探討市政道路設計的生態理念及技術

張文淵,安興華

（貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司,貴州 貴陽 550081）

0 引言

隨著市場經濟的發展，國內城市化進程逐漸加快。由于城市道路對城市經濟發展影響重大，城市道路建設需求日益增長。城市建設要堅持人性化、人本化的理念，實現可持續發展。在道路建設中堅持生態學原理，通過城市道路設計，能夠最大限度減少對城市生態環境的負面影響，實現人與自然和諧共處[1-3]。基于此，該文結合生態目標，依托城市道路設計的原則，結合道路建設生態理念，剖析了城市道路生態設計的現狀，提出了相應的對策建議。

1 城市道路設計的生態目標與原則

1.1 城市道路設計生態目標

城市道路設計過程中，在不影響道路基本功能實現的基礎上，從設計和實施層面來降低道路建設對生態環境的污染，使居民享受到更加舒適便利、低碳環保的行車環境；協調統一人、車、道路，使社會、環境有機結合；合理規劃路線，選擇低碳環保材料，壓實責任，降低能耗，使民眾出行更加便利，生活更加舒適、舒心，促進城市發展，有利于構建和諧社會，實現可持續發展[4-5]。

1.2 城市道路生態設計的原則

1.2.1 資源節約原則

降低能耗是最直接、見效最快的環保方式，通過節約自然資源，能夠減輕城市道路建設對生態環境的破壞，最大限度保護生態環境，為居民創造舒適、舒心的環境。城市道路的設計要始終堅持節約原則，不僅能降低施工成本，也可以不斷優化道路建設。

1.2.2 低污染環保化原則

生態失衡的主要原因是污染物超出環境承載能力，在道路建設過程中，道路設計對環境的影響明顯，大規模施工導致道路建設產生了大量廢棄物，廢棄物不僅對生態環境造成影響，也對居民日常生活造成影響。因此在進行道路設計時，一方面要考慮廢棄物的排量，避免因大量廢棄物的排放對土壤、水、大氣環境產生嚴重影響；另一方面盡量選擇低污染的材料，增加對低污染、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城市道路，作為城市最重要、最常用的基礎設施，城市道路生態化設計既要考慮實用性，也要考慮美觀性；要始終保持與周邊的建筑物、景觀、整體環境協調統一；要堅持人本思想，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對居民的負面影響[6]。

2 城市道路設計中的生態理念

2.1 基礎環保理念

2.1.1 保護性理念

道路設計時，首先要合理布局路線，準確把握道路設計相關指標，明確道路設計的標準；其次要尊重當地的風俗習慣、文化歷史，對于當地自然特色、人文景觀要重點保護。當道路建設影響當地人文景觀時，要結合實際情況擇機調整設計路線，避免對當地人文景觀造成破壞，影響當地文化特色，最大限度降低對生態系統的破壞。

2.1.2 恢復性理念

在設計中一方面要結合實際需求盡可能完成建筑物、構造物的施工；另一方面要不斷提高對工程設計的認識，進行完善的恢復性或補償性設計，充分發揮恢復性、補償性能力，最大限度發揮效用。

2.1.3 整體性理念

城市道路是城市生態系統中的組成部分，本身并不是孤立存在的，也不是單獨的自我穩定生態系統，所以在道路設計中要保證生態的連貫性，用整體性理念去指導設計。

2.1.4 本土化理念

城市道路設計要充分考慮當地的生態情況，不同城市的土壤、環境氣候、植被覆蓋都有所不同，要結合實際情況選擇有利于城市可持續發展的設計。

2.2 可持續發展理念

城市道路建設要堅持科學發展觀，促進可持續發展，要充分考慮環境的容忍度，在做好發展的同時降低環境污染，不斷改善環境質量，確保道路建設符合社會和人類發展。

2.3 安全性理念

安全理念實際上就是在道路設計的整個過程中始終堅持“安全預防”，要為居民提供安全可靠的道路。道路生態設計的核心在于安全設計，沒有安全保障的道路設計不能稱之為生態設計。

2.4 以人為本理念

城市道路設計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行情況，采取線性設計的形式，對動態運行中的駕乘人員的交通心理進行充分分析，進而設計出最合適的道路軌跡[7-8]。

此外，道路設計還應盡可能降低對居民生活產生的負面影響，尤其是對施工中產生的噪聲、粉塵等有害物，應最大限度減少排放量。

2.5 功能性與經濟性

在以往的理念里，道路的功能主要是運輸，當然也要兼顧安全舒適、可持續使用。從新的生態設計理念來看，城市道路的功能以減少能耗、節約資源、充分發揮自然資源的作用為主，兼具經濟合理性、經濟適用性。

2.6 綠化環保

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

3 城市道路生態環保技術

3.1 路面環保技術

3.1.1 排水降噪瀝青路面技術

排水降噪瀝青路面主要由高黏度瀝青與開級配礦料構成，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，這些層級本身都具有大空隙率。

3.1.2 溫拌瀝青混合料技術

溫拌瀝青混合料技術被廣泛應用在瀝青的混合料中，該技術有三種實施方法，一是降低瀝青黏度，二是瀝青發泡，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，大多數在30～40 ℃以上，方可確保路用性能。

3.1.3 彩色瀝青路面技術

彩色瀝青路面主要是通過增加顏色數量，來提高道路的整體視覺效果，進而提升道路的觀賞性。主要應用于觀光區、景區的道路，該技術的實施主要依靠有顏色的混凝土、陶瓷顆粒等原料所構成的瀝青混凝土。

3.2 路面再生技術

路面再生即舊路面翻新工作，施工方采取專業設備經過一系列工序后，將相關原料進行攪拌或混合形成新的混合料，以此來重新滿足路用性能并重塑路面的全流程工藝。當前國內的路面再生技術包括廠拌、路拌冷熱再生技術等，該技術的應用時間長，操作技術較為成熟，熱再生料的用量占比高達20%～50%，冷再生甚至達到了100%，從化學的角度來看，這兩種用量的多少與抗老化性能負相關。

3.3 廢棄材料利用

3.3.1 廢橡膠或瀝青混合料

其主要由瀝青、橡膠粉、集料、適量添加劑構成。當前我國主要以濕法生產技術來完成廢橡膠或瀝青混合料，該技術首先制作穩定分散的橡膠瀝青，然后將其與集料攪拌成混合料。經實踐證明，橡膠瀝青混合料功能性好，性質穩定，能在低溫環境下防止開裂，同時具有抗疲勞、高溫穩定性等特征。

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一定工序加工玻璃紗，用于路面建設。經過加工后的玻璃紗與其他材料制成瀝青混合料，經過仔細篩選打磨，該原料的性能與河砂相近，可以用于路面基層、面層建設。這一材料主要可以用于路面的反光性能，通常被應用在景觀道路中，有助于提醒路面使用人，缺點在于這種材料會降低路面的抗滑性[9]。

3.4 環保設施

3.4.1 噪聲防治技術

借助物理屏障結構來降低、減弱噪聲，主要是為了減少對周邊居民生活的影響。通常噪聲防治技術的材料由吸收型、反射型聲屏障組成。

3.4.2 優化排水系統以便提高水資源利用率

道路排水系統主要作用是優化道路積水，讓雨水資源得到合理使用，相比而言排水更加重要，是道路建設中考慮的重點。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能力，保護城市生態環境。

3.5 光觸媒技術的應用

光催化技術主要利用物理原理，通過光催化方法不斷分解有害物質，降低有害物質對環境的危害性，整個催化都憑借自然反應，完全脫離化學助劑，也不會形成二次污染，是綠色、低碳、環保的技術[10]。

國內的光催化技術主要為光觸媒技術，借助二氧化鈦進行催化，技術原理即當氧分子與污染氣體中的氮氧化物產生反應，碰到雨水則形成可被吸收的、低污染的稀硝酸溶液，在經過這一系列過程后，氮氧化物的污染被徹底清除，這一技術成效明顯、成本低，是值得大力推廣的道路技術。

4 城市道路生態設計中存在的問題及措施

4.1 材料工藝的可靠性

材料工藝可靠性評價標準包括多個維度：一是材料能否解決實際問題，滿足道路設計的要求，不增加環境的負擔；二是材料的經濟實用性。與以往技術不同，新技術主要為了提升道路建設的環保性能。以乳化瀝青混合料為例，因免加熱所以燃料能源消耗低，但是也存在問題，如整體強度低、水穩定性差，導致該材料只能用于表面層，維修成本高，加之對交通的影響也增加了社會總成本。

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

4.2 現有認識的局限性

在當前的科技發展水平下，人們對材料、技術的認識僅停留在已有的認知里，而技術工藝對環境的影響會因時、因地、因人而變。因此要不斷學習，提升認知能力，方能滿足需求。

4.3 綜合評價體系的缺失

不同環保材料技術工藝，在應用時有利也有弊，從對環境的影響來看，當該工藝對環境產生某種影響時會變化產生另外的影響。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，廢棄物產生的負面作用也不容忽視，主要表現在廢棄材料中的有害物質危害性大。這部分材料被應用到道路建設中后，會導致有害物質進入土壤和地下水，對環境產生污染，危害人體健康，影響居民日常生活。因此要建立完善的環境綜合評價體系，來判斷環保效益、污染物排放的影響孰大孰小。

城市道路環境綜合評價體系有助于施工方正確選擇技術工藝，同時生態化設計目標的制定、實現也要依托該評價體系，城市道路生態設計要依托于該理論，該評價系統對于實現道路設計生態化、構建綠色低碳城市有很大幫助。從當前國內的現狀來看，尚不具備有效的環境綜合評價體系，究其原因，存在以下三大主要阻力：一是我國復雜多樣的地理環境，導致國外評價體系不適應我國國情；二是環境影響類型無法具體量化；三是城市道路對環境的影響類型還需要通過系統性的研究。

5 結論

城市道路設計的生態理念奠定了道路設計的基調，但在實施過程中要充分發揮技術的作用，二者相輔相成才能共同促進城市道路的生態化。道路生態化設計并非一成不變，而是隨著社會發展、科技進步來不斷更新、完善，是一個綜合性的設計體系。隨著時代進步，道路設計一方面要依托生態學原理，另一方面也更加注重環保，近年來多個成功案例中，道路設計都融合了環保理念。通過該文的研究，可以發現城市道路設計技術在實施過程中，重點關注兩個方面內容：一是充分發揮現有材料工藝、技術方法；二是建立完善的城市道路環境評價體系，為道路設計奠定理論基礎，提供技術支撐。結合研究情況，針對發現的問題，該文都提供了相應的解決辦法，為同行提供參考。