高等级公路桥梁排水设计中环保设计理念的应用

高等级公路桥梁排水设计中环保设计理
念的应用
摘要：公路桥梁是城市交通系统的重要组成部分，关系到人们的正常出行。

新时期背景下，我国城市化建设进程不断深入，城市人口密度大量增加，改变了
市政公路工程设计理念。

虽然传统市政公路工程设计能够基本满足城市交通运输
需求、符合公路交通标准规范，但是无法与城市绿色发展体系有效融合。

因此，
在现代化城市公路设计过程中，设计人员需要综合考虑城市景观绿化、基础设施
及运营可持续性等建设需求，并通过合理规划、科学设计，为工程建设提供充足
保障。

关键词：高等级公路桥梁；排水设计；环保设计；应用
引言
现阶段，城市综合管廊系统已经广泛普及和应用，并受到社会群众高度青睐，已经成为城市未来发展的必然趋势。

因此，对于市政公路工程的设计，应当注重
与城市基础设施相融合，完善公路交通配套体系。

另外，市政公路工程主要供人
使用，其设计水平能够直接影响社会群众的安全性和舒适性。

这也意味着，设计
人员在工程设计过程中，需要始终遵循“以人为本”的设计理念，充分体现“人”在工程设计中的重要性。

1市政公路给排水系统的现有问题
1.1对于公路给排水系统的维护不够重视
当前很多城市的公路给排水系统使用年限过长，大多数都出现了老旧、功能
丧失的问题。

但是人们在进行维修或是建设的过程中，大多更加重视道面之上的
工程，对于地下排水往往重视度不够，就会导致大雨天气路面积水的问题屡屡发
生而得不到很好的解决。

1.2对于雨水资源的利用率很低
城市的公路在建设的过程中往往使用沥青等材料进行铺设，这种材料比较耐磨，能够保证公路长时间的使用年限，但其透水性能较差。

相比较于自然界正常
泥土能够将落下的雨水中的80％都透入地下成为地下水，当前城市的公路面仅可
以实现20％的雨水到达地面，再经过吸收等，成为地下水的更是少之又少。

2高等级公路桥梁排水设计中环保设计理念的应用
2.1公路结构设计
根据海绵城市建设的标准要求来看，市政公路的路面雨水排放主要是分为三
种方式实现：（1）直接由路面的缝隙渗透至地下；（2）由路面进入到基层，然
后借助排水装置将积水对外排放；（3）将路面的积水疏散至土层内完成排放。

其中，第一种、第二种方式可以满足路面径流的需求，还可以满足排水标准的管
理要求，但是这两种方法无法发挥出净化的作用。

结合海绵城市的建设标准而言，市政公路的渗透系数不得低于7.0×10-5m/s，一般而言，人行道施工所使用的材
料应该是预制混凝土，并配备花岗岩，但是基于海绵城市的发展理念来看，则应
该选择使用透水性材料，这样可以有效地保护生态环境。

市政公路的断面被设计
为6块板型式，主要是有机动车道、非机动车道、人行道。

由于机动车道主要是
为了满足公共交通的需求，加之车行道透水层的运用效果比较显著，但是在交付
运用较长实间以后，透水效果开始降低，且后期的养护成本比较高，所以项目仅
仅只是在人行道采用透水铺装的施工方式。

公路的下层结构也设计为透水结构，
假若仅仅是人行道步砖设计为透水性，但是下层结构不透水，那么则无法达到理
想的透水效果，且还有一定的可能性会取得适得其反的效果。

2.2绿化带排水设计重点
通常来说，在市政公路两边都会建设绿化带，绿化带中的绿化植物的生长都
需要充足的水资源和阳光，所以可以做好绿化带排水的设计，保证利用自然水对
植物进行浇灌，以此促进植物的生长，也能够解决排水的问题。

运用海绵城市理念，在设计绿化带的时候，就将其高度设计为低于市政公路地面的高度，将这里
作为雨水的收集区，并在绿化带增加排水系统，将收集区聚集的雨水汇集到一起
进行存储，保证能够在绿化带需要用水时进行释放浇灌，也同时能够解决路面积
水的问题。

这里需要注意，在对于绿化带排水设计的时候有一些侧重点：其一，
将市政公路路面积水进行完全收集并储存，防止出现路面积水现象；其二，利用
土壤以及路面石块堆水进行雨水净化处理；其三，在绿化带设置开口，当绿化带
出水系统达到最大限度时，能够及时排水。

2.3特大桥桥面排水的环保设计
特大桥桥面排水设计的难度相对较大，其径流的污染物类型较为特殊，以悬
浮物石油类和有机物居多，污染能力较强，同时具有不确定性。

该桥所处区域公
路跨越河流水环境功能等级普遍为Ⅲ类，污水排放则采取一级标准，而公路路面
径流普遍存在污染物超一级排放标准的情况。

不仅于此，若桥梁使用过程中危险
品运输车发生安全事故，极易由于危险品泄漏而污染现场河流水质。

因此，合理
设置桥面径流收集处理系统非常重要。

2.4路面雨水
以往城市公路多为不透水路面，面积约占城市总体的10%～40%，极易形成雨
水径流。

受区域环境、降雨条件等因素影响，初期雨水水质往往较差，总悬浮固体、有机物含量较高，远超雨水回用水质标准。

因此，减少路面雨水径流、降低
市政雨水管网压力、减少污水处理厂水处理负荷为亟待解决的关键所在。

减少路
面雨水径流可采用透水铺装路面的工程措施，以达到有效渗透并收集雨水的效果。

试验表明，全透水沥青路面的渗水系数可达4899mL/min，透水砖孔隙率为15%～20%时，渗水系数可达0.02cm/s。

不足的是，透水铺装的透水性会随着时间的推
移而下降，部分区域的透水铺装使用两年后透水性能下降了68%。

故未来还需加
强延长透水铺装材料使用周期的研究。

此外，有研究发现经过透水铺装的径流雨
水中的悬浮物、总氮、总磷的含量较低，对COD、重金属、油类都有一定的去除
效果。

除此之外，建设生物滞留带也是一种常见工程举措，包括种植土-碎石绿
化带、植草沟、植被缓冲带、下凹式绿地等，通过滞留、过滤、渗透的方式去除
初期雨水中的污染物，在减缓雨水径流的同时净化雨水水质。

有研究发现，60m
长的植草沟对悬浮物、碳氢化合物和重金属的去除率分别为80%、75%、46%～67%；19m长的植被缓冲带可以去除74%的总磷、60%的总氮、58%的可溶性磷；将植被
缓冲带与市政排水系统结合，在地下1.2m处营造厌氧环境，可去除85%的磷酸盐。

滞留过程中雨水的水力停留时间越长、植被缓冲带长度越长、坡度越低、植被密
度越大，污染物去除效果越显著：停留10、18分钟的悬浮物去除率分别为74.4%、97.2%；缓冲带植被密度由2500束/m2增加到10000束/m2时，悬浮物的去除率将
提升45%。

结语
综上所述，随着城市交通运输需求不断提升，市政道路工程设计要求也越来
越高，不仅需要满足城市交通运行功能，还要与城市未来发展需求相符。

因此，
设计人员需要全面提高设计水平，综合考虑多方面因素，充分发挥市政道路工程
的社会效益和经济效益，为推动城市健康发展提供保障。

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