海绵城市的原理范文

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正文：

海绵城市主要是一种较为创新的城市雨水管理理念，可以有效的防止治理城市发生内涝或者雨洪现象，此方法有一点的“弹性”，所以我们把海绵城市也可以理解为“水弹性城市”。如今随着人们生活水平的提升，对各类资源的大力开发利用导致了很严重的生态环境问题。而海绵城市的建设发展可以把城市变成海绵那样，适应气候环境的变化，在下雨时吸水，在需要水资源时防水，所以对其应用发展有着一定的现实意义。

1海绵城市建设基本原则

1.1优化规划

在城市园林设计中对于海绵城市理论的应用，其主要组成部分是城市雨水、雨水管渠以及超标雨水径流排放系统，他们三个是相互配合应用的，所以对于城市园林设计中海绵城市的建设规划尤其重要，要保证城市雨水系统、雨水管渠以及超标雨水径流排放系统的协调统一、衔接到位。具体规划过程中还要做到：并绿色结合灰色、源头减排结合末端调节，切实注重海绵城市规划建设的发展性和复杂性特点,相关政府部门以及其他部门要全力配合，加强合作，保证海绵城市规划的科学有效性。

1.2注重生态性

对于城市园林设计中海绵城市理论的应用发展，其主要要求以及具体出发点就是注重城市的生态性。之前我们总会将城市的管道工程、沟渠工程以及泵站工程等的建设叫做灰色设施，而海绵城市的设计建设过程中要灵活运用对城市系统低影响的绿色雨水设施,以此为城市的建设发展创造出社会以及环境效益。特别是在一些老城区,由于雨水设施都比较陈旧和落后,所以通常会出现雨水径流现象,所以要建设低影响开发的雨水设施和系统,以此保证雨水设施取得更好的效果。海绵城市的设计发展就是在生态性原则的指导下建设出低影响开发的城市雨水系统。

1.3安全第一

安全第一，无论是什么工程的建设。对于海绵城市的建设发展也是如此，要以城市居民生命财产安全以及生命安全为重。在设计海绵城市的过程中，要切实了解当地的水资源情况以及具体降水特点,严格按照本城市对水环境保护及对城市内涝治理的实际要求,设计规划出科学合理的海绵城市。

1.4注重设计的系统性

对于海绵城市的建设发展，其系统性比较强,所以对其具体设计施工要认真分析好城市水循环的各个环节以及城市现有水设施和之前城市水资源的开采程度等等,进而按照本城市的实际发展要求，对海绵城市进行科学合理的设计。比如英国的排水系统，主要以全面综合的规划设计为其基本前提,以保证城市排水系统和本城市整体环境系统的协调性。

2海绵城市角度来看城市园林设计分析

2.1城市道路规划

对于海绵城市的建设发展，其道理规划方法主要有道理的景观绿化以及人行道雨水排放等。其中针对城市道路的景观绿化，对于道路的本凹陷绿地，其主要有将路面雨水径流到城市绿化带的作用，以此形成一个绿色的存储系统，来降低降雨入渗和净化。对于城市道理渗透便道的使用可以在一定程度上强化道路的雨水渗透功能，要特别注意的是如果城市道路的路面污染比较严重，就要特别仔细的考虑是否使用渗透路面。除此之外，对于城市道理人行道的路面雨水径流消化，通常对其使用LID树池型的方式。

2.2海绵城市景观设计的技术方法

2.2.1自然排水系统自然排水系统其主要原理是从现有的排水系统，使雨水在街上成集水管不同，则直接排放到河流或湖泊，但将按地下水补充浸润过滤保留雨水，土壤和植物。包括有植物、地表洼地和渗透空间、人工改良土壤、本地土壤以及排水管道组成。在这其中，植物的抗涝可以切实有效的增强过滤和雨水渗透。

2.2.2雨水花园在海绵城市的建设发展中国，雨水花园主要是指在浅凹陷种植灌木、花木，以及其他工程措施植物中的区域，雨水花园注意利用了过滤器土壤和植物，保证雨水的渗透，切实降低径流。雨水花园把雨水管理系统和城市景观的设计很好的结合在了一起，在解决雨水问题的同时又美化了城市环境。现阶段我们主要研究的问题是怎样保证雨水花园建设的针对性，有效减少雨水污染。

2.2.3可渗透路面城市园林设计中对于海绵城市理论的应用，可渗透路面主要是通过不同技术手段的应用将之前不可渗的路面变为可渗透的水面，是一种直接减少地表径流的工程性措施。对于可渗透路面的应用是一种对现有雨水环境的缓和措施，可以很好的减少对其他雨洪水技术的应用，以此源头性的解决所存在的问题。现阶段主要有水泥砖块以及可渗透沥青、可渗透混凝土等渗透材料的应用研究。总而言之，在城市园林设计过程中，海绵城市理论的应用发挥着不可替代的作用，可以减少城市园林建设成本，降低园林运行管理难度，促使所设计的城市园林更加自然、美观，充分展现城市园林具有的多元化功能。

参考文献：

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1、海绵城市理论

海绵城市就是比喻城市像海绵一样，具有良好的“弹性”以适应环境变化和应对自然灾害等，遇到有降雨时能够就地或者就近吸收、存蓄、渗透、净化雨水，补充地下水、调节水循环；在干旱缺水时能释放蓄存的水，并加以利用，从而让水在城市中的迁移活动更加“自然”。即通过渗、滞、蓄、净、用、排等多种生态化的技术，构建低影响开发（LID）的雨水系统。海绵城市的建设，强调优先利用绿色、生态化的“弹性”设施，同时也要注重和传统的“刚性”设施相衔接。

2、海绵城市理论在风景园林中的应用

2.1风景园林规划设计原则

第一，规划人员要适当降低道路面积，增加绿地面积，可根据环状路网设计原理来实现风景园林道路面积的降低，如可将直线路形替换成曲线等路形，同时还要保证间隔绿化带设计面积与排水需求的相适应。第二，用分散性高、连续性高和密度性高的绿化植被替换道路两旁排列整齐的树木。第三，进行风景园林路面规划时，其材料也要遵循海绵城市理论选择和应用，一般要求选择质量好、性能齐全、渗透好的路面材料，以实现风景园林雨水水质、雨水消纳和雨水径流量等功能的完善。第四，进行路面嵌草、铺装草皮砖规划及施工时，要在路面中留下空隙，以此用来填充草皮和地被植物，并且保证路面的孔隙率达20%～50%，以实现路面与与植被的紧密结合。

2.2生态景观格局设计

运用景观生态学原理，以区域景观生态系统整体优化为基本目标，在景观生态分析、综合和评价的基础上，建立区域景观生态系统优化利用的空间结构和模式。其核心作用是判别、保护和维护各种自然生态过程不受破坏，协调人与自然关系，通过构建生态基础设施，建立有利于补偿受损生态系统、改善生态环境的优势景观格局。景观生态安全格局为构建与完善生态雨洪调蓄系统提供重要决策依据，能够宏观地从城市和区域的尺度解决雨洪问题，是建立生态雨洪调蓄系统的景观生态规划途径。其建立途径为：首先，建立区域以水为核心的景观生态安全格局，根据高、中、低三级安全格局划分禁限建区域，明确严格保护、限制建设和引导建设的范围区域。其次，根据景观生态安全格局识别区域内水导向的绿色基础设施的空间位置，判别潜在径流方向与通道、汇水与蓄水区域、洪涝灾害风险区域等重要控制点。第三，通过重要控制点规划设计绿色生态基础设施，构建区域生态雨洪调蓄系统。

2.3雨水收集系统

针对现存地形条件和景观需求设计3种形式各异的绿地生态水渠：对截洪沟改造利用，使之成为收集、存储、过滤3种功能兼具的生态水渠；在山坳设置引水渠，将雨水引入人工湿地进行过滤净化处理；结合现状地形设计渗透式采集通道。不同位置及不同使用功能场地在设置渗滤沟时，同样采取不同形式：园路因行人较多，雨水受一定程度污染，渗滤沟需结合绿地过滤设计渗滤沟；硬质广场路面每隔20m左右设置渗滤沟，设计时需结合地面找坡及铺装设计；停车场应在植草砖停车区设计多孔沥青车道，尽可能让雨水下渗，并结合弃流及土壤渗滤设置穿孔管集水。另外，渗透性铺装具有入渗、滞留的能力，能够让雨水回归大地，解决地下水回灌问题。通过渗透性铺装，可以将雨水下渗实现道路年径流总量控制在85%左右，同时提高了绿化带土壤保水量，降低绿化用水量。

2.4道路规划设计

海绵城市中风景园林道路的规划方法主要有道路的景观绿化以及人行道雨水排放等。其中针对城市道路的景观绿化，对于道路的本凹陷绿地，其主要有将路面雨水径流到城市绿化带的作用，以此形成一个绿色的存储系统，来降低降雨入渗和净化。对于城市道路渗透便道的使用可以在一定程度上强化道路的雨水渗透功能，要特别注意的是如果城市道路的路面污染比较严重，就得要充分的重视是否要应用到渗透路面之中。另外，对于城市道路人行道的路面雨水径流消化，一般都应用的是LID树池型的方式。与此同时，在城市园林设计的过程之中应用海绵城市理论，可渗透路面主要就是利用各类技术来改变成为可渗透的路面，其实质上就是一类直接性的降低地表径流的措施，应用渗透路面可以有效的环节现如今的雨水环境，从根本之上来及时的解决存在的问题。人行道的树木栽种要推广LID 树池形式， 消减路面上的径流水量。

2.5建筑物规划

第一，整体而言，规划人员应先对公园建筑现场的地形、地貌、气候和降雨等自然因素情r，进行全面了解并掌握，然后根据了解的地形地貌实际情况，构建雨水收集系统。第二，对于雨季期间风景园林公园建筑物的规划，规划人员可以将雨水收集到建筑内的暗渠，即将降落在建筑各处的雨水，引入环形的滤水槽中，利用滤水槽内的砾石将雨水过滤，待雨水被过滤成可使用的干净水后便直接存入蓄水池，以实现风景园林公园建筑物内的雨水收集及充分利用。

2.6绿地规划

合理规划设计公园的开敞空间，处理好公园与周边环境的关系，使公园成为吸收和净化雨水的处理场地；对于面积较大的城市广场要建设透水路面，并将雨水调蓄设施设置在广场地下空间，一方面便于超标暴雨的临时滞留，另一方面便于储存雨水用于绿化。

结束语

本文从海绵城市理论入手，重点分析了其在风景园林中的设计应用，仅供参考。

【参考文献】：

[1]刘洋.雨洪资源在城市园林绿地中的景观应用研究[D].河北农业大学，2015.

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引言

在社会经济高速发展的今天，人们在享受科技发展带来的舒适生活的同时仍在不计后果的破坏着我们的生存环境。可持续发展与建构和谐的生存世界是21世纪人们普遍重视的一个综合性、全球性的问题。我国水资源分布不均，供需不平衡的问题长期以来一直严重影响着人们的正常生活，制约着社会经济的发展。

在城市规划建设中，对排水系统不够重视，导致我国众多城市的排水系统在雨季严重瘫痪，城市内涝灾害频发。城市道路，广场等公共空间的建设以及工业企业的发展对原有生态环境造成严重破坏，湿地、湖泊面积的大面积减少，在丰水期暴露出严重的问题是城市蓄水能力下降，对雨水的利用率极低，而现有的市政排水系统显然不具备这么大的排水能力，最终导致城市内涝。种种水问题的不断积累，制约着城市的可持续发展。因此，要想解决城市内涝问题，提高雨水利用率，必须从源头上应用“海绵城市”的理念，在城市建设中加大水资源的保护力度，促进城市的可持续发展。

1、“海绵城市”理念及发展现状研究

海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，也可称之为“水弹性城市”。下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。在我国“海绵城市”是近两年才提出的一个新概念，而在一些发达国家，“低影响开发雨水系统构建”的技术早已发展成熟。

早在20实际末，“雨水工程”项目就在瑞士得到大力推行。在我们平时的房屋建筑中，在屋顶都向下接有雨水管道，通过雨水管道将雨水直接排入下水道。在瑞士的“雨水工程”中，划分到以每户为一个单位，在室内建造蓄水池，将雨水引入蓄水池经过滤后加以利用。我们知道，瑞士的环境优美干净，以“花园之国”著称。通过“雨水工程”收集起来的雨水，在经过滤后，可以作为非饮用的生活用水使用，比如冲厕所、浇花等；因为雨水干净，瑞士人甚至还可以用以清洗衣物和蔬菜水果等。在瑞士人的日常生活中，这个“雨水工程”基本上可以解决除引用以外的其他生活用水。可以看出，这个系统的初期投资并不高，但是却很有成效，而且具有很高的实用性，实现了对雨水的多种利用。

新加坡拥有典型的热带雨林气候，全年降水充沛，我们却很少听说在新加坡有城市内涝发生。即使在雨季，几乎每天都有瓢泼大雨，城市内也没有明显的积水或内涝灾害。这都要归功于其科学的雨水利用和城市排水系统。

2 、“海绵城市”理念在我国的发展

在我国的城市地图上，可以看到有很多蓝线而且标注有“三点水”汉字，但是现在，有很多地方都已名不副实，不再是湖泊水系，而是大面积的水泥硬化的城市道路和居住区。现代城市的一个明显的特征是：天然水系（如湖泊、湿地等）逐渐消失，取而代之的是铺天盖地的灰色水泥硬化地面。湖北省曾以“千湖之省”的著称，而现在数以百计的大小湖泊早已不知所踪。沙湖被填、官桥湖污染、南湖翻塘、东湖水华……武汉曾经怀抱100多个湖泊，全球少见，中国仅有。近几十年来，武汉城市化发展迅速，高楼林立，城市灰色面积不断扩大，GDP稳居全国二线城市前列。我们都看到了武汉迅速发展的光鲜外衣，有多少人真正注意到城市化背后的问题？在武汉快速发展的数十年间，平均每两年消失3个湖泊，目前仅剩38个湖泊。于是，每到夏季暴雨时节，武汉市的市政排水系统就会受到严峻的挑战，最终成为一个被戏言“看海”的城市。当然，武汉只是一个鲜明的例子，全国上下，失去“水弹性”的城市不在少数，而且正在不断增加。

经过近几年暴雨对市政排水系统的挑战，内涝灾害的频发，政府部门似乎意识加强“海绵城市”建设的重要性。当全市正竭力应对内涝灾害时，我们发现了另一番景象：在青山区江滩，地面铺装采用的是透水地面和木制栈道，在旁边还建有生态草沟，除一条应急防汛通道、儿童游乐场及健身场地外几乎没有硬化道路。雨水经过草地、透水地面和木制栈道后汇集到旁边的生态草沟里面，在这里经过自然过滤吸收。由此可见，要解决城市内涝等水问题需要因地制宜，实施生态修复。

3、关于“海绵城市”理念在园林工程中应用的建议

3.1 可渗透地面

可渗透地面是指采用具有一定的吸水能力和透水性能的材料所铺设的地面，雨水可透过此类地面往下层渗透，可在一定程度上解决地面积水问题。比如，在人们活动较为频繁的广场、公园一级道路等地面，采用透水沥青地面、透水混凝土地面、青砖铺地地面、透水洗米石地面；在二、三级公园道路根据需要采用面包砖地面、碎石地面、嵌草汀步路；在公园、游园、广场建设生态停车场；屋顶实施立体绿化、垂直绿化等不同形式解决地表径流问题。同时，通过设置一定的路面坡度，坡向道路两侧，如植物护坡等。这样，在雨水较小时，可直接通过可透性地面将雨水渗往下层；在雨水较大的丰水季节，也可以通过路面向两侧的坡度向路旁的水渠排水，不至于使地面积水。

3.2下凹式绿地

山造势，人工制造各种丘壑是我国目前的城市绿化建设中比较明显的一个特点。当我们走在公园小路上可以看见，路旁很多用以绿化的乔木、灌木的底部都有一个人造的花坛围着，高低不一，但共同点是都高出人行路面。在一些大面积的草地也是，人为的堆造一些小山或者丘壑，而人行道路则在这些小山丘壑的低谷出。我们应该反问一下设计者，这种绿化设计是否真的美观实用？相信大家对这种景观在暴雨季节的劣势呼之欲出，在有此种景观的小区居住的人们都知道，此种设计在雨季路面积水现象非常严重，在城市内涝灾害发生时甚至有“行船”的讽刺。

为解决这类问题，结合“海绵城市”的理念，在此提出下凹式绿地的绿化建设方案。所谓下凹式绿地，顾名思义即在实施绿化建设时，绿地低于周边道路的高度。在下雨时，具有一定的蓄水作用，同时使雨水透过绿地土壤缓慢渗入地下，不仅可以在一定程度上解决由于雨水过多引起的地表径流和道路积水问题，还可以在补充一定量的地下水，减少了对雨水的浪费。

3.3、保护及修复天然水体，减少人工硬质水景

在城市建设高速发展的时候，各地的天然水景如湖泊、湿地等水系统都遭到了不同程度的破坏，严重影响了生态系统的平衡。天然水体的减少，也是导致城市蓄水能力下降，城市内涝灾害不断的重要原因之一。因而，保护以及修复天然水体，如水体净化植物浮岛、雨水湿地建设等也应是今后城市发展和园林建设的重点内容。

目前在园林建设中，大部分水体景观都是人造的硬质水景，忽视了天然水体的作用，这与 “海绵城市”的理念相违背。众多人工水景往往需要定期补水、换水，在日常运行管理中需要耗费大量的水、电资源，严重违背了可持续发展的理念。如果在园林景观建设中，能够合理利用天然水体，融入“海绵城市”的理念，利用天然水体的自我循环净化能力，形成美丽的自然景观，不仅可以节约大笔的运行管理费用，还可以有效的补充地下水，实现自然与经济协调发展的目标，体现园林工程的综合价值。

结语

“海绵城市”的理念符合可持续发展的战略目标，符合我国国情。但“海绵城市”的建设在我国还在起步阶段，对他人的经验虽不能生搬硬套，但国外先进的案例于我们却也有很强的借鉴意义。“海绵城市”的建设中，应结合他国的先进案例，总结经验，因地制宜，总结一套适合我国特点的雨水利用系统，改善城市生态环境，促进城市的可持续发展。把“海绵城市”理念合理有效的融入到园林工程中应成为今后园林工程发展的方向，只有这样才能真正体现园林工程建设的生态价值和经济价值。

【参考文献】：

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中图分类号：TU986.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）27-0344-01

随着我国城市的不断发展和推进，海绵城市理念的不断实践和应用已经证明了其价值。海绵城市理念不仅适用于城市建设，对园林景观设计还具有较好的适用性。在园林景观设计中应用海绵城市理念，不仅能够实现对园林景观内水资源的综合利用，实现对雨水资源的循环利用，还有助于构建景观与自然的和谐关系。在降低园林景观维护成本的同时，提升园林景观的自然属性和视觉效果。但海绵城市理念在园林景观设计中的运用，仍然需要把握好几点关键问题，并通过技术优化和设计创新，才能使其更适用于园林景观设计，实现提升园林景观设计质量的目的。

一、园林景观设计中海绵城市理念运用应注意的问题

1、做好雨水的生态利用

园林景观设计一定要注意雨水生态利用，传统城市建设改造了自然，以利用土地为主，改变了原有生态环境，粗放式建设，地表径流量大。而海绵城市建设则强调顺应自然，保护原有生态，低影响开发，地表径流量不变。园林设计及施工需考虑下渗减排，利用透水铺装、下沉式绿地、生物滞留设施等方式，使用蓄水池、雨水罐、湿塘、雨水湿地等集蓄利用雨水，达到最佳“弹性指数”。在海绵城市建设中，需要注意渗、滞、蓄、净、用、排六个方面。

2、实现对水资源的循环利用

在小区建设中，可建设绿色屋顶、可渗透路面、沙石地面、自然地面、透水性停车场和广场等，也应建设下凹式绿地、广场、植草沟、绿地滞留设施等。以北京奥林匹克公园为例，园区包含雨洪收集、再生水利用、循环过滤净化、湿地净化等各种工程设施，总水系面积84.2公顷，总蓄水量130万立方米，这些工程设施的外在形式表现为公园内的景观路面、休闲绿地、下沉花园、龙形水系、森林公园等，既做到了节水养水，同时还营造了一道亮丽的景观带。据了解，整个园区的透水铺装地面约17公顷，下凹式地形17公顷，滞蓄雨水，减少灌溉量，水系滞蓄16.5公顷，雨洪集水池9个，容积7200立方米，下沉花园蓄洪沟调蓄8000立方米，渗滤、收集管网长60多公里。奥林匹克公园每年的总用水量超过1700万立方米，其中利用再生水就有800万立方米，将近全年总用水量的一半。奥林匹克公园是一个很好的“海绵体”，充分有效地利用了各种设施。

3、改造、恢复并利用好自然水系

因此，城市建设过程中还应在保护、恢复和改造城市建成区内河湖水域、湿地并加以利用，因地制宜建设雨水收集调蓄设施等。在合理的位置建设污水处理设施及管网、初期雨水处理设施，适当开展生态水循环及处理系统建设。在满足防洪和排水防涝安全的前提下，可建设人工湿地，改造不透水的硬质铺砌河道，建设沿岸生态缓坡。园林景观建设应按照“集散结合、就近处理、就地循环”的原则，建设污水再生利用设施，建设综合雨水利用设施等。

4、老旧管网的改造和利用

海绵城市理念在园林景观中的运用，要求我们加大对现有排水管网和沟渠的利用效率。因此，在海绵城市建设过程中还应更新改造使用年限超过50年、材质落后、漏损严重的老旧管网等，并进行河道清淤，有条件的地区拓宽河道，开展城市河流湖泊整治，恢复天然河湖水系连通。城市新建地区严格实施雨污分流管网建设，老旧城区加快雨污分流管网改造。高标准建设雨水管网，加大截流倍流，加快易涝立交桥区、低洼积水点的排水设施提标改造等。老旧管网和沟渠的翻修和重建，不仅能够提高其排水和供水效率，还能够极大的提高其景观价值，为人们创造更好的人居和景观环境。

二、 园林景观设计中海绵城市理念的运用

1、开放空间

在海绵城市建设中，开放空间必不可少，既可以提供市民娱乐、休闲、游憩的公共活动空间，也可以成为交通、排水、防灾避险等多种职能的载体，还是体现城市文化的重要方式。因此，从生态学和景观学角度在城市开放空间尺度范围内开展低影响开发规划及设计，有利于改善城市生态环境，也提高了城市生活环境的品质。在开放空间低影响开发规划设计中要注意四大原则：安全性原则，满足城市防洪排涝标准;系统性原则，在区域范围内统筹考虑;强制性原则，在规划区内实现统一规划、按设计目标分阶段实施;功能性原则，既承担雨洪调蓄功能，又具备良好的景观效果。

2、水资源的保护和规划设计

水生态系统保护与修复的规划设计是海绵城市建设过程中应重视的另一方面，此方面的规划设计必须与生态功能红线划定范围对应，体现尊重自然、顺应自然、天人合一的理念，依托现有山水脉络等独特风光，把城市放在大自然中，让居民体验良好城市生态。

3、雨水处理系统的设计

目前，国内很多城市在进行海绵城市改造工程，不同区域的改造有不同的注意点。居住小区海绵城市改造工程在设计方面应优先考虑雨落管断接，无绿化空间时必须有雨水调蓄池收集，平屋顶应考虑屋顶绿化，停车场、非机动车道则可改造为渗透性铺装。城市道路雨水系统海绵城市改造设计则要考虑初期雨水弃流，道路红线内绿地下凹，道路纵向坡度较大时设置挡水坎，非机动车道采用渗透性铺装材料，道路红线外的绿地利用与积水点改造等。大型公共设施雨水系统海绵城市改造设计则要求集中绿地考虑与周边场地相衔接，建议绿地设计为下沉式绿地，大型广场结合周边景观的改造。河道及湿地公园系统改造设计严格限制雨水直接排入河道，截污管道排入污水处理厂，经雨水湿地等生物滞留设施后再进入河道以及生态河道恢复、湿地构建等。多功能调蓄公园海绵城市设计应考虑公园对周边排水分区内暴雨的消纳，考虑雨季、旱季不同功能需求，不同淹没水深对设施及植物的影响，以及游人安全要求等方面。

4、对自然水系的利用

目前国内海绵城市的建设主要有三个途径。一是对城市原有生态系统的保护，最大限度地保护原有的河流、湖泊、湿地、坑塘、沟渠等水生态敏感区，留有足够涵养水源、应对较大强度降雨的林地、草地、湖泊、湿地，维持城市开发前的自然水文特征，这是海绵城市建设的基本要求。二是生态恢复和修复，即对传统粗放式城市建设模式下已经受到破坏的水体和其他自然环境，运用生态手段进行恢复和修复，并维持一定比例的生态空间。三是低影响开发，按照对城市生态环境影响最低的开发建设理念，合理控制开发强度，在城市中保留足够的生态用地，控制城市不透水面积比例，最大限度地减少对城市原有水生态环境的破坏，同时根据需求适当开挖河湖沟渠、增加水域面积，促进雨水的积存、渗透和净化。

综上所述，为了提升园林景观设计质量，海绵城市理念的运用，已经被证明是一条可行的道路。但在应用该理念与园林景观设计中，仍然要有针对性的进行创新，使其与园林景观的设计宗旨和目的有效结合，才能最大化的提高海绵城市理念对园林景观设计的适用性。相信随着我国海绵城市理念的不断实践和经验的积累，园林景观设计水平将会进一步提升，在美化人居环境的同时，实现人与自然的和谐共存。

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中图分类号：S60 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160230057

1 风景园林生态学研究进展

关于风景园林生态学的研究，著名科学家钱学森教授在1958年3月曾经发表文章“不到园林怎知春色如许――谈园林学”。直到1999年末钱学森教授已发表各类论述有关园林、城市学的书稿、书信百余封，这意味着老一辈科学家们对于中国的城市、建筑、园林景观建设的高度重视，同时为中国城市的建设指出了方向。在最近20a，虽然中国发展迅速，但也从侧面带来一系列污染、破坏问题。以人文景观为例，开发公园增加旅游资源，取得经济效益，但这使得其他城市纷纷仿效，大力打造各种城市公园，以致于公园建成后的经营难以为继；目前，全国城市中开发的人造景观公园，成功率大概占总数的20%，其余的均为开发不当。

随着科技的不断进步，城市化建设不断加快，风景园林生态学也在不断的完善。生态自然观点的提出为城市化建设与自然之间的处理关系提供了新的解决思路和解决方法。在中央城镇会议上发表了讲话：“在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来，优先考虑利用自然力量排水，建设自然积存、自然渗透、自然净化的‘海绵城市’”。社会经济的高速发展和生态环境的严重污染产生的不对等结构使得风景园林规划中越来越重视生态环境的弹性和自我调节能力，在整个生态环境中的建设中多方向的环境质量改善的措施在不断的颁布和实施。其中2015年国家颁布了“海绵城市”的试点项目，并通过评审选出了海绵城市的试点城市他们分别是：迁安、白城、镇江、嘉兴、池州、厦门、萍乡、济南、鹤壁、武汉、常德、南宁、重庆、遂宁、贵安新区和西咸新区。经过专家组的仔细审评确定的海绵城市试点城市目的是通过建设试点城市来观察海绵城市在生态环境改善中所起的作用，完善海绵城市并使它更大作用的发挥生态建设在环境治理中的作用，使海绵城市理论在风景园林规划中更为广泛的推广，海绵城市的技术的完善提供相关的技术数据和实践经验，使海绵城市理论在风景园林规划中的应用更为科学、合理、经济，通过最直接、简单有效的方法，得到最大的生态效益。作为园林规划设计的服务对象扩展到大地综合体，是多个生态系统的镶嵌体由人类文化圈和生物圈相互作用而形成的 [1]。

城市化之前，因为土壤的涵水和缓冲作用，大量的雨水在短时间内并不会迅速的汇入地表水系，河流的水位也不会在短时间内大起大落。城市的建设开发之后，的土壤面积在不断地减少，由于雨水无法渗入土壤，进入地下水系而形成的只能在城市地表水流径流，被人们称为“雨水径流”。众所周知在森林、湿地、丘陵、农田等自然环境中，并不会因为正常的降水形成积水灾，这是因为雨水通过地表的土壤可以直接渗入地下土壤中，进入地下的水系循环系统内，在城市化不断发展的进程中，因为城市的道路、硬质铺装景观、建筑面积的大量非渗透性的表面积在不断的扩大，以及对城市中河流、湖泊等自然水体的侵占、围湖造田，河道建设过程中大量采取硬质铺装的处理等，城市原本的生态系统遭受到了极大的破坏。面对正在不断恶化的城市生态环境，雾霾等恶劣天气的影响，在2014年2月《住房和城乡建设部城市建设司2014年工作要点》中明确：“督促各地加快雨污分流改造，提高城市排水防涝水平，大力推行低影响开发建设模式.加快研究建设海绵型城市的政策措施”。2014年11月. 《海绵城市建设技术指南》：2014年底～2015年初，海绵城市建设试点工作全面铺开，并产生第1批16个试点城市。“海绵城市”的产生源于业内和学术界，他们常用“海绵”的吸附特性来比喻园林内对水和污染物的吸附能力。例如澳大利亚人口研究学者布吉（Budge）应用海绵来比喻城市对人ISI的吸附现[2]。“海绵城市”的提出在某种程度上是借鉴国外的经验，同时结合本国的发展特点，进行试点城市的建设。通过不断的研究和实践，现在的“海绵城市”理论和技术正不断的完善和进步，早在2003年俞孔坚曾提出“河流两侧的自然湿地如同海绵.调节河水之丰俭，缓解旱涝灾害[3]。但是提出这个理论仅仅是针对河道的调洪和蓄水而提出的，现在“海绵城市”的概念转移到城市甚至是整个地带区域的宏观理论。

2 海绵城市与生态系统的关系

在生态系统的循环中主要的循环包括大气循环、水循环、碳循环等。其中最为重要的就是水系统的循环，水循环是推动整个生态系统循环的根本动力，只有在水循环的前提条件下才能实现动植物的生长，物质能量的流动，从而使生态系统能够正常的运转。

在生水系统循环的过程中，解决地表水径流是解决城市中一下雨就看海的窘况的关键。现代工业的不断发展，使得新材料在社会建设中发挥着重要的作用，使得楼房的高度在不断提高，建筑的结构也在不断的提升，城市的路网不断的向外延展，城市的面积不断的扩大，整个城市形成一个有机的整体，这种有机体被视作是一个整体的生态环境，这种生态的环境在某种程度上对自然造成了一定的破坏，在更大的层面破坏了自然本身的生态系统。如果我们利用自然过程，收获其提供的免费服务，而不是去剥夺它的能力，那么另一种城市形态，乃至另一种城市文明的生活方式将赫然在目：人们会在街道旁或者公园种植蔬菜和粮食；洪水也会被城市所利用而非被拒于高墙之外；废物和废水会被自然过程吸收和净化；鸟类和其他本地物种会和人类共同栖息在我们的后院；人们会欣赏真实的自然之美而非训话或高强度人工维护下的自然[4]。面对这越来越严重的问题，海绵城市的理论提出成为了解决这个问题的关键。

3 海绵城市与风景园林规划的关系

风景园林规划在城市规划后期的建设作用越来越被人们所重视，绿地规划为人们提供城市生活所必须的绿色活动场地，降低城市的烟尘，噪音，温室气体等，还能为城市提供充足的氧气、水分和适合人类居住的环境。

海绵城市的建设过程中，最为主要的就是景观规划的合理性。在合理规划的前提下才能充分的发挥城市景观生态对城市空气质量、城市水土保持等生态环境建设中的作用。通过风景园林的规划设计，使得城市作为一个生态的整体，抵抗外界的干扰，形成更稳定的生态系统。城市园林不能墨守陈规地采用原来的建设方式，被动地实施养护、管理，应该以生态学的理论重新认识和建设园林并了解风景园林生态学对风景园林的影响和作用，认识园林植物在风景园林规划中所起到的重要作用，特别是要处理好生态植物与园林植物的群落关系，人与生态群落之间的关系，进一步加强园林绿化与经济效益的认识。只有这样才能充分发挥生态在风景园林规划中的作用。

4 海绵城市在城市建设中的应用

我国城市的大部分河道中依然是传统模式的建设方式，当面临城市遭遇雨水冲击时，城市河道的作用，也根本起不到吸水、蓄水、净水、供水的海绵体能，也不能减少城市内涝和季节性干旱对城市日常生活中水循环的干扰。这并不是中国自己的专利，比中国还要早的提出相类似的理论的还有很多国家，例如美国提出来的低影响开发（LID）、澳大利亚所提出的水敏感城市设计（WSUD）、还有英国提出的可持续排水系统（SuDS）、法国提出的替代性技术（ATs）等。这些理论所阐述的共同点就是减轻雨水循环对城市自然水文特征的影响，同时改善雨水的水体质量。

对于雨水进入河道的相关治理技术不断的发展和提出的过程中，产生了很多专门进行河道水体质量检测的相关技术标准，随着技术的不断提高，人工智能的不断开发和完善，使得现代技术对水体质量检测的标准也不断的升级。表1，是通过雨洪管理规划软件的基本设计指标，这个指标就是目前比较优秀的雨洪管理软件，由于开发较晚、设计理念相对成熟、商业化运作等，IWM Toolkit 的指标总体较突出[5]。

通过表1的监控测算数据，能够清晰的反应出lWM Toolkit 的直观性，所以能够在市场占有率更为广泛。

4.1 LID思维模式的引入

专家们在不断探索着人与自然和谐共处的自然理水方式。20世纪的美国就曾提出的一种较为先进的雨水管理模式，指在场地开发过程中采用源头、分散式措施维持场地开发前的水文特征，其核心是维持场地开发前后水文特征不变，包括径流总量、峰值流量、峰现时间等[6]。LID的核心就是雨水调蓄方式，其中它主要包括雨水的入渗、蒸发、滞留、蓄集等。所采用的基本措施有生物滞留带、绿色屋顶、植草沟、雨水花园、储水池、透水路面等。借着这一思潮，政府职能部门提出了建设“海绵城市”这个理念。

4.2 绿色屋顶和雨水花园相结合

按照各物种自身的生物学特性，充分利用空间资源，让各种生物有机地组合成一个和谐、有序、稳定的群落[7]。绿地空间设计的最主要的方式是垂直绿化，而屋顶花园的雨水收集是生态学在风景园林规划中的重要应用。屋顶雨水污染程度轻，在绿色屋顶的过滤之后，雨水的净化标准完全可以满足灌溉要求。可以通过收集系统的收集直接进行存储，为以后在枯水期的时候供给社区绿化灌溉、浇洒道路、冲洗厕所以及车辆清洗等使用。这种模式的优点在于竖向的绿化和横向的绿化有机的结合起来了，形成一个整体，在雨水的净化处理时，收集储存形成一个行之有效的雨水收集系统。雨水花园的结构由内而外一般为砾石层、砂层、种植土壤层、覆盖层和蓄水层。同时设有穿孔管收集雨水，溢流管以排除超过设计蓄水量的积水，这样既能够满足对雨水的收集和利用同时也不会因为雨水的过量而造成植物的生长环境改变对植物的影响，同时能够避免对生态系统的破坏。

4.3 铺设透水装置

在人行广场、停车场等地区，大量采用具有渗水性能的面层铺装，渗水地面不仅可以减少地面的热量反射，还能保持土壤的生态功效。雨时能较快消除道路、广场的积水现象；当集中降雨时能减轻城市排水设施的负担，防止河流泛滥和水体污染[8]。

以上这些设施可构成一个雨水循环系统，自然降雨通过绿色屋顶和雨水收集装置，利用管道导入地下过滤器，城市广场水渗入蓄水池中城市道路水进入到附近的植被草沟，最终水分通过地下的雨水管网都汇集到生态置留塘中，置留塘水面蒸发，形成降雨，近而形成水循环。这样可以有效地控制雨水径流，减轻雨水径流污染，并且收集储存的雨水还可以用于景观灌溉等用途，相应地减少了对可饮用水的消耗。

以北京奥林匹克公园为例，整个公园是一个很好的“海绵体”，有效利用了之前提到的设施，园区包含雨洪收集、再生水利用、循环过滤净化、湿地净化等各种工程设施，总水系面积84.2hm2，总蓄水量130万m3，这些工程设施的外在形式表现为公园内的景观路面、休闲绿地、下沉花园、龙形水系、森林公园等，既做到了节水养水，同时还营造了一道亮丽的景观带。

据了解，整个园区的透水铺装地面约17hm2，下凹式地形17hm2，滞蓄雨水，减少灌溉量，水系滞蓄16.5hm2，雨洪集水池9个，容积7200m3 ，下沉花园蓄洪沟调蓄8000m3，渗滤、收集管网长60多km。整个奥林匹克公园每年的用水量超过1700万m3，其中利用再生水就有800万m3，将近全年总用水量的1/2。

5 风景园林规划在园林景观中的结合

景观生态学和风景园林学结合的范围随着社会和科学技术的不断发展而不断的扩大。近些年来，随着风景园林规划设计范畴的扩大，更多的生态学技术以及生态系统服务手段被引入了风景园林规划设计中。如废旧工厂改造中废物处理[9]。随着风景园林规划设计的对象和范围的扩大，除现有的主要以生物种群、群落生态学以外，生态系统和生态学等理论将逐渐应用在风景园林景观规划设计当中；随着风景园林景观规划设计中尺度的扩大，在陆生生态学、淡水生态学、湿地生态学、海洋生态学等生态学科中，将在滨水生态设计、湿地保护设计、海岛景观设计中也同样起到十分重要的作用；随着风景园林景观规划设计工作的不断发展，在大地生态学、景观生态学、城市规划生态学、经济生态学、数学生态学、污染生态学等学科中的交叉学科，生态学和风景园林景观规划设计关系更加密切；随着风景园林景观规划设计成果的不断创新和科学性要求的提高，在生态学技术手段和风景园林景观规划设计的前期勘察和数据整理收集过程中的应用，也会大大地提高，更多的生态学的技术手段将会出现在风景园林景观规划设计的整个设计、施工过程中。

6 小结

生态规划与设计已经成为国内外风景园林学科发展的重点和研究的热点之一[10]。实践所证明，风景园林景观规划和生态设计是一体的、协调的，在人类的需求与自然生态关系中，是将人类和自然资源的开发、利用及转化的影响降低到最低程度的重要途径之一。建议国家和地方政府给予更多的支持和投入，特别是需要提高基金项目资助的范围和力度，同时加强与国际上先进的技术进行交流与合作，从而达到园林景观规划与生态设计层面推动我国园林景观生态学科的研究和应用，使得我国的园林景观生态学能够达到世界顶级的水平。

参考文献

[1]王祥荣.生态园林与城市环境保护[J].中国园林，1998，14（2）：14-16.

[2]Budge T.Sponge Cities and Small Towns：a NewEconomic Partnership[M]∥Rogers M F，Jones D R.TheChanging Nature of Australia’s Country Towns.Ballarat，Australia：Victorian Universities Eegional ff，esearch Network Press，2006.

[3]俞孔坚，李迪华.城市蓄观之路――与市长们交流[M].北京：中国建筑工业出版社，2005：149-155.

[4]俞孔坚.景观作为新城市形态和生活的生态基础设施[J].南方建筑，2011（3）.

[5]鞠茂森.海绵城市建设水资源综合规划技术lWM Toolkit介绍[J].城市建设理论研究， 2015（8）.

[6]邢薇， 赵冬泉， 陈吉宁，等. 基于低影响开发（LID）的可持续城市雨水系统[J].中国给水排水，2012，27（20）：13-16.

[7]王祥荣.生态园林与城市环境保护[J].中国园林，1998，14（2）：14-16

[8]侯立柱， 冯绍元， 韩志文，等. 透水砖铺装地面垫层结构对城市雨水入渗过程的影响[J]. 中国农业大学学报， 2006， 11（4）：83-88.

篇6

中图分类号：TF526+.3文献标识码： A 文章编号：

随着国民经济快速、协调发展，交通量的不断增长，我国道路交通量日益增大，车辆迅速大型化且严重超载超陷，使公路路面面临严峻的考验。很多沥青路面均呈现出一定的早期破坏，如裂缝、沉降、松散、坑槽、泛油、剥落、车辙以及行车过程中路面平整度逐渐变差等病害。严重影响了车辆行驶的舒适性,甚至危及驾驶人及乘车人的生命安全,造成了巨大的经济损失和不良的社会影响。因此针对沥青路面早期病害的实际情况,研究沥青路面早期病害的原因和预防对策是十分必要的。

1、沥青路面早期病害形成原因分析

沥青路面早期病害表现的形式是多种多样的,这主要是因为导致路面损坏的原因也是多方面的。不仅有行车荷载因素,如交通量、重载超限车辆等,而且还有环境因素,如温度变化、湿度变化和冰冻作用等。同一种影响因素可以引起不同程度的损坏,同一种病害形式也可以由不同的影响因素共同造成。因此,本文从设计、施工、采用材料和养护管理4个方面对沥青路面早期病害的形成原因进行系统分析。

1.1设计方面

⑴交通量资料不符合运营的实际状况,设计一般采用《工可报告》中提供的交通分析资料,而实际运营车辆的超载超限情况十分普遍。

⑵由于工程地质和水文勘测不详细,加上设计周期较短,设计参数的试验工作很少做或试验结果尚未出来,设计文件已经完成,导致选取的路面设计参数比较粗糙,合理性尚待进一步研究。

⑶道路整体结构设计不合理,如基层厚度、面层分层及材料配合比、面层厚度等。

⑷对路基实际情况掌握不准确,做出的处理方案不合理,造成路基沉降超过允许值。

⑸排水设计不完善,造成排水系统不畅通,致使路面存在大量积水,进而导致沥青路面的水损坏。

1.2施工方面

⑴路基施工的影响路面的早期破坏与路基施工质量密切相关。路基施工质量低劣,往往是因为工程任务量大、工期紧,为了抢工期、搞献礼工程,违反施工工艺,不按照施工规范施工,导致基层产生结构性破坏,然后再反射到面层,导致沥青面层出现早期网裂、沉陷、车撤等病害;当路面存在积水时,水从裂缝中渗到路基中,在行车荷载的反复作用下,进而出现唧泥病害。

⑵面层施工的影响沥青面层的损坏是由其本身原因引起的,主要表现为面层松散、网裂、坑洞、平整度差和泛油等。沥青本身原因引起的破坏主要是由水产生的破坏。面层渗水的主要原因是在面层施工中过分强调平整度而忽视压实度,造成沥青面层空隙率较大,导致水容易渗入而产生的破坏。

表1列出了实验室空隙率与现场不同路面压实度下的心样空隙率。如果现场施工的压实度达不到规范的要求,则形成较大的空隙率,雨水在面层中积存却无法排出,导致石料与沥青粘附力降低,进而形成剥落、松散等病害。

表1实验室与现场不同路面压实度下的心样空隙率对比

此外,实测路面空隙率与路面设计空隙率也存在较大差异。表2是某公路病害取样分析结果。由表中可以看出,实测路面空隙率远远高于设计空隙率。究其原因是在施工过程中,碾压温度偏低,遍数不够,结构中有大量空隙存在,进而容易导致早期病害的发生。

表2公路病害取样分析结果

⑶离析现象沥青路面的离析是其混合料中组成成分分布不均匀性的综合反映,沥青路面的离析现象会导致沥青路面的早期损坏,大大缩短沥青路面的使用寿命,是引起沥青路面早期破损的基本原因。通过对离析现象形成的过程进行分析,发现在施工过程中主要通过以下3个流程产生离析现象。

①沥青混合料从贮料罐向运输车输送时,由于落差较大,容易出现混合料离析。

②运输车里的混合料卸向摊铺机时,大骨料滚落在摊铺机附近,容易出现混合料离析。

③摊铺机送料器在送料过程中,先将中间集料送到布料器,剩余粗集料留存在料斗中,摊铺机收斗时,容易形成混合料离析。

1.3材料方面

⑴沥青我国目前生产和常用的是重交通道路沥青。由于炼制工艺的限制,导致沥青性能差,沥青的低温抗裂性能和高温稳定性均不能满足要求。

⑵矿料其质量好坏直接影响沥青混合料的强度,是沥青路面产生早期破坏的主要因素。碎石的压碎值、磨耗值不符合要求,将造成沥青混合物的稳定性偏低,引起沥青路面早期剥落。石料的吸水率大不仅降低加热效率,影响拌和料的生产能力,而且残存在孔隙中的水分影响施工压实及空隙率,并将使沥青混合料产生剥落。

1.4养护管理方面

⑴养护不及时沥青路面在行车载荷作用下出现小面积松散、个别坑槽后,未及时进行养护,特别是采用层铺法施工的贯入式路面和表面处治,初期及时养护更为重要。

⑵养护方法不当有些养护人员在沥青路面上采取人工喷油(或洒布机喷油)、人工洒料方法进行养护,不仅破坏了原路面的平整度,而且由于喷油不够、用油量控制不准,导致产生泛油、推拥、松散等病害。

⑶管理措施不完善部分路段的施工没有严格执行招投标,致使一些没有路面施工经验、没有施工设备和技术力量的施工队伍承担路面施工。此外,部分监理监管不力,形同虚设,无法严格监理工程进度和质量。

2预防对策研究

2.1合理的设计

⑴路面设计和研究机构对路面设计和现场技术进行跟踪服务,定期对路面的路用性能进行观测、分析,不断提高和完善设计,使设计文件具体且可操作性,同时能够指导工程的施工。认真总结各地区已建沥青路面早期病害的形成机理,从中吸取经验和教训,不断提高设计的可靠度。

⑵在现有规范的基础上,逐步建立本地区的设计技术手册,针对不同地区的气候、交通条件的差异,提出具有地方特色的设计指南,便于各地区确定合理的面层和基层厚度,使面层和基层厚度满足强度与刚度的设计要求。

⑶在规范的指导下,根据不同地区的气候变化状况,对路基、路面排水进行系统设计,使路线排水设计自成体系,避免造成水土流失和对环境的污染,提高路面工程抗水破坏的能力,延长路面的使用寿命。

2.2选择合适的沥青混合料

沥青混合料的选择主要包括沥青材料的选择和矿料材料的选择。

在行业标准《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)中,将我国道路石油沥青分为A、B、C三级,并且规定了各自的适用范围,列出了技术要求。对高速公路和一级公路的面层,应当选用A级道路石油沥青;下面层应当选用B级道路石油沥青。此外,应当根据不同地区的气候特征,选用不同的沥青标号。通常情况下,南方采用较稠的沥青,北方采用较稀的沥青;同一地区用于沥青混凝土的沥青较稠,用于沥青碎石混合料的沥青较稀。

矿料材料是构成沥青混合料的骨架,是沥青混合料的重要组成部分。粗集料、细集料、填料的各种技术指标应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)中的具体要求。

2.3建立质量保证体系,加强施工管理

⑴严格原材料的检验,把好质量关,不合格材料坚决不用。

⑵在沥青混合料的拌和、摊铺、碾压等环节建立质量责任制度,增强施工人员质量意识。

⑶对拌和站、现场施工机械及时保养、检修,保证各种设备正常运转。

2.4建养并重,做好养护管理工作

⑴平时加强观测和路况调查,防止人为原因对路面的损坏,积累经验,为制定预防性养护计划提供科学依据。

⑵及时疏通排水系统,特别在雨季到来之前要认真检查,防止积水渗入路基和路面。

⑶加强沥青路面日常小修保养,发现早期病害并及时治理,防止病害扩大和恶化。

3结语

本文根据沥青路面的损坏情况、病害形式、影响范围和严重程度,从设计、施工、采用材料和养护管理4方面对沥青混凝土路面早期病害的形成原因进行了系统分析。根据早期病害的原因,从设计、材料选择、质量控制和养护管理4方面提出了沥青路面早期病害的预防对策,以提高我国沥青路面的质量及使用寿命。

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1 沥青路面出现的早期病害及其成因分析

1.1 裂缝

横、纵向裂缝是在沥青路面当中经常出现的。横向裂缝通常情况之下都是在温度应力的影响之下造成的。所谓温度应力就是因为温度变化比较大产生热胀冷缩的现象，沥青混凝土表面在温度应力的作用之下就会产生横向的裂缝并且慢慢的向下扩展，最终使沥青路面出现老化的现象。如果出现横向裂缝之后不及时的对路面进行修整，就会使沥青的抗裂缝能力慢慢的衰退，从而使裂缝的宽度慢慢的变大。当裂缝表面发生冲刷和唧浆现象时就会使沥青路面产生凹陷形变，从而产生新的裂缝。而纵向裂缝产生的主要原因是地基和填土在横向的不均匀性所造成的，这种裂缝在旧路基扩宽地段是高发区。

1.2 水破坏

水破坏产生的主要原因就是因为积水渗透到了路面结构层而造成的一种病害。水破坏病害是沥青路面病害当中危害最大的，水破坏的主要表现形式有网裂、坑洞等等。产生水破坏的现象很大一部分原因都是因为在工程施工过程当中沥青混凝土的配比不合理、沥青混合料搅拌不均匀、混合料碾压不到位等等从而导致了沥青路面出现了比较多的空隙，从而发生水破坏的严重病害。

因为在沥青混凝土表层的下部和下层的交界面存在着渗水，同时在路面行车的载荷作用之下，沥青膜就会开始慢慢的脱落，并且慢慢的向上延伸，随着时间的推移，碎石上沥青开始剥落，造成路面强度降低形成网裂和形变。尤其是在下雨的过程当中或者雨后路面行车载荷的作用之下，网裂路面会慢慢的松散，松散的沥青路面的石料在行车的作用力之下，就会慢慢的被甩出，形成坑洞。形成坑洞的高发区往往位于那些沥青混凝土不均匀和空隙率比较大的地段，如果没有及时的进行修复，则会造成沥青路面的大面积损坏。

同时混合料表层的细料在高压水及其行车载荷的作用下形成灰浆，灰浆会通过横、纵向裂缝、网裂等到达路面形成唧浆。灰浆形成得愈多，形成的裂缝危害就愈大，即使形成的灰浆不多，也会使路面形成网裂或者形变的病害。有灰浆唧出的地方往往很快就会形成网裂或形变的病害，慢慢形成一个恶性的循环，使路面形成严重的危害并且给路面的行驶安全构成严重的威胁。

路面的积水要是不能及时的排除从而渗透到沥青表层，导致沥青和碎石之间的粘结力就会减小，在过往车辆的不断碾压之下，堆积在沥青混凝土表层下方的积水会使裹覆在碎石等一些粗集料周围的沥青膜慢慢的脱落，随着时间的推移就会造成路面松散的病害现象。同时，松散的沥青路面在大载荷行车的碾压之下就会形成一条轮迹凹陷，形成辙槽。在降雨的时候，辙槽里面的积水就会很难排除，从而造成更加严重的恶性循环，水破坏也会更加的严重。

1.3 松散

因为水破坏而造成碎石颗粒和沥青之间的粘结力减小使得碎石颗粒脱落是造成松散的主要原因之一。除此之外，沥青混凝土因为原料的配比不当、施工质量把关不严而导致密实度不够也是造成松散的重要原因之一。

1.4 泛油

沥青原料的配比量过大是造成泛油的重要原因。过量的沥青在超大载荷的过往车辆的压力的作用之下，会从沥青表面下部慢慢的渗透到沥青路表面上来，形成泛油的现象。泛油作为一种比较轻微的病害，是可以避免的。其发生的主要原因就是因为在项目施工的过程当中，施工人员操作不当或者管理不严，没有按照设计要求来进行配置原料比。另一方面，少数的施工单位也比较喜欢使用沥青量大的混合料。

1.5 推移

产生推移的病害主要是和工程施工质量、洒布质量、混合料性能欠佳等因素有关，在这些因素的作用下使沥青面层和基层粘结不良，从而在行车载荷的作用下产生推移，如果不及时的进行解决，推移还有可能造成严重的沥青裂缝。

2 沥青路面病害的预防措施

治标不如治本，与其在沥青路面出现问题之后进行修复，还不如在施工之前通过对设计环节、施工阶段的质量把关等环节进行有效的预防。从根本上有效的解决沥青路面经常出现的一些病害，从面延长沥青路面的使用寿命。

2.1 裂缝的预防

一般来说，沥青路面裂缝的产生是很难避免的。根据以上对裂缝产生的原因分析的结果可知，为了有效的避免后期运营当中裂缝的产生，在施工的过程当中要加强现场施工的管理、严格的按照设计要求配置原料比，对于裂缝产生的重点高发区，如拓宽改造的衔接处要严格的控制好填土的厚度、均匀度和密实度。

由温度的变化而产生的温度裂缝，随着时间的推移，沥青会慢慢的老化，使沥青的强度逐年的降低，所以当沥青质量好时，温度裂缝会明显的减少。通常情况之下，较稀的沥青更不容易产生温度裂缝。同时，在施工的过程当中，对于路面的接缝施工之前，应进行详细的设计论证才能进行施工，投入运营之后也应该加强维护。

2.2 水破坏的预防

根据水破坏的产生原因，在预防水破坏时应该注意以下几点：①原料上要严把质量关，特别是对于混凝土的质量，对于沥青混凝土的施工国内一般采用的是密实式粗集料断级配沥青混凝土，因为这样配置而成的沥青混凝土有很好的防水性能，在高温照射下也不容易发生形变。②采用优质的沥青和抗剥落剂从而增强沥青与碎石之间的粘结力，因为细集料当中的含泥量也会影响沥青和碎石之间的粘结力，所以采购的细集料的含泥量要严格的控制在设计要求范围之内。③提高施工的质量和施工的监督力度，施工的原材料必须符合规格、配比均匀合理，在搅拌的过程当中要搅拌均匀，并且对拌合温度、出场温度进行严格的控制。

2.3 松散的预防

松散的预防应该做到控制施工的温度，压实度达到设计的要求，原材料要合格，细集料的含泥量要严格的控制在一定的范围之内，严格控制沥青混合料的均匀性。

2.4 泛油的预防

根据上文的分析可知，沥青用量过多是造成泛油的重要原因，因此在施工阶段，应该严格的控制住沥青的用量，选定最佳的沥青比重。

2.5 推移的预防

预防推移时应该做到以下几点：首先应该加强在施工阶段的管理，提高施工质量。其次，对施工基层表面上的垃圾及时的进行清除。最后，使透油洒布保持均匀的状态，保证基层和面层之间的粘合力维持在正常的水平。

3 小结

沥青路面产生病害的原因有很多，本文简单的总结了其中的一部分，沥青路面病害的预防需要进行更加优化的设计，并且加强施工期间的管理、提高施工的质量，尽量延长沥青路面的使用寿命，提高经济效益。

参考文献

［1］郑选荣;沥青混凝土加铺层反射裂缝的形成与扩展研究［D］.西安科技大学，2005.

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中图分类号：TV331文献标识码： A

1 前言

随着天津滨海新区的发展，天津滨海新区的工业项目越来越多，众所周知，天津属于典型的滨海软土地区，淤泥及淤泥之土的厚度达到了20.00m左右，建筑物的地基处理所需费用花费较高，稍有不甚，就会出现工程问题，而达不到预期目的，下面就天津滨海新区保税区某工程车间地基处理失稳一个实例进行原因分析。

2 工程实例

2.1 工程概况

天津某公司车间位于天津港保税区内，该车间总建筑面积9000m2，高度为13.00m左右，车间长为90.00m左右，宽为100.00m左右，柱距为6.00×33.00m。

由于该场地埋深20.00m以上土质较软，埋深5.00m以上为人工填土，5.00m～19.00m段主要分布为淤泥，土质很软，强度很低，该车间基础采用桩基础，选用桩径为300mm的高强预应力管桩，桩长为23m，桩总数为139根，采用静压法进行施工，单桩承载力特征值达到设计要求的240KN；由于地面荷载不大，地面堆载一般小于30KN/m2，设计采用长约7.00m水泥土搅拌桩处理，桩径0.50m，桩距1.32m，然后地面采用150mm厚的碎石加砂夯实素土，上面铺上20mm厚的素水泥砂浆找平地面，然后做20mm防水，该工程与2003年底建成并使用。

2.2 土层条件

2003年8月该场地进行了详细勘察工作，本场地埋深25.00m以上地层情况如下表：

土层 埋深段(m) 平均厚度

(m) W

(%) R

(kN/m3) e Ip IL 固结快剪标准值

() C(kPa)

素填土 0.5～3.20 2.70 / / / / / / /

冲填土 3.20～5.20 2.00 45.7 17.3 1.33 20.6 1.08 13.0 10.0

淤泥 5.20～15.20 10.00 56.2 16.6 1.61 20.9 1.52 3.0 6.0

淤泥质粘土 15.20～19.30 4.10 44.5 17.4 1.27 18.3 1.29 12.0 12.0

粘土 19.30～23.3 4.00 32.6 18.8 0.93 14.9 0.94 14.0 20.0

粉质粘土 23.3～25.0 1.70 23.4 19.7 0.69 11.1 0.71 21.0 13.0

由于地面沉降较大，影响了使用功能，建设单位于2010年10月委托勘察单位进行了补勘工作，根据本次补勘资料，该场地埋深25.00m以上地层特征如下表：

土层 埋深段（m） 厚度

(m) W (%) R

(kN/m3) e Ip IL 固结快剪标准值

() C(kPa)

杂填土 0.00～0.50 0.50 / / / / / / /

素填土 0.5～3.50 3.00 27 19.3 0.80 17.3 0.41 10.0 12.0

冲填土 3.50～5.50 2.00 43.8 17.7 1.24 23.7 0.72 7.54 12.75

淤泥 5.50～15.50 10.00 48.9 17.2 1.39 22.3 1.06 6.86 11.19

淤泥质粘土 15.50～19.50 4.00 44.2 17.7 1.24 20.6 0.98 7.38 12.93

粘土 19.0～23.00 4.00 34.0 18.9 0.95 18.9 0.63 12.70 20.62

粉质粘土 23.0～25.00 2.00 22.7 20.3 0.64 11.5 0.53 25.10 13.0

从以上两个勘察表中土工试验统计数据表中对比可知，经过7年的使用或上部荷载的作用下，埋深15.0m以上每层土的指标都比原来渐好，强度比原来稍高，土层的含水量、孔隙比等都比详勘时指标好稍好。

2.3、事故现状

随着时间的推移和车间的使用，车间内地面出现了大面积向下凹，下凹的深度一般在10cm左右，一部分柱子出现不同程度的倾斜，地面和柱子沉降差异非常明显，已经影响到了使用功能，为了查看情况，破坏水泥地面发现，水泥地面下为空洞。局部水泥地面出现了断裂，或沉降不均。具体情况见照片1~照片4。

照片1

照片1车间室内柱下沉降照片2车间室内地面沉降

照片3

照片3车间室外地面沉降照片4车间门口不均匀沉降

3 原因分析

根据本工程地面出现的地面沉降，分析后主要有以下几个主要原因：

1）地层原因

本车间场地埋深5.0m以上主要为近期填垫的冲填土、素填土和杂填土，埋深5.00～19.00段主要为滨海沉积的淤泥及淤泥质土，它们均为欠固结土层，且土层孔隙比大、含水量高，淤泥质土和淤泥以流塑状态为主，压缩性高、强度低，厚度大，这些土层一方面在自重应力作用下会产生固结沉降，另一方面在附加应力作用下会产生较大沉降。

2）水泥土搅拌桩桩长设计不合理

设计采用长约7.00m水泥土搅拌桩处理，桩径0.50m，桩距1.32m，本车间场地淤泥和与淤泥质土厚度达到了15.00m左右，水泥土搅拌桩的桩端位于土质差、强度低的淤泥质土层中，地基处理深度严重不足，在地面堆载等附加应力作用下沉降量大，处理难见效果，这也是导致这次地面沉降的原因之一。处理时若穿透淤泥和淤泥质土，达到相对较硬的土层，处理效果会较好，沉降量会降低。

3）负摩阻力的原因

本工程场地埋深约19.00m以上为欠固结土（人工填土、淤泥和淤泥质土），在地面堆载等附加荷载作用和自重应力作用下，会对地基处理的搅拌桩部分产生负摩阻力，一方面引起场地内的地面沉降，另一方面引起场地内的差异沉降。而本工程地基处理中忽略或没有充分考虑负摩阻力的影响，这也是导致这次地面沉降或凹陷的原因之一。

4）施工的原因

由于本项目工期较紧，施工时对厚层人工填土仅对表层进行了碾压夯实等处理便施工素混凝土地面，这又是导致这次地面沉降或凹陷的又一个原因。

4 处理措施

经过专家对详细处理方案的论证，采用压密注浆加高压喷射桩法对场地内人工填土及软土进行处理，处理深度超过软土层底界，以保证一定时期内正常使用，施工时采用42.5普通硅酸盐水泥，在地面以下3.50m～10.0m段进行高压注浆，注浆孔间距为2.0×2.0m呈梅花形布置，注浆水灰比取0.55，注浆压力取0.2～0.3Mpa。

5 结束语

1）目前地面处理出现沉降或凹陷甚至出现水泥地面下出现空洞在许多工程中出现，这些现象的发生大部分是由于人工填土未处理好或处理不当引起的。

2）在工程地面处理过程中，设计和勘察单位要提醒施工单位，要引起施工单位的重视，填垫年限小于10年的人工填土未经处理不能利用。

3）地面沉降有时不仅仅是人工填土的固结沉降，淤泥及淤泥质土也会发生固结沉降，由于是软土地区分布厚度较大的软弱土，这种情况发生的更常见，因此，施工和设计时应慎重考虑。

4）许多工程出现这样的事故，受场地条件和空间的限制，处理起来非常困难，与其使用过程中处理，还不如一次性的处理好，处理的费用减少，节约工程造价。

5）本工程经过地面处理后，大部分区域有不同程度的恢复，但局部地面恢复程度不甚明显，总体效果良好，能满足使用要求。

参考文献：

1、《滨海新区XX工程详细勘察报告》天津市XX勘察院，2003年8月。

篇9

前言

在道路工程建设中，从路面的底基层到路面面层，沥青混凝土得到了广泛的应用，特别是在高等级道路的面层，沥青混凝土更是得到了广泛的应用。但是由于沥青混凝土材料本身就是一种混合物，受到其各种材料差异的影响，以及设计，施工等水平的影响，沥青混凝土面层的路面可能出现开裂，泛油，松散，坑槽，起鼓，松散等各种病害。道路会因为这些病害而降低使用寿命，并且会加大汽车磨耗甚至影响行车安全，给行车人的带来财产损失甚至生命安全。基于此，需要对这些道路病害产生的原因进行分析，并且尽可能的给出一些合理可操作的技术处理措施。

一、病害类型及形成原因

1)沥青层内的剪切应力是产生车辙的主要外因。

传统理论认为，产生车辙的主要原因是沥青混合料的热稳定性不足。而研究认为，路面车辙的产生除了混合料本身的原因之外，还有结构因素，就是过于刚性的基础结构容易诱发车辙。这虽然是更为重要的因素，却常常会被人们完全忽略。为了保证路面结构的寿命，相关部门通常将路面结构设计的非常强，意在使路面弯沉非常小，即:只用弯沉控制设计，而忽略了层底弯拉应力是否合理。这样的结构对于防止传统的弯拉疲劳开裂(自下而上)有效，但是却增大了沥青层内的剪切应力，而这个剪切应力恰恰就是产生车辙的主要外因。

2)路面表面的剪切疲劳是产生新型龟裂的主要外因。

一般认为，路面龟裂源自弯拉疲劳效应，产生于沥青层底面并自下而上扩展。而根据有关调查和研究证明，在重交通作用下路面上的龟裂损坏是自上而下的，一般产生于表面3 cm的深度范围内并向下发展。产生这类损坏的原因并不是弯拉疲劳作用，而是路面表面的剪切疲劳。随着沥青层厚度的增加，产生于沥青底面的弯拉疲劳开裂越来越少，而产生于沥青层顶部的剪切疲劳开裂将越来越普遍。路面剪应力过大的原因主要是轴载过大和轮胎与路面接触压力的非均匀性。重型、非均匀分布轮载作用下产生的路面损坏，既可能是自上而下的龟裂形态，也可能是路面车辙，这远比传统上的认识要复杂得多。所以，对于重交通作用下的沥青路面而言，不能简单地认为弯沉小就意味着路面结构比较强。进一步的分析表明，随着基层模量的增加，沥青层底面的弯拉应力应变急剧减小，但在目前的常用参数范围内，沥青层中的剪切应力却是增大的。这个分析结果给结构设计提供了很好的启示，即半刚性基层模量应该有一个合理的范围。

3)沥青混合料的均匀性，即大量存在的离析是产生沥青混凝土路面病害的一个重要原因。

传统上人们没有把混合料的均匀性当做一个严重问题来看待，没有采取严格的措施予以控制，只要求施工时认真就可以了。而随着交通量的增大，均匀性已经成为决定沥青路面质量的主要因素之一，应该引起充分注意。路面渗水是沥青混凝土路面面层产生病害的一个很重要的原因。将路面水损坏的主要原因归结于路面空隙率过大，又将空隙率过大的原因归结于压实不足，这确实是早期路面病害的主要原因，但却比较容易解决；实际上，混合料的离析更是造成局部空隙率过大的另一个主要原因，而且是比较难以解决的技术问题。准确地说，路面大部分早期损坏类型都是起源于混合料的不均匀，这已经成为决定路面质量的重要因素，一旦混合料发生离析，一切关于材料设计的努力都是白费。路面压实度不足，有时也是混合料离析引起的，仅检测路面的平均压实度，往往不能客观地反映问题，还应该考虑其变异性。当混合料发生离析时，仅仅依靠提高压实度难以达到减小空隙率的目的，甚至会造成集料碎裂而适得其反。

4)超载运输、重载运输是导致路面早期病害的另一主要原因。

因此，路面实际使用寿命与超限运输之间的定量分析，是一个不可忽视的研究课题。众所周知，随着经济的发展，超载运输现象十分普遍和严重，超载无疑也是造成路面损坏的重要原因。当荷载超过设计标准时，对结构的破坏是必然的。沥青混凝土路面的早期损坏，与超载的大量存在具有直接的关系。目前，对于超载的治理已经取得了显著效果。但是要彻底限制超载，仅靠行政性的推动和临时性的检查是不够的，还需要从两方面的工作进行改进:a.建立长效的综合机制；b.准确地深化对超载的认识，重新制定关于超载的定义，以确实保护沥青路面的使用质量。

二、针对沥青路面病害的技术防范对策

通过以上分析，可看出沥青混凝土路面病害与路面设计施工、沥青混合料、交通运输条件等有关系，所以沥青路面病害的防治应以路面设计、沥青混合料和施工三个方面考虑。

1)合理设计路面结构。a.合理设计沥青面层厚度。半刚性基层沥青路面结构的承载能力可由半刚性材料层(基层和底基层)来承担，无需用增厚面层来提高承载能力；提高沥青路面使用性能不是用厚的沥青面层，而是用优质沥青；沥青面层的裂缝不只是反射裂缝，在正常施工情况下，大部分是沥青面层本身的温缩裂缝；一般来说，过厚的沥青面层易导致车辙的产生。b.加强沥青路面防水设计:选用合理的基层和底基层结构；严格控制沥青混合料的质量；沥青的选取选用具有良好的高低温性能、抗老化性能、含蜡量低、高粘度的优质国产或进口沥青。在条件许可的情况下，可在沥青中掺加各种类型的改性剂，以提高其性能指标。

2)集料的骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好

的集料。如果骨料呈酸性则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉，确保混合料的抗剥落性能，同时应尽量降低骨料的含水量。

篇10

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：

为了适应当前快速发展的社会需要，我国公路事业也在迅速的发展。沥青路面因其具有施工工期短、便于养护维修、行车安全噪音小以及适应性强等优点而被广泛地应用于各种类型的公路工程项目建设中。但同时其也存在着一定的缺陷，由于沥青混凝土材料本身存在着一定的差异，在受设计或者施工水平的影响下，其沥青路面就会经常出现坑槽、开裂、松散以及泛油等各种病害，一旦出现这些病害就会使行车速度与行车安全受到严重的影响，在一定程度上加剧汽车的磨损，使沥青路面的使用寿命缩短。本文主要以沥青路面病害中的裂缝问题来进行详细地阐述。

一、沥青路面出现裂缝的原因

造成路桥工程中沥青路面出现开裂现象的原因有很多，大体上可以分为三种：第一，因行车荷载作用下所出现的结构性破坏裂缝，当在车轮的荷载作用下，沥青路面的结构层底部所产生的拉应力比其它材料抗拉强度大的时候，就会出现开裂现象，而这种裂缝也被称之为荷载性裂缝。第二，因沥青路面面层温度的变化所出现的裂缝被称之为温度裂缝，其主要包括了两个内容，即温度疲劳裂缝与低温收缩裂缝，一般将其称作为非荷载裂缝。第三，在桥涵两端所出现的横向裂缝，或者在路段上产生的较长纵缝，通常称之为沉降裂缝，其主要是由填土固结沉陷或者地基的沉陷所引起的。

（一）横向裂缝

1.由于沥青路面面层自身的温缩所引起的开裂，一般称之为横向裂缝。

2.在面层施工的时候，没有处理好施工缝，造成其结合不良和接缝不紧密等也会出现横向裂缝；在某些基层开挖沟槽、埋设管线时没有按照施工要求来进行施工或在冰冻地区的因路基冻裂等也会引起沥青路面产生横裂现象。

3.桥梁、通道、涵洞两侧的填土出现欠固结或者地基沉降等也会造成横向裂缝的产生。

（二）纵向裂缝

1.填方材料自身的不均匀性，其填方的密实度没有达到要求，通过一段时间的自然沉降，尤其在雨水浸泡以后，其路基的强度就会大大下降，沿边坡位置的路基承载力就会下降，从而产生纵向裂缝。

2.在施工过程中，前后摊铺幅相接位置的冷接缝没有按照相关规定要求来施工。

3.纵向沟槽的回填土压实质量比较差而引起沉陷，边坡值比设计值小，边沟过深以及边坡的压实度不够导致实际填土的高度增大而滑坡，从而引起纵向开裂问题。

（三）网状裂缝

1.路基局部的压实度较差或者基层材料局部松散不能成板体，导致路面承载能力下降而出现的裂缝就为网状裂缝。

2.沥青混合料和沥青质量较差，其沥青的延度较低，抗裂性低。同时沥青混合料的拌和时间较长，其拌和的温度过高或者在储料仓的存储时间较长，导致沥青变硬而出现裂缝。

3.在行车荷载的重复作用下所引起的疲劳裂缝，或者因外界原因比如腐蚀或者污染等导致的局部网裂。

（四）反射裂缝

在已经开裂的旧水泥混凝土或者旧沥青路面层上所加罩的沥青面层，因其温度的变化，导致老路面裂缝继续的扩展，使处于温度收缩的新沥青面层上附加了一定的应力，导致新铺层在旧裂缝位置断开。

二、路桥工程中沥青路面裂缝的防治措施

（一）提高路基工作区的稳定性以及强度

路基作为路面的一个基础，路基工作区是受行车荷载影响比较严重的一个深度区域，该区域自身的整体稳定性与强度对于确保路面结构的稳定性与强度有着非常重要的作用，若其质量没有达到要求就会出现不均匀沉降而导致路面出现开裂现象。对此，必须要采取相应的措施来确保路基工作区的强度以及稳定性等。

1.路基工作区自身的强度是在填筑阶段所形成的，因此，在施工过程中，必须要严格控制路桥工程路基的填筑工艺和填筑质量，确保其路基的强度达到要求。通常情况下，填筑材料首选石、砂和砾类土，其次再是选用包含砾和砂的一种低液限粘土，最后再选用低液限粘土。其中要注意的是粉质土与有机质土不可用于路基的填筑。由于目前我国高速公路的超载现象非常严重，笔者建议在路基施工的时候，路基工作区的深度控制最好大于路基工作区的实际设计深度，以此防患于未然。

2.反映路基强度最重要的指标就是压实度和弯沉值。在保证路基填筑合格均匀材料的同时，填土层自身的厚度对于压实度也有着非常直接的影响，这就要求在施工中应该插杆挂线，同时每一填筑层松铺厚度不能超过30cm，在检测压实度的时候，试坑必须要打入下一层的顶面，凡是其检测结果没有达到规定值的要实施相应的加压处理，或者推除重新进行填筑。

3.提高路基强度还有一项重要的措施就是降低其地下水位，由于路面底以下80cm的路床作为路基的关键部位，其直接承受与吸收路面扩散应力，因此必须要有足够的稳定性与强度。在开挖以后如发现其底下渗水，无论其流量的大小均应采取相应的措施来进行处理，在填方地段应采用比较好的材料来进行填筑，而土质较差的地段应该实施换填处理，以此确保其稳定性与强度。

（二）预防措施

1.在设计半刚性路面的时候，应该选用干缩系数与温缩系数较小、抗冲刷性能好和抗拉强度较高的半刚性材料来作为其基层。同时应该选用松弛性能较好的优质沥青来作为沥青面层。此外，沥青面层应该采用密实型沥青混凝土。

2.为了提高表面层的抗温度裂缝的性能，可采用聚合物沥青或者橡胶沥青在沥青混凝土的表面做一封层。

篇11

中图分类号：TU984

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2017）07-0077-05

1 引言

生态城市是在城市发展的基础上，依托于城市建设而不断发展的人文生态系统。发展标准并不是一成不变的，随着生态技术发展，生态城市将会被注入更加科学化、多样化的内涵和标准。生态城市不仅反映了人类谋求自身发展的意愿，也反映了人类对人与自然关系认识的提高[1]。而城市景观的发展与居民生活息息相关，生态城市建设除了提供良好的生态环境以外，对城市的资源、经济、居民生活质量发展具有重要意义。

2 城市水问题

2.1 城市排水存在的问题

水是区域生态过程规划中重要的环节，直接决定生态规划格局的生态因子[1]。海绵城市建设是生态城市水环境资源利用方面的新型发展理念，传统城市建设模式雨洪管理中存在一些问题：①主要依靠硬性设施来外排径流雨水，增加了市政雨水管网及水体容纳排涝设施压力。②降雨初期，没有经过植物层的净化，大量污染物随雨水入河，影响城市水环境质量。同时雨水大量流失，浪费了大量水资源。③排不出水，但实际又缺水的矛盾。

2.2 传统城市给排水存在的局限性

近年来，我国大中城市频繁出现逢雨必涝、地下水补给不足、炎热干旱等痼疾，对城市居民生活形成恶劣的影响。提起内涝、城市看海、地下水供给不足等问题，人们都会认为是下水道设计不够好，或者是过于陈旧。其实一个重要的原因是由于城市发展速度过快，原本可以渗透雨水的水沟、绿地全部被硬质化了，变成了房屋、停车场、道路，雨水无处可去，就形成了积水。传统城市雨洪管理模式的建设目标是实现城市雨水径流的快速排放，避免城市雨洪问题干扰正常的城市秩序、影响人居生活。因此，不再出现“城中看海”（图1）这种问题，不仅仅需要的是大修城市地下管道这些事情，还需要一种在涝时能吸收水，在干旱炎热时又能吐出水的“海绵城市”，这也与生态城市的发展方向相契合。

3 海绵城市理念与生态城市发展建设的关系

海绵城市发展体系通过结合生态城市总体规划，控制径流总量，逐步构建并完善低影响开发雨水系统，其中以城市绿地系统为主要载体构建海绵城市体系，不仅便于应用低影响开发雨水系统的技术措施，也有助于实现生态城市建设中低影响开发雨水系统的建设目标。在规划阶段生态城市绿地系统与海绵城市体系可相互指导，但两者的结构布局存在差异。海绵城市发展体系的规划强调城市绿地系统对雨水径流量、峰值流量与径流污染的控制能力，进而对城市绿地的建设提出了更高的要求（图2）。生态城市绿地布局、规模与建设情况也会反过来影响海绵城市体系的规划，两者在规划阶段相互指导。

由于海绵城市体系在用地范围的布局上不只限于城市建设用地范围，而是站在更大的维度上来处理城市雨洪问题。海绵城市体系的结构分布解决存在雨水径流与雨水污染问题的区域，均衡了城市中雨水难排的情况。针对局部地段的少量雨水径流，海绵城市体系可通过建设“雨水花园”控制雨水径流。针对大面积的城市易涝区，海绵城市体系可通过建设“暴雨花园”实现控制雨水峰值流量、削弱污染的双重目标。对于城市已建成区，海绵城市体系的布局以点状、线状为主，从多个角度结合软化改造、而不是在城区大改大造，相对更多样化、全面化。

4 海绵城市建设概述

4.1 概念和构建原则

4.1.1 概念

海绵城市在涝时能吸收水，在旱时炎热时又能吐出水，并对水体进行绿色净化。从源头植物层开始到末端的全过程控制雨水系统。相对之前的旧模式，自然渗透和自然净化，需要时再将储存的水释放并加以利用，是构建海绵城市的切入点，水循环收集与释放更是一种绿色可持续的雨水排放模式（图3）。

4.1.2 基本原则

低影响开发雨水系统构建的基本原则是生态优先、规划引领、安全为重、因地制宜、统筹建设[2]。要真正地落实这一基本原则，要把更多问题考虑进来。包括城市基础设施安全运行和生态城市水安全的问题，水文条件各地区差异性，和各方案的可实施性和操作性。不同地区可根据自身的水文条件、水安全要求、水资源的不同状况，从实际出发确定符合自身需要的生态海绵城市的发展路线。

4.2 建设海绵城市的指导思想

4.2.1 转变城市建设的观念

建设海绵城市，首先要转变传统的观念。在传统城市建设模式中，城市道路逐渐被硬化，雨水无处可去。排水功能主要依靠管道这些“灰色”硬质设施，以“快储快排”为主要理念，往往造成逢雨必涝，无雨就旱的极端局面。而现在海绵城市的建设理念则要求让城市回归自然，强调优先利用雨水花园、屋顶绿化、植草沟这些软质绿色的低影响设施来储存雨水，以慢排储存，先利用绿色植物的源头设施对雨水进行调蓄净化和回收利用，最后在利用了雨水资源的同时也解决了城市雨涝的问题。

4.2.2 对城市中建设的“海绵体”进行改造

生态城市发展下，对城市中建设的海绵体进行改造主要途径有3个方面：保护城市原有的生态系统；生态修复和恢复；低影响开发[3]。首先，保护原有生态系统，不受现代开发活动的影响和破坏，例如城市公园、大型湿地、原有的河流、湖泊、湿地等。其次，在生态修复方面，对已经受到破坏的“海绵体”，应运用综合手段逐步慢慢地进行修复，使其水文特征和生态功能逐步得以恢复。再着，通过生物滞留带、下沉式绿地、雨水花园、屋顶绿化、垂直绿化、透水铺装等低影响技术措施，加强雨水储存。以城市建筑、道路、绿地、广场等建设为载体扩大绿化规模，设置包括垂直绿化在内的多种绿化形式，通过构建生态廊道来保护城市生态多样性，改善城市的生态环境[4，5]，为改善生物生存环境和水资源调控提供必要的生态通道；通过建设人工湿地等措施来修复水生态环境，湿地一直都有“城市之肾”的美称，生态城市建设人工湿地，对保护城市水系统生态环境有着至关重要的作用。

5 建设海绵城市的具体措施

5.1 雨水花园

雨水花园是自然或人工后天挖掘的下沉式绿地，收集汇合雨水把雨水储存起来（图4）。通过雨水花园中的植物和沙石过滤层分解储存使雨水得到净化。慢慢渗入土壤，涵养地下水水源，或进行中水利用之后，达到补给景观绿化用水、厕所用水等的用水标准。雨水花园利用植物、土壤层渗透净化雨水、过滤雨水杂质，可改善小环境，缓解城市“热岛效应”，为鸟类、蜜蜂等动物提供食物和栖息地，给人以新的亲近大自然的感受。

最表层是植物层，第一层也称蓄水层。表层植物可通过光合作用，吸收利用氮、磷等物质，植物根系对污染物质，特别是重金属的拦截和吸附作用，选择根系发达、茎叶繁茂、净化能力强的植物再深层的覆盖层和种植土壤层，可滞留削减洪峰流量、减少雨水排放，净化水源。可过滤杂质和涵养水源，以导致雨水过滤到砂层和砾石层通过穿孔管收集水源。

5.2 生态滞留带

生态滞留带是一块活的“海绵体”，表现形式为条形或者长条形，雨水篦子换成豁口导入植物中，减慢雨水流动速度，把雨水储存起来，成为活的“海绵体”（图5）。生态滞留带在植物的选择上应优先选用本土植物，选用耐涝又可抗旱的植物。本土植物能更好地适应当地的气候和水土，打造更好的生态滞留带景观。

5.3 绿色屋顶

绿色屋顶是指建筑屋顶的部分或全部作为绿化的一种改造景观措施。由植物部分、植物生长基质部分以及屋顶防水结构层一起所组成的一种景观屋顶形式（图6）。绿色屋顶在雨水控制上，在建筑屋顶的源头上来减少雨水径流总量、削减洪峰流量。增加屋顶雨水停滞时间，降低屋顶雨水径流流速，以及净化屋顶雨水水质。绿色屋顶还可减少建筑制冷、降低制热能源消耗。

5.4 垂直绿化

垂直绿化，绿化范围是指对建筑物外表面及室内垂直方向上的建筑竖向绿化（图7）。作为一种装饰实用技术，附属在建筑主体之上，需要融合于周围的环境，不仅仅是植物彼此生长间融洽，更要做到与周边的环境相融合，最重要的是能丰富生态城市的自然景观，完善整个城市的生态系统。

虽然垂直绿化成为建设海绵城市不可或缺的重要部分不能计入绿地率等经济技术指标中，但是毋庸置疑的是对整个生态城市发展建设和景观绿化构成呼应效果。据北京市园林科学研究所观测推算，绿化覆盖率达30%时，气温可下降8%；绿化覆盖率达40%时，气温可下降10%。同时太阳福射经过植物后，60%～80%会被植物所吸收，这样就削弱了热源的作用，从而使周边温度降低3～8 ℃。与此同时，在相对湿度为47%～53%时，人体最为舒适，当处于干燥环境中时，植物叶子还具有蒸腾作用能够增加其周围的湿度。数据可以表明在全球气候变暖的今天，垂直绿化也有降温增湿的作用，另外对空气环境影响而言，也起到了通风防风，净化空气的效果。

5.5 透水铺装的应用

现我国城市市场的硬质地面材料常见主要分为：砌块砖、水泥路、植草砖和塑胶地面等（表1）。

现在我国的城市人行道使用的透水铺装以透水砖为主（图8），透水地面由于渗透蒸发能力强，在下雨天可以将雨水渗透到土壤层，防止路面径流缓减市政排水的压力；天晴时蒸发作用可以降温，改善路面上方的微气候，对于缓减城市热岛效应有明显的作用。塑胶橡胶多用于游憩和儿童场地，但不好维护，有一定吸水性（图9）。所以在实际使用时透水面砖是一种生态的，有利于生态的铺装材料（表2）。6 海绵城市理念对于生态城市发展建设的意义

6.1 社会意义

6.1.1 经济性、生态性

老旧城区改造面临空间改造条件有限、改造难度大等问题。相比建设大型地下雨水储蓄池、大规模改造雨水管道等硬性灰色方案，设置改造软性的海绵设施不妨为更好的方法。在改造设计中，可通过两个大方面进行改造。一是原有的老旧建筑雨水管断接技术，集中贮存雨水，将雨水管线接入周边城市绿地中，也可利用小区已有内部的花坛、绿地、雨水池等建筑设施空间布置雨水花园、生态滞留带；二是城市道路可结合城市道路绿化带、树池、花池等绿化空间，布置成生态树池、生态停车场等低影响开发设施，有效地对老城区雨水管理加以蓄、留、渗、排等。

6.1.2 海绵城市建设对于减少城市内涝也有明显改善

通过海绵城市的建设，能很大程度上减轻城市防洪排涝的压力，将防、排、蓄、渗、滞等措施合理地结合起来。有利于减少城市洪涝灾害的发生，城市生态水系统需要海绵城市的措施加以解决，维护城市居民安定的生态生活环境。可减少雨水渗透的时间，缓解雨水的压力，补给地下水，有效减轻城市内涝。

6.1.3 海绵城市的建设可改善城市水资源短缺的问题

经济发展越来越快，我国城镇化的速度也越来越快，随着城市人口不断增多，城镇化水平的不断提高，许多城市水资源匮乏的问题日益突出。通过海绵城市建设，为实现自然生态雨水收集的有效再利用，在很大程度上缓解城市用水资源难、排水难的压力。

6.2 经济意义

海绵城市建设跟以往不同偏向重视对已有的对天然水系保护利用，减少了巨大的管道改造工程量，减少工程资金投入，提高了经济效益。另外还减少了城市水灾发生的可能性，以及避免水灾所带来的城市经济损失。建设的海绵城市建设的储水设施与城市已有的生态景观、绿地、景观水体紧密结合，丰富完善城市生态系统。成本相对管道的修理与改建较低，还能大大减少城市水环境污染治理维修费用，降低城市内涝所带来的损失。

6.3 生态意义

建设海绵城市应用有利于城市生态环境的发展与建设。海绵城市强调增加绿地，多进行的是软化改造，降低城市地面的硬化比例，对硬质地面材料也有相应要求。有研究表明，城市越来越多的地面硬化，第一时间直接阻断了雨水补给地下水的途径，让雨水白白流失了，实际上又是缺水的，使地下水水位难以回升越来越低。软化改造还可以增加城市绿色空间，改善人居环境，提高绿地率，促进城市生态建设。

7 结语

我国提出的海d城市体系主要参考了美、德等国的雨洪管理理论研究与实践经验，和近年来我国频繁出现的城中看海的现象。在海绵城市理念指导下的生态城市建设不仅可以满足城市绿地的生态环境发展、游憩娱乐、文化教育、环境美化等基本功能，同时还可以有效地辅助城市水利设施处理城市雨洪问题，发挥出生态城市中绿地系统更大的潜力。生态城市的构建也会反过来影响海绵城市体系的规划，使海绵城市体系的结构布局更为合理、构建过程更为流畅、作用效果更为明显。海绵城市体系的构建不要求大改大建，更多的是一种软化的改造手段，以最小的资金投入取得最佳的建设结果。生态城市绿地系统虽可作为海绵城市体系的重要载体，但是由于海绵城市体系对城市雨水管渠系统具有较强的依赖性。 随着生态城市建设的发展，也会探索出更多合适的海绵城市建设手段和新的发展方向。

参考文献：

[1]王云才.景观生态规划原理[M].北京：中国建筑工业出版社，2007：192～212.

[2]王文亮，李俊奇，王二松，等.海绵城市建设要点简析[J].建设科技，2015（1）：2 ～3.

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二、建设海绵城市对于促进城市发展的重要意义

1.海绵城市建设有利于缓解城市缺水问题。海绵城市，就像海绵一样，可以对于涵养水源、保护环境起到关键作用。随着城镇化建设的推进，很多城市出现了水资源短缺的问题，这极大影响了城市的发展和社会的稳定，对于建设现代化城市有极大的阻碍作用。在全国城市当中，多数一线城市开始出现了缺水的现状，尤其在北京、天津、河北地区，城市缺水问题已经上升为一个关键问题。有关资料显示，在降水中，将近一多半的雨水可以被土壤吸收，一小部分水作为径流水流失走。但是由于城市为公共交通让步，很多地方都地面硬化，造成大多数水白白流失，极少部分被土壤吸收。故而，推进海绵城市建设可以缓解城市缺水这一问题，即通过把水涵养起来转化为地下水供给人们利用，以减少缺水对人们生活的影响。2.海绵城市建设有利于减少城市洪涝灾害。2016年是近10年来降水最多的一年，连续几天的特大降雨造成许多城市成为“威尼斯小镇”。出现这种现象，主要是城市排水设施跟不上城市发展的需要。这种情况下推进海绵城市建设成为解决这一问题的关键。通过海绵城市建设，将“排水、渗漏、储存、滞留”等处理降水的设施有机的结合在一起，让城市降水不单单通过排水这单一手段来解决，通过综合手段来治理，极大地增强城市防洪排涝的能力，很大程度的减少城市洪涝灾害的发生。3.海绵城市建设有利于提高城市人文和自然环境。由于地面硬化导致城市地下水位降低，城市缺少自然资源对气候的净化和吸附，造成空气质量降低和城市温度的显著提高，产生热岛效应，这些都严重影响了居民的安全生活。海绵城市的建设必然需要对城市进行科学的规划和分析，创造出适合城市发展的自然资源和生态环境。这些不仅可以提高城市抵御降水的能力，同时可以提高城市的自然环境，促进城市发展成自然美丽宜居的环境，提高城市居民的生活质量，使城市人民能够享受到海绵城市给生活带来的便利。

三、海绵城市是科研与教学密切融合的标志

1.我们利用给排水的知识和原理，解决城市洪涝和缺水的重大难题。通常的雨水系统通常是及时、快速的处理城市表面径流，让降水快速的流到出城市，减少降水对城市的危害，也就是说，扩大城市排水设施建设，增大下水管道的管径，将雨水排放出去，但是这种指导思想忽略了对表面径流雨水的利用，会进一步加剧城市缺水问题。地下水不能得到很好的补给，造成城市用水困难，需要从周边县调水来解决，这就造成水资源的紧张，增加国家公共设施开支。这就需要我们给排水工程的学生开动脑筋，充分利用现学的技术和知识，把城市降雨转变为我们所需要的水资源。通过根据不同地区下垫面特征和土壤性状，采用不同雨水收集方式和吸收方式，对中小型降雨实现就地入渗和利用，对大型降雨实现就地滞留，在滞留后进行延期排放，错开城市排水设施使用的高峰期，缓解城市排水设施的压力。这种模式在新加坡已经开始实现了。新加坡作为著名热带国家，降水量处于世界前列，每天都有数场“说来就来”的瓢泼大雨，但是它极少出现洪涝灾害。因为他们国家设计了雨水收集与城市排水系统共同调节的设施，预先规划城市排水系统。在遇到暴雨同时加强雨水疏导，建立大型雨水储集设施，来应对特大降水。积极建立地面下渗，让雨水能够迅速被土壤吸收，增加城市地下水的需水量。2.遵循城市规划和自然环境相统一的设计原理，增加城市抵抗风险能力。从20世纪开始，欧洲西方国家开始注重绿色基础设施建设。尽管不同国家绿色基础设计建设不尽相同，但是从整体理念上看，都是加强绿地、湿地、公园及雨水贮存渗透设施的建设。在城市开发和土地利用过程中，利用自然环境中植被防御自然灾害和水质净化这一特性，大力实施城市储水渗透设施建设和人工湿地的建设。增加城市的植被覆盖率，让城市融入到自然环境当中。海绵城市是我们给排水工程的一种创新，它的实现正是对于给排水的专业知识的融合和发展，是一种新的模式下的城市管理和规划。如何进行科教融合促进本科生创新和实践能力培养，提高本科生的教学，这就需要我们教育工作者认真考虑。

四、科教融合促进学生创新和实践能力，需要培养正确的科研态度

本科教学是本科生走入社会的一个重要学习阶段，这就需要我们创新本科教学思路，增加科研促进本科教学的影响力。科研工作是一个自我实现发展的重要手段。科研工作要求我们树立正确的科研态度，不能存在一丝一毫的偏差。要求我们统筹兼顾，具备缜密思想，充分考虑需要面临的问题和潜在困难，提前做好打算，在实施当中避免重新设计，减少资源和人力物力的浪费，实现设计项目又好又快的发展。这就要求我们教师将科研态度融入到本科教学当中，培养学生的自我思考、自我创新能力，积极去统筹考虑实验设计的原理，保证实验项目能够顺利的开展。1.科教融合促进本科教学，需要积极参与到社会实践中去。“实践是检验真理的唯一标准”这句话突出强调了实践在验证自己观点和设计是否合理的重要性。我们本科教学对于社会实践这一方面投入的力度不够，学生只能在书本上面学习有关给排水的知识，通过自己假想来设计城市规划，这种模式很不利于学生的发展。因为书本和实践是有一定误差的，需要学生充分考虑一些实际的情况，积极的把知识运用到实践当中去。只有学生参与到社会实践中去，他们才会真正体会到课本知识的重要性，这对于培养学生自主学习能力和促进学习积极性具有很大作用。2.科研融合促进本科教学，需要创新教师传授知识方法和思路。本科教学一般都是教师课堂上讲解，学生在下面听讲的模式。由于大学上课人数增多，教室面积过大，使学生在课堂上听课效率显著降低。这就要求我们教师去创新传授知识的方法和思路，通过丰富有趣的课堂知识，通过视频和PPT向学生展示本课程需要掌握的内容。同时要注重学生的兴趣的培养，引导学生在课堂上积极发言和提问，以便于教师及时发现学生不懂的知识和问题。同时要鼓励学生上台讲解课程和知识，让学生真正融入到课堂当中，增加学生自信心和学习的热情。海绵城市建设是一场重要的城市革命，它需要给排水工程在海绵城市建设中发挥重要作用。我们应该积极去发现目前建设海绵城市所需要的知识和能力，创新城市排水的方法和策略，利用专业知识和技能，来尽快实现海绵城市建设目标，同时海绵城市建设是需要多学科、多技术、多部门、多人才来参与的革命，需要多方面的协调配合，需要统筹各个平台的工作，使其相互渗透和交融，这一工作也符合现代城市管理的发展方向。

作者:仇付国 单位:北京建筑大学