低碳設計在城市道路中的運用

陳瑋琦,馬 彪

(安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司,合肥 230088)

低碳設計在城市道路中的運用

陳瑋琦,馬 彪

(安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司,合肥 230088)

該文主要論述了我國城市道路設計中的生態理念、城市道路生態設計中存在的問題和城市道路生態環保技術。

生態理念; 城市道路; 環保技術; 低碳設計

近幾十年來,我國的城市道路交通獲得了空前的發展,得益于我國經濟的發展和科學技術的進步與創新。隨著我國人口與交通車輛的不斷增加,為滿足人們日常生活的需求與加快城市經濟建設,城市道路建設的需求也越來越大,不少地方在城市開發、道路建設過程中對可持續發展、低碳環保等方面考慮不足,在建造與運營過程中,對城市生態環境造成了很大程度的破壞。城市道路作為我國城市基礎設施的重要組成部分,人們也逐漸認識到保護環境的重要性,在設計中必須考慮可持續性、低碳環保理念、經濟適用功效,同時在道路整個生命周期內中極大地減少溫室氣體的排放,進而減小對生態環境的破壞。

據統計城市交通碳排放量僅次于電力、石油化工產業,因此在城市道路的規劃設計中加強低碳設計、注重環境與社會人文效益至關重要,也是緩解我國能源壓力、改善我國生態環境的重要舉措,在道路布線與整體規劃中應與道路兩側的山體、水路有機地結合。近些年,溫室效應越來越顯著,人們進一步認識到環境保護的重要性,在城市道路建設的各個方面都采取了一定的環保措施,為城市道路低碳建設貢獻了一份力量。

1 城市道路設計中的生態理念

城市道路設計我們不僅應考慮城市道路的基本功能,而且還需對城市道路建設對周圍環境的負面影響進行研究,以滿足行車舒適安全、經濟美觀、低碳環保的要求,實現城市道路的協調發展。在整個城市道路的規劃設計與施工運營階段應遵循資源節約、低污染環保、以人為本的城市道路生態設計原則,減低能源消耗、減少廢氣如CO2、SO2等氣體的排放,在設計時加強對可回收再生材料的利用,以減小城市道路對水土、大氣環境的破壞及對人們日常生活的影響。隨著人們的生活水平與經濟收入的不斷提高,在我國很多城市的車輛也越來越多,既增加了原材料與能源的使用,同時也對環境的承受能力提出了新的考驗,采取措施來緩解城市交通壓力與達到低碳環保節能顯得至關重要。低碳生活與低碳道路的理念逐漸深入人心,比如合理布置公交站點、結合低碳理念合理規劃城市道路的步行系統、在中央分隔帶與道路兩側合理布置綠地系統等等以達到凈化空氣和減小城市溫室氣體的排放的目的。

1.1 可持續發展理念

在城市道路規劃設計中加強對當地自然與人文景觀的保護,控制道路用地,做好前期的勘察研究工作,采用多方案研究比較以將對城市生態環境與人文景觀的影響減小到最低限度。城市道路作為當地環境的一部分,應避免因城市道路的修建影響當地的整體面貌和打破和諧的氛圍,使其與當地的自然環境休戚相關,保留城市的本土化特征,使其融入到城市中去。在城市道路設計中需要考慮工程建筑物和構造物的可實現性,同時還需要考慮后期破壞后的快速可恢復性,以免造成惡性循環。

城市道路的修建是為了加強地方經濟的發展、方便人們的出行,但是我們不能以破壞環境為代價來滿足人們的需求,在城市道路的規劃設計時實現可持續發展的目標,在修建道路的同時保護好道路周圍的自然環境,將城市道路對生態環境的影響控制在其承載能力范圍內,以免生態環境超負荷工作,否則最終人類會為此付出慘痛的代價。在城市道路設計時選擇一些污染小、可再生材料以保護環境、減小廢物廢氣的排放,以實現可持續發展,最終達到改善和提高人們生活質量的目的。

1.2 安全性理念

安全理念就是將“安全預防”貫穿于城市道路設計的全過程,提供一個有安全保障的道路給使用者。在城市道路設計中需要考慮道路在整個生命周期內的安全性,如果在道路的規劃設計階段不考慮“安全預防”問題,那么在施工與營運階段都可能出現安全問題,難免會修修補補,這會對道路交通運營造成不利影響,更為嚴重的是對城市生態環境再次破壞,那么整個道路工程可能比那些考慮“安全預防”的道路工程的造價要高很多,同時這樣的道路的行車舒適性與道路美觀都會受到嚴重的影響。

1.3 以人為本理念

城市道路設計不僅要滿足人們的出行需求,而且還要考慮舒適安全性景觀協調統一、低能耗低污染。道路設計時合理地選擇線形,道路的縱坡與橫坡及平曲線與豎曲線的選擇都十分重要,道路中央分隔帶的綠化設計及道路兩側的植被布置對行車的安全性與舒適性都有直接的影響。道路施工階段應充分考慮道路施工與施工機械設備對周邊居民生活的影響,選擇適宜的施工時段和合理的施工方法減小施工所產生的噪聲污染、廢物廢氣排放,減少后期運營過程中汽車噪音與尾氣排放對人們生活的不利影響。合理利用城市道路綠化設計,有利于減緩道路建設和交通運營帶來的地貌破壞、水土流失以及噪聲和廢氣污染對城市生態環境的影響。

2 城市道路生態設計中存在的問題

2.1 材料與施工的可靠性

現階段某些設計與施工單位為了減小工程成本以獲取最大限度的利益,往往采取一些不合格的材料,或對某種材料的認識不足,只看到材料某些方面的性質或施工便捷等,如采用乳化瀝青混合料,雖然無需加熱、施工也很方便,節約了能源消耗,但是其整體強度與水穩定性差、整個路面材料的耐久性很差,每隔一段時間就需養護維修,這會對環境造成再次的污染與破壞,最終也加大了道路工程總成本。在路面材料采用的常溫拌瀝青混合料,需在施工中充分壓實才能滿足要求,而在實際的施工中往往為了追求施工進度,往往沒達到預期的目標。

2.2 缺乏綜合評價體系

在對城市道路工程生態設計的綜合評價體系,應對城市道路設計建造中擬采用的路面材料、施工機械設備、施工方法對周圍環境的影響進行評價,同時也應對道路中央分隔帶、道路兩側的綠化設計、后期運營中車輛噪音、尾氣等對周邊環境的影響進行考核。將上述的幾個方面與道路的基本功能按一定分值比例對待建的城市道路工程進行評價,對不滿足生態設計目標的,應使其整改以達到生態設計的目標,以保護我們的生存環境。

3 城市道路生態環保技術

3.1 合理設計道路斷面與線形

在城市道路設計時既要考慮道路紅線寬度、交通量與用地,又要考慮低碳環保的設計目標,這就需要在設計中對行車道與慢行交通、綠化帶寬度進行合理的設計布置,道路兩側的綠化植被能緩解駕駛員的視覺疲勞、吸收汽車排放的尾氣改善城市的空氣質量,可將綠化設計成不同的樣式,結合沿線地形設置自然變化的景色,那么這將給整個城市添加一道靚麗的風景,達到美化城市的目的。在道路系統的綠化設計時通過合理種植、養護和補植,可以通過植物的光合作用有效地降低碳排放量,模擬自然地帶性植被的特征,并按有關植物固碳研究的成果,建立起多樣性特征比較明顯的群落,達到低碳高效的目的,增強植物景觀的減排功能。

3.2 采用新材料

采用常溫拌瀝青路面能達到節能減排的目的,因為與熱拌瀝青路面相比,常溫拌瀝青路面的施工溫度比較低,可以減小能量的輸入以達到節能的目的,而熱拌瀝青路面在施工時會放出大量的廢氣對施工人員的身體健康十分不利,還會對周圍的大氣環境造成嚴重的污染,而且由于溫度較高,瀝青還會有一定程度的老化從而降低路面的使用壽命。

采用排水降噪瀝青路面,由于該種瀝青路面的大空隙率特性,因此其具有較強的吸聲、降噪、透水和排水的作用,同時排水路面可以將路面的積水及時排出,消除積水在車輛行駛產生的飛濺,提高行車的安全性,降低行車產生的噪音,減小城市道路對道路兩側居民生活的影響。

在城市道路的兩側護欄上涂覆光觸媒材料,利用光催化技術氧化降解空氣中的有害物質,消除汽車尾氣中的氮氧化物,如采用二氧化鈦,在光照條件下使氮氧化物與氧氣發生反應最后遇水生成稀硝酸溶液,稀硝酸溶液可以被路面的其他物質吸收。在整個過程中二氧化鈦不會減少,同時二氧化鈦對環境也沒有影響,可以推廣使用該技術來減小汽車尾氣對城市環境的影響。

3.3 智能交通

在我國的大中小城市普遍存在交通擁堵的現象,這將造成社會資源的極大浪費,并且這完全不能滿足人們對低碳環保的要求,因此需采用智能交通來逐漸解決這一現象,如在城市道路運營中減少車輛行駛過程中的停車次數以減少汽車尾氣的排放和達到節能的目的。合理地引導汽車行駛路徑以降低客貨車的行駛延誤,減少車輛擁堵與繞行,減小整個道路系統的碳排放量。同時,可在城市道路沿線兩側設置一些環境參數檢測儀如檢測噪音與碳排放量的專用設備,以提高人們的環保意識。道路照明采用LED照明,其具有節能、環保和使用壽命長的特點,可滿足低碳環保的目標,而對于傳統的道路照明光源通常采用高強度氣體放電燈,雖然具有壽命長、光效高、質量穩定等優點,但其光線中有很大一部分光不能到達路面。

4 結 語

隨著我國人們生活質量的提高,人們的環保意識不斷增強,可持續發展與生態環保的理念逐漸深入人心,逐漸改變原來不重視環保的城市道路設計理念,低碳校園、低碳道路設計也逐漸引起了人們的重視。因此,人們在城市道路建設時逐漸采用低碳環保的材料、施工設備和加強城市道路兩側的綠化設計,逐漸達到人們對低碳環保節能等多方面的要求。該文對我國城市道路設計中的生態理念、城市道路生態設計中存在的問題、城市道路生態環保技術等方面進行闡述,獲得了一些有益的結論,希望對未來我國城市道路的低碳設計工作具有一定參考意義。

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Application of Low Carbon Design in City Road

CHEN Wei-qi,MA Biao
(Anhui Transport Consulting&Design Institute Co,Ltd,Hefei 230088,China)

This article mainly elaborated ecological concept in the design of city road in our country,problems in the ecological design of city road,and ecological environmental protection technology of city road.

ecological concept; city road; environmental protection technology; low carbon design

10.3963/j.issn.1674-6066.2014.06.032

2014-08-20.

陳瑋琦(1986-),工程師.E-mail:33506630@qq.com