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混凝土结构设计论文

 论文栏目:设计方案     更新时间:2017-10-26 11:18:31

  城市道路路面结构设计研究

  【摘要】随着经济水平的快速提高,社会进程的不断加快,我国城市化建设水平越来越高,但是在城市建设过程中产生了洪水灾害、水资源短缺与污染等问题。下大雨时,大量的污染物随着雨水进入水中,影响到城市生态环境。本文简单介绍了海绵城市设计内容,并基于该理念阐述了机动车道、非机动车道和人行道设计、路缘石、雨水口和路肩边沟、道路横断面以及路面结构层等成熟道路路面结构的设计。

  【关键词】混凝土结构设计论文

  在城市建设中,城市道路占据着非常重要的地位。在城市化建设的不断推动下,城市道路面积越来越大。在当前建设城市道路的过程中,主要应用控制、利用雨水思想,忽视了生态保护,例如大量硬化地渗透能力较弱,洪丰雨季降水量大,容易积水,造成城市积水面积增大;同时,还有很多城市道路表面不透水,也会促进城市热岛效应的发生。此外,城市道路是产生径流和污染物的主要场所之一。因此,控制城市径流非常重要。

  1海绵城市设计内容

  1.1整体规划内容

  海绵城建设要综合整体规划,避免设计不合理、水资源处置不当等。有必要在施工初期利用自然环境,根据城市地理环境,全面排除现有排水系统的问题,减少干扰,在城市道路两侧设计一条天然绿化带和人行道,有效的保留雨水,让雨水充分渗透到地面,让土壤净化雨水径流,所以雨水不容易积聚,然后通过其他设施的建设,有效管理水资源,避免径流量超标的问题,进而促进建设低影响之路目标的实现[1]。

  1.2设计城市道路内容

  在路面的一般设计中,传统的路面要求必须倾斜1.5~2%,所以在重力的作用下,降水会排入山体,绿化带的建设和道路的高度是有利于积水排放的。但基于海绵城市绿化设计理念的道路建设,必须有一定的高度差,所以当下雨时,雨落到人行道上,收集径流,山路在路面设计中具有一定的高差,使雨水直接流向低路的一侧。另外,绿化带、排水管设计,雨水能够满足大部分绿色植被的需要,水资源将渗入地层被吸收,有一部分渗入地下水后形成地下水,其余部分将流出排水沟。此外,渗水装置可以安装在排水管中,水分直接进入层内,具有渗水装置功能,有效补给城市地下水,管理城市水资源。

  1.3设计道路整体结构内容

  为了有效管理城市水资源,相关技术人员可通过以下三种方式对路面进行分析:①降雨导致路面雨水积聚,可以通过路面之间的差距使雨水渗透到下面的道路上,有效排放雨水;②基层长时间的水将逐渐渗透到道路上,排水管道布置在道路两侧,能有效排出雨水;③地表水直接进入路基土壤排放。对于前两种排水方式,可以有效降低路面径流系数,达到海绵城的设计要求,但没有完成对路面的渗透作用,雨水不能留给绿色植被,也可以污水净化无效。城市海绵施工规范明确规定,路基土渗透系数不得小于7×10-5cs,城市道路交通量非常大,道路负荷大,不能有效对积水进行渗透。在传统的行人道路设计方式中,预制混凝土是常用材料或使用花岗岩,但在基于海绵城市概念设计道路时,必须使用新的路面渗透材料,具有良好的渗透性,具有生态保护的作用[2]。

  2机动车道设计

  传统的机动车道设计主要采用无渗透路面,不仅使得路面容易积水,不能补给地下水,还会促进城市热岛效应的产生。道路渗透路面,提高渗透性,有利于地下水资源的补给,减少源头径流。可渗透路面,由于道路损坏防止雨水进入路基,应在上层沥青混凝土路面结构层底加铺不可渗透材料,雨水进入路面结构层,渗透顶面沿横向坡度排放到盲沟,进入路边的雨水检查井或分离区。道路纵坡坡度范围应控制在0.3~6%之间,渗透机动车辆的斜坡应为1~1.5%。

  3非机动车道和人行道设计

  目前,主要采用不透水路面形式进行人行道、非机动车道的设计,遇到雨天,容易使得路面湿滑,并且容易积水,进而降低道路的安全性与舒适性,并且阻止了地下水的补给。但是海绵城市设计理念建议通过透水铺装方式设计人行道、非机动车道,雨水能够向下渗,不仅能够补充地下水、减少路面积水,还能够对路面湿度、温度进行调节。若路基土的透水能力比较差,还可以通过增设排水管的方式提高其透水能力。此外,透水性人行道、非机动车道的纵坡最好是处于2.5%以下,横坡最好处于1.0~2.0%之间。

  4路缘石、雨水口和路肩边沟设计

  4.1路缘石

  道路边缘作为城市排水设施,可分为扁平垂直石块和石块,平面边缘平坦,海拔高低,雨水径流至绿化带或雨中,站立石面较高比周围的水通过溢流,注意雨水的流动。传统的垂直路边不能使道路很快进入绿化带,为了解决这个问题,穿孔垂直边缘石头,石头和垂直间隙间隔型立式石头形式。

  4.2雨水口

  雨水入口是城市路面径流的主要收集设施,也是雨水收集的起点。雨口通常位于机动车辆或非机动车道边缘,经常因为雨水径流或道路清洁垃圾进入雨水,雨水严重堵塞,雨水收集效率降低,暴雨将导致城市淹水,产生非点源污染。为了解决雨水喷嘴堵塞的问题和水污染问题,除了传统的雨水除污拦截装置外,还可以设置污水拦截铁栅,取代传统的雨水炉排,方便清洗,铁排侧面可以打开,拦截吊篮可以拦截径流中的小污染物。除了道路,雨水出口广泛应用于沉没的绿色空间和生物拘留设施。如在绿化带排列在雨中,高度应在表面高程与下沉绿色空间之间的最低点之间,径流通过间隙垂直遏制污水拦截进入雨水过滤,雨水渗透主要在绿化带内或吸收饱和,其余雨水从雨水溢流进入市政排水管道系统[3]。

  4.3肩侧沟

  传统的水泥混凝土侧沟堵塞不美观,而且没有雨水净化功能,而使用沟渠可以解决这个问题,是一个草地景观植被表面沟渠,收集,运输,净化和排放的雨水径流。

  5道路横断面设计

  传统的城市道路设计是1.5~2%的斜坡排水斜路,雨水通过奥利维尔进入雨管系统,绿色引导石头一侧比巷道呈凸形。道路水平坡度优化分离后,雨水通过路面坡道为凹陷区域,浅层土壤饱和。多余的水通过炉排雨水收集雨水管中的井(高绿50~100mm)。雨水头可设有渗水井,收集的雨水通过渗水渗透到深层,并通过渗流填筑地下水。

  6路面结构层设计

  城市道路的传统路面结构通常采用不透水泥混凝土或沥青混凝土。据建设部颁布的“技术规范”和“渗透性沥青混凝土路面规范技术规范”,渗透砖、透水混凝土路面应符合道路路面功能规定,符合防水,防滑,防噪声等要求。随着水深的增加,多孔沥青路面通常分为三种:一是通过高孔隙度与相邻水层道路采水设施的形式与表层的组合;地表水进入表层(层)通过盲管进入附近的采水设施;穿过道路后的水面穿透。前两种降雨时减少地表径流,解决“排水”问题,但不能解决渗流、停滞、积水等问题。

  6.1目前中国混合料设计方法的一般过程

  目标集的外部因素;无效集选择合适的粗骨料分级,并确定最佳沥青。其中,OGFC混合料的孔隙度相对较大,难以通过马歇尔试验法确定最佳沥青含量。为了研究混合料,对国内外相关研究进行比较,结合中国的具体情况,应采取以下三种方法:结合马歇尔试验方法、飞行试验、混合物性能试验确定最佳沥青含量[4]。

  6.2采用CAVF方法的渐变设计方法

  20世纪80年代,美国经过一列的研究提出了Superpave沥青混合料级配设计。通常情况下,通过CAVF法设计OGFC沥青混合料,骨架孔隙结构可以进一步提高OGFC材料的孔隙度和耐久性,OGFC孔隙率处于18%之上,能够将自由水快速排放出去,同时考虑到车辙和水损害性能。CAVF方法使得渐变设计过程更容易进行定量评估,具有相对较好的工程操作。应用Superpave设计方法与此不同(根据经验,仍然较大)沥青混合料的分级设计更加标准化。但这项法律也需要完善。例如,将聚集体除以4.75mm的方法仍有待讨论。

  7结语

  本文基于海绵城市理念探讨了城市道路路面结构的设计,为了达到理想的排水效果,在道路路面结构设计过程中,应当基于海绵城市理念,避免采用传统排水方式,可以通过绿化带、草沟、排水管、排水管渗透等方式有效排放城市雨水。在理念下设计道路路面结构,能够补给地下水,缓解排水系统压力,减少径流污染,提高道路安全舒适度,改善城市气候,具有良好的发展前景。

  参考文献

  [1]孙文佳,张琨,郑艳娜,刘心媚.“海绵城市”理念的研究应用现状与未来展望[J].山西建筑,2017,43(12):99~101.

  [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,2015,15(03):7~10.

  [3]徐振强.中国特色海绵城市试点示范绩效评价概念模型的建立与应用———兼论我国海绵城市创新体系平台的建设[J].中国名城,2015(05):16~25.

  [4]杨阳,林广思.海绵城市概念与思想[J].南方建筑,2015(03):59~64.

  作者:罗正高 单位:云南省楚雄州勘测规划设计院

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