫拌瀝青混合料技術(shù)被廣泛應(yīng)用在瀝青的混合料中，該技術(shù)有三種實(shí)施方法，一是降低瀝青黏度，二是瀝青發(fā)泡，三是加活性添加劑。三種方法都能夠提升瀝青混凝土的拌和和易性，防止因混合料、攤鋪溫度高影響原料的效果，不同的溫拌劑所降溫的幅度有所不同，大多數(shù)在30～40 ℃以上，方可確保路用性能。

3.1.3 彩色瀝青路面技術(shù)

彩色瀝青路面主要是通過(guò)增加顏色數(shù)量，來(lái)提高道路的整體視覺(jué)效果，進(jìn)而提升道路的觀賞性。主要應(yīng)用于觀光區(qū)、景區(qū)的道路，該技術(shù)的實(shí)施主要依靠有顏色的混凝土、陶瓷顆粒等原料所構(gòu)成的瀝青混凝土。

3.2 路面再生技術(shù)

路面再生即舊路面翻新工作，施工方采取專業(yè)設(shè)備經(jīng)過(guò)一系列工序后，將相關(guān)原料進(jìn)行攪拌或混合形成新的混合料，以此來(lái)重新滿足路用性能并重塑路面的全流程工藝。當(dāng)前國(guó)內(nèi)的路面再生技術(shù)包括廠拌、路拌冷熱再生技術(shù)等，該技術(shù)的應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)，操作技術(shù)較為成熟，熱再生料的用量占比高達(dá)20%～50%，冷再生甚至達(dá)到了100%，從化學(xué)的角度來(lái)看，這兩種用量的多少與抗老化性能負(fù)相關(guān)。

3.3 廢棄材料利用

3.3.1 廢橡膠或?yàn)r青混合料

其主要由瀝青、橡膠粉、集料、適量添加劑構(gòu)成。當(dāng)前我國(guó)主要以濕法生產(chǎn)技術(shù)來(lái)完成廢橡膠或?yàn)r青混合料，該技術(shù)首先制作穩(wěn)定分散的橡膠瀝青，然后將其與集料攪拌成混合料。經(jīng)實(shí)踐證明，橡膠瀝青混合料功能性好，性質(zhì)穩(wěn)定，能在低溫環(huán)境下防止開(kāi)裂，同時(shí)具有抗疲勞、高溫穩(wěn)定性等特征。

3.3.2 廢玻璃瀝青混合料

廢玻璃瀝青混合料首先需要通過(guò)一定工序加工玻璃紗，用于路面建設(shè)。經(jīng)過(guò)加工后的玻璃紗與其他材料制成瀝青混合料，經(jīng)過(guò)仔細(xì)篩選打磨，該原料的性能與河砂相近，可以用于路面基層、面層建設(shè)。這一材料主要可以用于路面的反光性能，通常被應(yīng)用在景觀道路中，有助于提醒路面使用人，缺點(diǎn)在于這種材料會(huì)降低路面的抗滑性[9]。

3.4 環(huán)保設(shè)施

3.4.1 噪聲防治技術(shù)

借助物理屏障結(jié)構(gòu)來(lái)降低、減弱噪聲，主要是為了減少對(duì)周邊居民生活的影響。通常噪聲防治技術(shù)的材料由吸收型、反射型聲屏障組成。

3.4.2 優(yōu)化排水系統(tǒng)以便提高水資源利用率

道路排水系統(tǒng)主要作用是優(yōu)化道路積水，讓雨水資源得到合理使用，相比而言排水更加重要，是道路建設(shè)中考慮的重點(diǎn)。后者主要是考慮污水處理凈化，合理增加地下水，不斷提高大自然循環(huán)能力，保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境。

3.5 光觸媒技術(shù)的應(yīng)用

光催化技術(shù)主要利用物理原理，通過(guò)光催化方法不斷分解有害物質(zhì)，降低有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境的危害性，整個(gè)催化都憑借自然反應(yīng)，完全脫離化學(xué)助劑，也不會(huì)形成二次污染，是綠色、低碳、環(huán)保的技術(shù)[10]。

國(guó)內(nèi)的光催化技術(shù)主要為光觸媒技術(shù)，借助二氧化鈦進(jìn)行催化，技術(shù)原理即當(dāng)氧分子與污染氣體中的氮氧化物產(chǎn)生反應(yīng)，碰到雨水則形成可被吸收的、低污染的稀硝酸溶液，在經(jīng)過(guò)這一系列過(guò)程后，氮氧化物的污染被徹底清除，這一技術(shù)成效明顯、成本低，是值得大力推廣的道路技術(shù)。

4 城市道路生態(tài)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及措施

4.1 材料工藝的可靠性

材料工藝可靠性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括多個(gè)維度：一是材料能否解決實(shí)際問(wèn)題，滿足道路設(shè)計(jì)的要求，不增加環(huán)境的負(fù)擔(dān)；二是材料的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。與以往技術(shù)不同，新技術(shù)主要為了提升道路建設(shè)的環(huán)保性能。以乳化瀝青混合料為例，因免加熱所以燃料能源消耗低，但是也存在問(wèn)題，如整體強(qiáng)度低、水穩(wěn)定性差，導(dǎo)致該材料只能用于表面層，維修成本高，加之對(duì)交通的影響也增加了社會(huì)總成本。

此外，還應(yīng)確保施工水平，以溫拌瀝青混合料為例，該材料對(duì)工藝要求高，要充分保證該材料的壓實(shí)效果，避免因壓實(shí)不夠產(chǎn)生負(fù)面作用，甚至影響道路的整體使用性能。

4.2 現(xiàn)有認(rèn)識(shí)的局限性

在當(dāng)前的科技發(fā)展水平下，人們對(duì)材料、技術(shù)的認(rèn)識(shí)僅停留在已有的認(rèn)知里，而技術(shù)工藝對(duì)環(huán)境的影響會(huì)因時(shí)、因地、因人而變。因此要不斷學(xué)習(xí)，提升認(rèn)知能力，方能滿足需求。

4.3 綜合評(píng)價(jià)體系的缺失

不同環(huán)保材料技術(shù)工藝，在應(yīng)用時(shí)有利也有弊，從對(duì)環(huán)境的影響來(lái)看，當(dāng)該工藝對(duì)環(huán)境產(chǎn)生某種影響時(shí)會(huì)變化產(chǎn)生另外的影響。以廢棄物利用為例，這部分廢棄物可以替代原材料，可以在很大程度上減少能耗、降低成本，這是積極影響；與此同時(shí)，廢棄物產(chǎn)生的負(fù)面作用也不容忽視，主要表現(xiàn)在廢棄材料中的有害物質(zhì)危害性大。這部分材料被應(yīng)用到道路建設(shè)中后，會(huì)導(dǎo)致有害物質(zhì)進(jìn)入土壤和地下水，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，危害人體健康，影響居民日常生活。因此要建立完善的環(huán)境綜合評(píng)價(jià)體系，來(lái)判斷環(huán)保效益、污染物排放的影響孰大孰小。

城市道路環(huán)境綜合評(píng)價(jià)體系有助于施工方正確選擇技術(shù)工藝，同時(shí)生態(tài)化設(shè)計(jì)目標(biāo)的制定、實(shí)現(xiàn)也要依托該評(píng)價(jià)體系，城市道路生態(tài)設(shè)計(jì)要依托于該理論，該評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)于實(shí)現(xiàn)道路設(shè)計(jì)生態(tài)化、構(gòu)建綠色低碳城市有很大幫助。從當(dāng)前國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀來(lái)看，尚不具備有效的環(huán)境綜合評(píng)價(jià)體系，究其原因，存在以下三大主要阻力：一是我國(guó)復(fù)雜多樣的地理環(huán)境，導(dǎo)致國(guó)外評(píng)價(jià)體系不適應(yīng)我國(guó)國(guó)情；二是環(huán)境影響類型無(wú)法具體量化；三是城市道路對(duì)環(huán)境的影響類型還需要通過(guò)系統(tǒng)性的研究。

5 結(jié)論

城市道路設(shè)計(jì)的生態(tài)理念奠定了道路設(shè)計(jì)的基調(diào)，但在實(shí)施過(guò)程中要充分發(fā)揮技術(shù)的作用，二者相輔相成才能共同促進(jìn)城市道路的生態(tài)化。道路生態(tài)化設(shè)計(jì)并非一成不變，而是隨著社會(huì)發(fā)展、科技進(jìn)步來(lái)不斷更新、完善，是一個(gè)綜合性的設(shè)計(jì)體系。隨著時(shí)代進(jìn)步，道路設(shè)計(jì)一方面要依托生態(tài)學(xué)原理，另一方面也更加注重環(huán)保，近年來(lái)多個(gè)成功案例中，道路設(shè)計(jì)都融合了環(huán)保理念。通過(guò)該文的研究，可以發(fā)現(xiàn)城市道路設(shè)計(jì)技術(shù)在實(shí)施過(guò)程中，重點(diǎn)關(guān)注兩個(gè)方面內(nèi)容：一是充分發(fā)揮現(xiàn)有材料工藝、技術(shù)方法；二是建立完善的城市道路環(huán)境評(píng)價(jià)體系，為道路設(shè)計(jì)奠定理論基礎(chǔ)，提供技術(shù)支撐。結(jié)合研究情況，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，該文都提供了相應(yīng)的解決辦法，為同行提供參考。