以陸家嘴環(huán)路生態(tài)鋪裝改造示范段為例

Comprehensive design application of permeable pavement in pedestrian space

              --Permeable pavement renewal demonstration of Lujiazui Ring Road as an example

劉月琴，林選泉

摘要：在城市內澇多發(fā)，熱島效應日益嚴重的情況下，城市公共空間運用透水鋪裝材料是對城市空間密集,不透水面增加的一種應對策略，但一般性透水材料的景觀效果與鋪設強度決定其適用范圍存在局限性。本文以陸家嘴金融城生態(tài)示范段人行空間鋪裝透水設計應用為例，介紹了在利用大面積花崗巖不透水材料的前提下，通過設計四種透水模式：通行空間內的溝縫式、平面組合式和邊界空間內的明溝式以及綠地休憩空間的雨水花池式，并將四種透水模式應用于東方明珠附近的陸家嘴環(huán)路（世紀大道-百步街路段）的人行空間鋪裝上，實現(xiàn)人行空間的景觀效果、空間利用以及生態(tài)透水性能三大特性的優(yōu)化組合，并起到積極的生態(tài)推廣示范作用。

關鍵字：陸家嘴金融城、透水模式、透水鋪裝、公共空間、生態(tài)示范教育

Abstract: In the case of happening increasingly waterlogging and heat island, Using permeable paving materials in the urban open space is the coping strategy of intensive urban space and increasingly impervious surface，but the scenic effect and paving strengh of general permeable materials determine their scope limitation. In this paper, the design of pedestrian space permeable pavement of Lujiazui Financial City ecological demonstration model as an example, four permeable paving models are designed to face the use of a large area of granite-impervious material: ditch slit model, Planar combined model of travel space, open ditch drainage model of border space and rain garden model of green space. Then four models integrated are used on the pedestrian space of Lujiazui Ring Road near the Oriental Pearl Tower to achieve the optimization combination of three features: the scenic effect, space use and Ecological permeable performance, and to play a positive role of promoting eco-demonstration.

Key word: Lujiazui, Permeable model, Permeable pavement, Public space, Ecological demonstration education

1 引言

在目前城市內澇多發(fā)、雨水資源大量流失、地下水資源枯竭、城市熱島效應日益嚴重的情況下，城市公共空間中運用透水鋪裝材料可以起到積極的作用。目前常用的透水材料有透水磚類，彩色透水混凝土地坪，鋼渣透水路面以及透水瀝青道路等，這些透水材料盡管都具有一定的透水性，但仍有一定的局限性。以透水磚類為例，就算磚體本身強度夠，但整體鋪設的結構穩(wěn)定性容易受到基層強度或是剛度的影響，易導致磚體松動等問題。各項性能比較好的是彩色透水混凝土，但大面鋪開，視覺效果不是很理想（表1）。

    同時通過對相關文獻的分析發(fā)現(xiàn)，國內外對于透水性道路的研究主要集中在道路工程領域定性定量化對透水性道路的結構層的透水性能^[1][2]，以及對透水材料本身的研究，包括材料配比，透水性能，抗壓強度以及附屬的一些的別的功能，如去除有害物質的能力、降溫、降噪等方面的研究^[3][4][5][6]，在景觀設計中，主要涉及的是在綠地中如何通過設置嵌草園路等形式以達到透水^[7]。因此本文將以陸家嘴金融城東方明珠附近的陸家嘴環(huán)路（世紀大道-百步街路段）的人行空間鋪裝的透水模式綜合設計應用為例，探討在金融城這種特定環(huán)境中,在對人行空間需要滿足高密度人群步行以及短暫停留的整體步行環(huán)境下的鋪裝透水綜合設計應用。

2 陸家嘴金融城生態(tài)透水鋪裝示范段－鋪裝材料的選擇

上海陸家嘴金融貿易區(qū)是全國金融類行業(yè)最為集聚的區(qū)域。其中陸家嘴中心區(qū)，俗稱小陸家嘴更是高樓林立，人群密度高。

       

圖1 示范段位置圖

本文選擇小陸家嘴東方明珠附近的陸家嘴環(huán)路（世紀大道-百步街路段）的人行空間改造為生態(tài)示范區(qū)。該示范段位于陸家嘴環(huán)路靠近東方明珠一側的人行空間，位于陸家嘴景庭和上海海洋水族館門前（圖1），長度約175米，最寬處約23米。該區(qū)域位于陸家嘴金融城核心地段，道路沿線有金融辦公樓，五星級酒店等高檔樓宇空間，因此人群密集度較大，金融白領和游客人流很大。

但就目前而言，人行空間鋪裝的現(xiàn)狀為：

1）人行空間單調，鋪裝品質不高，與周邊樓宇環(huán)境不匹配。

該路段現(xiàn)狀主要是作為通行空間，綠地空間采用樹池和綠籬圍合，人行至此無法停留。鋪裝材料采用的是彩色水泥磚和廣場磚，鋪裝品質不高，容易破損，與周邊的高檔樓宇景觀不協(xié)調。陸家嘴景庭門前的鋪裝和上海海洋水族館門前的人行鋪裝在材料與風格上不統(tǒng)一（圖2）。

                                              圖2 生態(tài)示范段人行空間現(xiàn)狀照片

2）人行鋪裝的生態(tài)功能缺乏，節(jié)能環(huán)保不足。

現(xiàn)狀人行鋪裝材料均是不透水材料，現(xiàn)狀樹池高于地面，無法滿足雨水收集功能,生態(tài)功能缺乏，節(jié)能環(huán)保不足。

在鋪裝透水模式的之前，需要對該地塊進行重新的景觀改造設計,整個改造是《陸家嘴金融貿易中心區(qū)公共空間功能調整完善實施課題研究》中八大功能設施系統(tǒng)（公交候車系統(tǒng)，便民服務系統(tǒng)，金融標志系統(tǒng)，文化展示系統(tǒng)，標識引導系統(tǒng)，信息發(fā)表系統(tǒng)，夜景照明系統(tǒng)以及街道步行空間系統(tǒng)）中的完善街道步行空間的樣板實踐段，要求改變陸家嘴區(qū)域公共空間稀缺，且該地塊只是簡單通過性空間，并且鋪裝簡陋的現(xiàn)狀。通過完善公共空間的功能，提升公共空間品質，最終實現(xiàn)“設施集約”，“空間精致”以及“生態(tài)環(huán)?！?，形成具有個性化的使用空間的目標(圖3)，而其中的生態(tài)環(huán)保目標的達成主要就是通過人行空間透水鋪裝來實現(xiàn)。

                圖3 陸家嘴金融城生態(tài)透水鋪裝示范段改造設計總平面圖

但是由于陸家嘴金融城內建筑高度密集、商業(yè)設施齊全、人流密集，因此，在該示范段改造設計上，為了營造出金融城的空間風格特征,使其承受高密度人流的踩踏，創(chuàng)造出精致性的商務休閑空間，需要鋪裝材料能夠體現(xiàn)穩(wěn)重，沉靜的公共空間環(huán)境風格，易于營造出典雅，精致性的空間品質，并且硬度高、耐磨性好，經(jīng)久耐用，而目前市場上可以滿足以上要求的鋪裝材料主要是花崗巖石材，但花崗巖不透水，針對這一矛盾，本案例中選擇大面積的不透水材料（如花崗巖等）和小面積的透水材料（如彩色透水混凝土和透水路面磚等）作為該區(qū)域公共空間人行道的鋪裝材料改造材料，并且通過幾種生態(tài)透水模式設計，即解決了大量花崗巖鋪裝透水的問題，同時營造出宜人的步行空間環(huán)境。

3 陸家嘴金融城生態(tài)透水鋪裝示范段－鋪裝透水模式設計

為了實現(xiàn)透水，將該示范段的人行空間分為兩種空間類型：通行空間和邊界空間(圖4)，不論哪種空間類型，首先都需要在縱向上設計透水性結構以實現(xiàn)立體透水的目的，然后針對兩種空間采用4種不同的鋪裝透水模式設計，這些透水模式先是通過不同類型的鋪裝材料的平面組合設計，然后各種方式通過空間組合，實現(xiàn)了該路段人行空間透水模式的綜合利用（圖5）。

 圖4 人行空間的兩種空間類型

  

    圖5 陸家嘴金融城生態(tài)透水鋪裝示范段－鋪裝透水模式設計應用圖

3.1 透水性鋪裝的縱向結構層

一般的人行道路斷面結構可以分為：面層，基層，墊層，土夯實層，而導致道路不透水的主要在于面層和基層，因此本案例中，面層采用的透水性材料（如透水燒結磚，砂巖，露骨料透水混凝土等）以及不透水花崗巖通過各種組合方式形成平面形式，然后采用透水混凝土為基層，級配碎石為墊層。遇到下暴雨的時候，單一靠土壤透水排水容易導致墊層積水，因此在碎石墊層每隔2m設置R30PVC萬孔管,萬孔管直接接大容量的排水溝，保證墊層不積水。同時為了增加結構穩(wěn)定性以及過濾作用，在碎石層與土路基之間增加土工布（圖6）。

                     圖6 透水性路面的縱向結構圖

3.2 通行空間的鋪裝透水模式

通行空間是人行公共空間中重要的功能空間，它主要承擔人的通行功能以及短暫停留的功能，結合陸家嘴金融城整體空間氛圍，采用以花崗巖為主的鋪裝，在透水模式上主要采用下列兩種模式：1）如果鋪裝完全采用花崗巖時，采用滲水明溝排水模式；2）否則就采用花崗巖材料與其他透水材料的組合式透水模式。

3.2.1 滲水溝透水模式

滲水溝透水模式指在通行空間中完全運用不透水鋪裝材料的情況下，用縫隙式明溝蓋板排水的形式實現(xiàn)不透水材料的透水問題：根據(jù)不同場地的排水要求，在排水需求較小的地塊內設置縫隙10mm容量較小的滲水溝，在排水需求較大的地塊邊界設置縫隙15mm容量較大的滲水溝（圖7、8）。然后通過縫隙將水排到排水溝中，再通過基層的透水混凝土使雨水向地下滲透，超過透水混凝土滲水能力的過多的雨水，如果是小容量的滲水溝，則是通過每隔2m的萬孔管收集最后匯入市政雨水井，如果是大容量的排水溝，則通過排水管排到市政雨水井，達到減緩雨水量的目的，而10～15mm的縫隙在人行走過程中幾乎是可以忽略的。

                                      圖7 小容量滲水溝

                                       圖8 大容量滲水溝

陸家嘴環(huán)路的現(xiàn)狀場地地勢是從商鋪一側向機動車道逐漸降低，降雨時，此處的雨水會隨著地勢流向機動車道的滲水溝，因此在靠近陸家嘴景庭和上海海洋館一側主要采用的小容量滲水明溝透水模式（圖9）

圖9 小容量滲水溝現(xiàn)場施工圖與實景圖

靠近機動車道一側的步行道地勢較低，在遇到降雨較大的情況下，容易匯集較多的雨水，因此設計采用大容量滲水溝透水模式（圖10）。

                           圖10 大容量滲水溝現(xiàn)場施工圖與實景圖

3.2.2 平面組合式透水模式

組合式透水模式主要是采用兩種類型的鋪裝材料，即透水鋪裝材料和不透水鋪裝材料相結合，在平面上組成不同的鋪裝圖案，構成點、線、面三種生態(tài)化透水的鋪裝形式（圖11），通過透水點、透水帶、透水面達到生態(tài)透水的目的。

                                             圖11 平面組合式透水模型圖

同時在透水性結構上，采用透水性的基層材料，以達到立體透水的目的。根據(jù)場地的特征和排水需求的大小，組合式的透水性結構有兩種：一種是在排水需求較大的地塊，基層全部采用透水材料；另一種是在排水需求較小的地塊，基層局部采用透水材料（圖12）。

                       圖12 基層全部和局部采用透水材料的組合式模型圖

在此案例中，在主要的通行區(qū)域陸家嘴景庭的南側采用面式透水（圖13）,同時將線式透水應用于整體通行空間中部（圖14）。這些地段通過營造充滿現(xiàn)代感的空間氛圍改造形成聚集廣場，基層墊層全部采用透水材料，促進雨水下滲，以防此處形成積水，阻礙游人聚集交流。

 

                                 圖13 平面面式透水模式應用具體范圍及實景圖

                              圖14 平面線式透水模式應用的具體范圍、現(xiàn)場施工圖及實景圖

3.3 邊界空間的明溝式透水模式

邊界空間指人行通道與綠地、建筑或者設施的交接空間（圖4）。該類型的空間不便于行人通行，但需要承載人行道上的一些功能設施：如花壇、樹池、坐凳等，因此邊界空間的透水可以結合這些設施進行設計，在人行道與綠地或者建筑的交接處，采用鵝卵石覆蓋的明溝模式。傳統(tǒng)明溝的墊層采用的是不透水材料，明溝底部每隔一段距離會設置一個排水管道，將明溝收集的雨水全部排入市政的雨水管網(wǎng)。而本次設計中，基層全部采用透水材料，因此雨水排入明溝后，通過基層的透水材料向下滲透，同時再通過排水管道將多余的雨水排入市政的雨水管網(wǎng)。

在海洋館門口兩側的花壇與人行道的交接處，用覆蓋鵝卵石的明溝聯(lián)系兩種空間，使人行道上的雨水排入明溝中，然后再通過透水材料滲入地下（圖15）。

                                                  圖15 明溝模式應用的位置及實景圖

3.4 雨水花池透水模式

雨水花池透水模式是將人行空間中的綠地，樹池，花壇等休憩性空間做成雨水花池的形式。與原先綠地的地形高于路面，雨水排到市政管網(wǎng)的做法不同的是，雨水花池式的綠地的標高低于路面，起到收集來自人行道地面多余的雨水，然后通過雨水花池中的植物、沙土的綜合作用使雨水得到初步的凈化，并使之逐漸滲入土壤，涵養(yǎng)地下水，超出雨水花池滲水能力的雨水再排入城市的雨水管網(wǎng)，以減輕城市雨水管網(wǎng)的排水壓力（圖16）。同時還可以結合景觀坐凳等，既能起到生態(tài)滲水的目的，又能夠美化人行道景觀，同時還可以形成良好的休憩空間。在此案例中綠地空間都采用雨水花池式，形成一個個生態(tài)綠島，起到了空間與效果生態(tài)“集約”的效果。

                            圖16 雨水花池應用的具體范圍及建成實景圖

                                       圖17 雨水花池細節(jié)圖

 

3.5 陸家嘴金融城生態(tài)透水鋪裝示范段－透水模式系統(tǒng)介紹

陸家嘴環(huán)路人行道的排水方向是從陸家嘴景庭到市政道路上的雨水井。如果遇到比較大的降水，雨水在經(jīng)過陸家嘴景庭旁邊的縫隙式小容量滲水溝時，一部分雨水就從小縫隙中被排入明溝，然后再逐漸下滲，來不及被排入的雨水再通過組合面式透水時，又有一部分雨水將通過面層的露骨料和基層的透水混凝土和級配碎石等被滲入地下，多余的雨水中還有一部分會被雨水花池邊上的進水管（圖17）收集，然后被排入雨水花池，再被水生植物凈化、最后逐漸被下滲。最后一道關口就是通過縫隙式大容量滲水溝，通過其上比較大的縫隙，將雨水排入其下的明溝，在通過明溝內的透水結構層滲入地下。經(jīng)過四重截流、儲存與滲透、最后排入城市市政雨水井的雨量將大大減少，因此，通過這種透水材料以及透水結構的組合設計可以在降水量較大的情況下減輕市政雨水管網(wǎng)的雨洪壓力（圖18）。

 

 

圖18 陸家嘴環(huán)路人行鋪裝生態(tài)化透水系統(tǒng)剖面圖

以上海地區(qū)降水（3年暴雨強度）為例，P=3年，T=10分鐘，依據(jù)暴雨強度公式計算得出降雨強度：i=168升/小時/平米；根據(jù)行業(yè)JC/T945-2005《透水磚》檢測標準和上海市行業(yè)標準SZ-C-B06-2007 《透水性水泥混凝土人行道應用技術規(guī)程》，透水混凝土透水系數(shù)（單位時間單位面積的透水量）大于 1mm/s，產(chǎn)品試驗表明，透水混凝土地面擁有15%-25%的孔隙率，能夠使透水速度達到31.18~51.96升L/h/M²，在一般的硬質路面(混凝土)，徑流系數(shù)取0.9，那么透水混凝土地面在相同單位時間和面積下能迅速滲透地表暴雨徑流水量的20.6%-34.4%，以最高值34.4%為單位參考，完全不透水材料鋪裝，滲水率為0%，完全用透水材料鋪裝，滲水性為100%，取相同面積的不同組合模式樣品進行透水系數(shù)試驗室分析，初步得出結論（表2）。

表2 暴雨情況下不同透水模式的滲水率比較

透水模式	平面組合模式			縫隙式		雨水花池式
	點式 （透水材料/非透水材料比率30%）	線式 （透水材料/非透水材料比率45%）	面式 （透水材料/非透水材料比率75%）	大容量排水溝	小容量排水溝
滲水率	28.3%	33.2%	35.6%	30.5%	31.8%	85%

4 陸家嘴生態(tài)透水鋪裝示范段的生態(tài)教育功能

該地段處于小陸家嘴東方明珠區(qū)域，人流密集，有眾多的金融白領及游客等，因此此處的生態(tài)鋪裝，可以通過戶外展示、體驗、宣傳牌解說等小型化、人性化的方式對來往人群進行生態(tài)教育。比如其透水原理可以通過宣傳牌解說的方式對人們進行展示通過采用通俗的語言配相關設計模型、施工照片等對人們進行生態(tài)解說，介紹生態(tài)透水鋪裝和雨水花池所起到的生態(tài)效果。

5 結束語

通過陸家嘴生態(tài)透水鋪裝示范段的改造，不僅景觀效果大大提升，同時還可以起到一定的雨水下滲的作用，減少短時間內的路面積水，更為重要的是，它已從單一的通過性空間升級成為既可通過、又可駐足休憩、并且具有生態(tài)示范作用的多功能空間（圖19）。通過現(xiàn)場觀察和對周邊店鋪工作人員進行訪談，發(fā)現(xiàn)來往人群對改造后的人行空間評價較好，人氣旺，起到了良好的生態(tài)示范作用。雖然局部的生態(tài)透水鋪裝對城市整體生態(tài)環(huán)境的改善作用不大，但此處鋪設的生態(tài)透水鋪裝將會對陸家嘴金融城甚至整個城市的生態(tài)透水鋪裝的推廣起到一定示范作用，如果城市中生態(tài)透水鋪裝的應用能達到一定面積，將對改善整個城市生態(tài)環(huán)境起到重要作用。

                 圖19 陸家嘴環(huán)路人行空間施工前后景觀效果與使用情況對比圖

 

注：文中所有圖片均由作者拍攝或繪制。

 

致謝：該論文是課題《陸家嘴公共空間步行鋪裝生態(tài)化研究》的部分研究成果，是《陸家嘴金融貿易中心區(qū)公共空間功能調整完善實施研究》的子課題，課題由上海選泉建筑景觀規(guī)劃設計有限公司、上海陸家嘴金融貿易區(qū)管理委員會、陸家嘴金融貿易中心區(qū)城市管理署共同承擔。感謝課題組成員上海陸家嘴金融貿易區(qū)管理委員會劉巍、張根旺、厲鋒等，陸家嘴金融貿易中心區(qū)城市管理署余揮、蘇依列等對課題的指導與幫助，以及對黃建華的論文整理工作表示感謝。

 

 

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