探讨市政道路设计的生态理念及技术

张文渊,安兴华

（贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司,贵州 贵阳 550081）

0 引言

随着市场经济的发展，国内城市化进程逐渐加快。由于城市道路对城市经济发展影响重大，城市道路建设需求日益增长。城市建设要坚持人性化、人本化的理念，实现可持续发展。在道路建设中坚持生态学原理，通过城市道路设计，能够最大限度减少对城市生态环境的负面影响，实现人与自然和谐共处[1-3]。基于此，该文结合生态目标，依托城市道路设计的原则，结合道路建设生态理念，剖析了城市道路生态设计的现状，提出了相应的对策建议。

1 城市道路设计的生态目标与原则

1.1 城市道路设计生态目标

城市道路设计过程中，在不影响道路基本功能实现的基础上，从设计和实施层面来降低道路建设对生态环境的污染，使居民享受到更加舒适便利、低碳环保的行车环境；协调统一人、车、道路，使社会、环境有机结合；合理规划路线，选择低碳环保材料，压实责任，降低能耗，使民众出行更加便利，生活更加舒适、舒心，促进城市发展，有利于构建和谐社会，实现可持续发展[4-5]。

1.2 城市道路生态设计的原则

1.2.1 资源节约原则

降低能耗是最直接、见效最快的环保方式，通过节约自然资源，能够减轻城市道路建设对生态环境的破坏，最大限度保护生态环境，为居民创造舒适、舒心的环境。城市道路的设计要始终坚持节约原则，不仅能降低施工成本，也可以不断优化道路建设。

1.2.2 低污染环保化原则

生态失衡的主要原因是污染物超出环境承载能力，在道路建设过程中，道路设计对环境的影响明显，大规模施工导致道路建设产生了大量废弃物，废弃物不仅对生态环境造成影响，也对居民日常生活造成影响。因此在进行道路设计时，一方面要考虑废弃物的排量，避免因大量废弃物的排放对土壤、水、大气环境产生严重影响；另一方面尽量选择低污染的材料，增加对低污染、可回收再生材料的使用。

1.2.3 以人为本的先行原则

民众日常出行离不开城市道路，作为城市最重要、最常用的基础设施，城市道路生态化设计既要考虑实用性，也要考虑美观性；要始终保持与周边的建筑物、景观、整体环境协调统一；要坚持人本思想，保证道路使用者的安全性，让居民安心出行、放心出行，最大限度降低道路建设对居民的负面影响[6]。

2 城市道路设计中的生态理念

2.1 基础环保理念

2.1.1 保护性理念

道路设计时，首先要合理布局路线，准确把握道路设计相关指标，明确道路设计的标准；其次要尊重当地的风俗习惯、文化历史，对于当地自然特色、人文景观要重点保护。当道路建设影响当地人文景观时，要结合实际情况择机调整设计路线，避免对当地人文景观造成破坏，影响当地文化特色，最大限度降低对生态系统的破坏。

2.1.2 恢复性理念

在设计中一方面要结合实际需求尽可能完成建筑物、构造物的施工；另一方面要不断提高对工程设计的认识，进行完善的恢复性或补偿性设计，充分发挥恢复性、补偿性能力，最大限度发挥效用。

2.1.3 整体性理念

城市道路是城市生态系统中的组成部分，本身并不是孤立存在的，也不是单独的自我稳定生态系统，所以在道路设计中要保证生态的连贯性，用整体性理念去指导设计。

2.1.4 本土化理念

城市道路设计要充分考虑当地的生态情况，不同城市的土壤、环境气候、植被覆盖都有所不同，要结合实际情况选择有利于城市可持续发展的设计。

2.2 可持续发展理念

城市道路建设要坚持科学发展观，促进可持续发展，要充分考虑环境的容忍度，在做好发展的同时降低环境污染，不断改善环境质量，确保道路建设符合社会和人类发展。

2.3 安全性理念

安全理念实际上就是在道路设计的整个过程中始终坚持“安全预防”，要为居民提供安全可靠的道路。道路生态设计的核心在于安全设计，没有安全保障的道路设计不能称之为生态设计。

2.4 以人为本理念

城市道路设计一方面要确保使用人的安全性，另一方面也要不断提升道路使用者的舒适性。要提前以不同的速度模拟道路使用者的运行情况，采取线性设计的形式，对动态运行中的驾乘人员的交通心理进行充分分析，进而设计出最合适的道路轨迹[7-8]。

此外，道路设计还应尽可能降低对居民生活产生的负面影响，尤其是对施工中产生的噪声、粉尘等有害物，应最大限度减少排放量。

2.5 功能性与经济性

在以往的理念里，道路的功能主要是运输，当然也要兼顾安全舒适、可持续使用。从新的生态设计理念来看，城市道路的功能以减少能耗、节约资源、充分发挥自然资源的作用为主，兼具经济合理性、经济适用性。

2.6 绿化环保

城市道路绿化指的是城市道路绿地范围内的乔木、灌木等绿色植物。城市道路的绿化减轻环境的压力，帮助施工道路尽快恢复自然环境，防止因施工造成地貌破坏、水土流失，减少废气、噪声、污染物的排放量。

3 城市道路生态环保技术

3.1 路面环保技术

3.1.1 排水降噪沥青路面技术

排水降噪沥青路面主要由高黏度沥青与开级配矿料构成，是一种沥青混凝土，空隙率通常大于20%，具有多种功能，主要用于道路的上、中层空隙较大的层面，这些层级本身都具有大空隙率。

3.1.2 温拌沥青混合料技术

温拌沥青混合料技术被广泛应用在沥青的混合料中，该技术有三种实施方法，一是降低沥青黏度，二是沥青发泡，三是加活性添加剂。三种方法都能够提升沥青混凝土的拌和和易性，防止因混合料、摊铺温度高影响原料的效果，不同的温拌剂所降温的幅度有所不同，大多数在30～40 ℃以上，方可确保路用性能。

3.1.3 彩色沥青路面技术

彩色沥青路面主要是通过增加颜色数量，来提高道路的整体视觉效果，进而提升道路的观赏性。主要应用于观光区、景区的道路，该技术的实施主要依靠有颜色的混凝土、陶瓷颗粒等原料所构成的沥青混凝土。

3.2 路面再生技术

路面再生即旧路面翻新工作，施工方采取专业设备经过一系列工序后，将相关原料进行搅拌或混合形成新的混合料，以此来重新满足路用性能并重塑路面的全流程工艺。当前国内的路面再生技术包括厂拌、路拌冷热再生技术等，该技术的应用时间长，操作技术较为成熟，热再生料的用量占比高达20%～50%，冷再生甚至达到了100%，从化学的角度来看，这两种用量的多少与抗老化性能负相关。

3.3 废弃材料利用

3.3.1 废橡胶或沥青混合料

其主要由沥青、橡胶粉、集料、适量添加剂构成。当前我国主要以湿法生产技术来完成废橡胶或沥青混合料，该技术首先制作稳定分散的橡胶沥青，然后将其与集料搅拌成混合料。经实践证明，橡胶沥青混合料功能性好，性质稳定，能在低温环境下防止开裂，同时具有抗疲劳、高温稳定性等特征。

3.3.2 废玻璃沥青混合料

废玻璃沥青混合料首先需要通过一定工序加工玻璃纱，用于路面建设。经过加工后的玻璃纱与其他材料制成沥青混合料，经过仔细筛选打磨，该原料的性能与河砂相近，可以用于路面基层、面层建设。这一材料主要可以用于路面的反光性能，通常被应用在景观道路中，有助于提醒路面使用人，缺点在于这种材料会降低路面的抗滑性[9]。

3.4 环保设施

3.4.1 噪声防治技术

借助物理屏障结构来降低、减弱噪声，主要是为了减少对周边居民生活的影响。通常噪声防治技术的材料由吸收型、反射型声屏障组成。

3.4.2 优化排水系统以便提高水资源利用率

道路排水系统主要作用是优化道路积水，让雨水资源得到合理使用，相比而言排水更加重要，是道路建设中考虑的重点。后者主要是考虑污水处理净化，合理增加地下水，不断提高大自然循环能力，保护城市生态环境。

3.5 光触媒技术的应用

光催化技术主要利用物理原理，通过光催化方法不断分解有害物质，降低有害物质对环境的危害性，整个催化都凭借自然反应，完全脱离化学助剂，也不会形成二次污染，是绿色、低碳、环保的技术[10]。

国内的光催化技术主要为光触媒技术，借助二氧化钛进行催化，技术原理即当氧分子与污染气体中的氮氧化物产生反应，碰到雨水则形成可被吸收的、低污染的稀硝酸溶液，在经过这一系列过程后，氮氧化物的污染被彻底清除，这一技术成效明显、成本低，是值得大力推广的道路技术。

4 城市道路生态设计中存在的问题及措施

4.1 材料工艺的可靠性

材料工艺可靠性评价标准包括多个维度：一是材料能否解决实际问题，满足道路设计的要求，不增加环境的负担；二是材料的经济实用性。与以往技术不同，新技术主要为了提升道路建设的环保性能。以乳化沥青混合料为例，因免加热所以燃料能源消耗低，但是也存在问题，如整体强度低、水稳定性差，导致该材料只能用于表面层，维修成本高，加之对交通的影响也增加了社会总成本。

此外，还应确保施工水平，以温拌沥青混合料为例，该材料对工艺要求高，要充分保证该材料的压实效果，避免因压实不够产生负面作用，甚至影响道路的整体使用性能。

4.2 现有认识的局限性

在当前的科技发展水平下，人们对材料、技术的认识仅停留在已有的认知里，而技术工艺对环境的影响会因时、因地、因人而变。因此要不断学习，提升认知能力，方能满足需求。

4.3 综合评价体系的缺失

不同环保材料技术工艺，在应用时有利也有弊，从对环境的影响来看，当该工艺对环境产生某种影响时会变化产生另外的影响。以废弃物利用为例，这部分废弃物可以替代原材料，可以在很大程度上减少能耗、降低成本，这是积极影响；与此同时，废弃物产生的负面作用也不容忽视，主要表现在废弃材料中的有害物质危害性大。这部分材料被应用到道路建设中后，会导致有害物质进入土壤和地下水，对环境产生污染，危害人体健康，影响居民日常生活。因此要建立完善的环境综合评价体系，来判断环保效益、污染物排放的影响孰大孰小。

城市道路环境综合评价体系有助于施工方正确选择技术工艺，同时生态化设计目标的制定、实现也要依托该评价体系，城市道路生态设计要依托于该理论，该评价系统对于实现道路设计生态化、构建绿色低碳城市有很大帮助。从当前国内的现状来看，尚不具备有效的环境综合评价体系，究其原因，存在以下三大主要阻力：一是我国复杂多样的地理环境，导致国外评价体系不适应我国国情；二是环境影响类型无法具体量化；三是城市道路对环境的影响类型还需要通过系统性的研究。

5 结论

城市道路设计的生态理念奠定了道路设计的基调，但在实施过程中要充分发挥技术的作用，二者相辅相成才能共同促进城市道路的生态化。道路生态化设计并非一成不变，而是随着社会发展、科技进步来不断更新、完善，是一个综合性的设计体系。随着时代进步，道路设计一方面要依托生态学原理，另一方面也更加注重环保，近年来多个成功案例中，道路设计都融合了环保理念。通过该文的研究，可以发现城市道路设计技术在实施过程中，重点关注两个方面内容：一是充分发挥现有材料工艺、技术方法；二是建立完善的城市道路环境评价体系，为道路设计奠定理论基础，提供技术支撑。结合研究情况，针对发现的问题，该文都提供了相应的解决办法，为同行提供参考。