海綿城市理念在道路工程中的應(yīng)用

康后炳　肖弟康　盧本瓊

【摘 要】海綿城市理念以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展、綠色發(fā)展為目標(biāo)，成為城市道路工程發(fā)展的新思路。本文介紹了海綿城市理念的內(nèi)容及其在城市道路建設(shè)中的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】海綿城市；理念；道路工程；應(yīng)用

中圖分類號(hào)： U415 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）34-0005-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.34.003

Application of Sponge City Concept in Road Engineering

KANG Hou-bing1 XIAO Di-kang2 LU Ben-qiong2

（1.Zhongyu Mingwei Engineering Technology Co.，Ltd.Chongqing 402160，China；

2.Chongqing Water Resoure and Electric Engineering College，Chongqing 402160，China）

【Abstract】The concept of sponge city aims at realizing sustainable development and green development，It becomes a new idea for the development of urban road engineering.This paper introduces the concept of sponge city and its application in urban road construction.

【Key words】Sponge City；Concept；Road Engineering；Application

0 引言

近年來我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程加快，但生態(tài)環(huán)境問題也日益凸顯[1]，過去傳統(tǒng)的城市設(shè)計(jì)理念已無法滿足新時(shí)代可持續(xù)、綠色發(fā)展需求。市政道路工程建設(shè)占城市建設(shè)用地比重大，對(duì)解決城市建設(shè)的生態(tài)環(huán)境問題起著重大影響和作用?，F(xiàn)今階段我國大部分市政道路工程的建設(shè)，一方面增加了大面積不透水面，導(dǎo)致暴雨侵襲時(shí)易造成洪澇災(zāi)害，威脅居民生命財(cái)產(chǎn)安全；另一方面使未經(jīng)處理的積水?dāng)y帶大量污染物直接排入自然水系，造成徑流污染。同時(shí)，水資源的短缺是長期困擾我國主要生態(tài)環(huán)境問題之一，實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水的有效收集、凈化、利用對(duì)于解決我國水資源問題也具有重大意義。為了實(shí)現(xiàn)城市對(duì)雨水儲(chǔ)存、滲透、凈化一體化功能，保證交通順暢、提高居民生活質(zhì)量、改善生態(tài)環(huán)境、節(jié)約資源、促進(jìn)城市生態(tài)文明建設(shè)，海綿城市理念應(yīng)運(yùn)而生，其在市政道路工程中的應(yīng)用十分重要。

1 海綿城市理念概述

海綿城市為新一代城市雨水處理思路，就如名字一樣，旨在將城市設(shè)計(jì)成如海綿一樣，在雨水季節(jié)能夠?qū)崿F(xiàn)吸水、滲水、凈水、蓄水，補(bǔ)充地下水，調(diào)節(jié)水循環(huán)，在旱季可將儲(chǔ)蓄的水釋放出來加以利用，且其在應(yīng)對(duì)汛期時(shí)的洪澇災(zāi)害方面像海綿一樣具有良好的“彈性”，因此也可稱為“水彈性城市”[2]。其原則是遵循自然生態(tài)優(yōu)先，該理念屬于“低影響開發(fā)模型”[3]，通過人工設(shè)施和自然條件相結(jié)合的方式，保護(hù)原有生態(tài)系統(tǒng)中的河流、湖泊、濕地、林地、草地等天然的“海綿體”，使城市經(jīng)開發(fā)后能維持原來的天然水文循環(huán)；修復(fù)以往在建設(shè)遭到破壞的自然生態(tài)系統(tǒng)；嚴(yán)格評(píng)估工程開發(fā)影響范圍，降低不透水面積，盡量減少其對(duì)自然生態(tài)環(huán)境和水循環(huán)的破壞。海綿城市理念是在城市景觀化過程中實(shí)現(xiàn)良好的生態(tài)循環(huán)，遵循自然水循環(huán)，保護(hù)原生態(tài)系統(tǒng)的城市建設(shè)新思路，是我國城市建設(shè)未來的主要發(fā)展方向。

2 海綿城市理念的道路工程中的實(shí)踐思路

傳統(tǒng)的城市市政道路設(shè)計(jì)理念，是通過道路的橫縱坡，將雨水排到路兩側(cè)邊溝，雨水通過進(jìn)入滲水井，再排出道路范圍以外。這種思路一是需要建設(shè)大量的與自然生態(tài)不和諧的輔助設(shè)施，破壞了生態(tài)環(huán)境和水文環(huán)境，造成水資源浪費(fèi)，二是工程設(shè)施都是依據(jù)降水和排水的固定均值來設(shè)計(jì)，在汛期、暴雨情況下易造成災(zāi)害影響。

海綿城市理念在市政道路工程的應(yīng)用中將綠化工程、道路工程、排水工程綜合考慮，一體化設(shè)計(jì)。在滿足道路通行能力和安全性的前提下，應(yīng)用多種技術(shù)：用透水混凝土路面鋪裝機(jī)動(dòng)車道和非機(jī)動(dòng)車道，用透水性磚鋪裝人行道，在這些道路兩旁設(shè)置植草溝、生物滯留設(shè)施、下沉式綠地、蓄水池等設(shè)施，形成生態(tài)排水系統(tǒng)的路面。在汛期，雨水通過道路的橫縱坡將雨水導(dǎo)入綠化帶中，雨水在綠化帶中的土壤、植被層層滲透，一部分被滯留在綠化帶中儲(chǔ)存起來，多余的雨水經(jīng)過凈化后排出道路范圍以外。該理念強(qiáng)調(diào)綠色施工，使市政道路工程與原有生態(tài)環(huán)境與水文環(huán)境相協(xié)調(diào)，同時(shí)具有強(qiáng)大的排水、蓄水功能，能有效避免洪澇等自然災(zāi)害，節(jié)約水資源。

3 海綿城市理念在城市道路工程中的技術(shù)設(shè)施

3.1 道路橫斷面設(shè)計(jì)

道路橫斷面設(shè)計(jì)是道路工程整體設(shè)計(jì)中的重心，對(duì)道路功能的發(fā)揮至關(guān)重要[4]。傳統(tǒng)的道路工程排水設(shè)計(jì)思路是將路面做成中央稍高于兩端，呈1.5%至2%的橫坡形式，使雨水通過斜坡排向道路兩側(cè)的雨水管系統(tǒng)中，不會(huì)滯留在路面。海綿城市理念的設(shè)計(jì)思路旨在滿足道路的基本通行功能的前提下，保證設(shè)計(jì)、施工、使用過程中的環(huán)保作用。相較傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，海綿城市道路建設(shè)更強(qiáng)調(diào)對(duì)綠化植被的使用，如在道路側(cè)邊設(shè)置下沉式綠地，雨水通過道路橫坡排向下沉式綠地，部分雨水會(huì)蓄積在綠地土壤中，土壤飽和后多余雨水經(jīng)高出綠地50～100mm的集水井進(jìn)入雨水管系統(tǒng)排除。這種方式在提高城市綠化、美觀的同時(shí)，起到保持路基水土條件、地表徑流量，控制溢流，減小排水系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)擔(dān)的作用。

3.2 透水鋪裝設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的市政道路工程中只有綠地具有滲透功能，其他部分均不具備滲透能力，為了提高道路的整體滲透能力，可以對(duì)人行道、行車道使用透水性鋪裝。透水性鋪裝的主要材料有透水性瀝青砼、透水性水泥砼、透水磚等，透水性水泥砼和透水磚適用于非機(jī)動(dòng)車道和人行道，透水性瀝青砼適用于機(jī)動(dòng)車道。

透水鋪裝的路面的結(jié)構(gòu)分為排水路面結(jié)構(gòu)和蓄水路面結(jié)構(gòu)。排水路面結(jié)構(gòu)，雨水通過面層排出，不會(huì)滲透到下承面，其面層采用大孔隙開級(jí)配瀝青混合料[5]，中、下面層采用密級(jí)配瀝青砼，且在排水性瀝青面層和中面層之間設(shè)防水粘層。排水路面結(jié)構(gòu)能增加雨水的回流時(shí)間，同時(shí)也使路基不會(huì)受到雨水影響，但對(duì)于雨水量的減少無顯著作用。蓄水路面結(jié)構(gòu)，由透水性砼面層、透水性基層、具有保水功能的墊層、土基構(gòu)成，整體結(jié)構(gòu)擁有足夠強(qiáng)度和透水性。雨水能夠透過整個(gè)結(jié)構(gòu)層滲入地下，補(bǔ)充地下水，但同時(shí)會(huì)影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

對(duì)于市政道路的透水性鋪裝設(shè)計(jì)，應(yīng)依據(jù)其使用功能、路基條件、車輛荷載來設(shè)計(jì)，合理運(yùn)用透水性材料和選擇透水性結(jié)構(gòu)。

3.3 植草溝

對(duì)于海綿城市理念在城市道路工程中的有效運(yùn)用，還需要切實(shí)圍繞著植草溝的有效運(yùn)用進(jìn)行把關(guān)，確保植草溝同樣也能夠較好實(shí)現(xiàn)對(duì)于水資源的調(diào)度運(yùn)用，并且能夠和城市道路工程項(xiàng)目較為匹配適宜。結(jié)合植草溝在城市道路工程中的有效運(yùn)用，其需要圍繞著雨水濕地以及雨水花園等進(jìn)行合理設(shè)置，并且能夠針對(duì)種草植物進(jìn)行恰當(dāng)選擇，確保其能夠具備較強(qiáng)的適宜性效果，尤其是需要確保相應(yīng)植物能夠具備較強(qiáng)的耐澇性，大多應(yīng)用喬、灌、草混合處理，綜合提升整體下滲效果。

3.4 生物滯留設(shè)施

生物滯留設(shè)施主要包括人行道滯留綠帶、機(jī)非分隔滯留綠帶及立交橋下綠地滯留綠帶。生物滯留綠地主要負(fù)責(zé)收集和處理沿線相鄰車行道及人行道徑流雨水。研究表明，在城市最為常見的3類下墊面（路面、屋面和綠地）中，路面徑流產(chǎn)生的污染負(fù)荷最為突出[6]，故其初期污染控制尤為重要。可設(shè)計(jì)路面雨水沿收水側(cè)石進(jìn)入下凹式生物滯留綠帶，在收水口處設(shè)置卵石過濾消能帶對(duì)初期雨水進(jìn)行過濾，去除大的漂浮物及泥沙，同時(shí)進(jìn)行消能，然后徑流雨水逐步被植被、土壤吸收并下滲，超過下滲能力的雨水進(jìn)行蓄積，超量的雨水通過溢流口溢流至雨水管道系統(tǒng)初期徑流污染通過設(shè)施內(nèi)卵石截流及微生物、植物吸收分解作用被有效去除。設(shè)計(jì)滯留帶溢流高度為15～20cm，滯留帶下凹深度較車行道低20～25cm。為防止滯留帶雨水對(duì)道路造成破壞，路基與綠化帶之間外貼防水復(fù)合土工膜，所貼土工膜深度=道路結(jié)構(gòu)厚度+1.0cm。

3.5 下沉式綠地

在城市道路工程的具體規(guī)劃設(shè)計(jì)中，為了更好體現(xiàn)海綿城市理念，有效運(yùn)用下沉式綠地也是比較重要的基本要求，這種下沉式綠地主要就是為了更好實(shí)現(xiàn)對(duì)于雨水的收集和運(yùn)用，避免雨水積存在道路路面上。結(jié)合這種下沉式綠地的構(gòu)建，其一般需要低于城市路面5～25cm，確保其能夠形成較強(qiáng)的雨水匯集效果。在下沉式綠地的具體設(shè)置過程中，還需要加強(qiáng)對(duì)于綠地自身結(jié)構(gòu)的合理設(shè)置，確保其能夠結(jié)合不同土壤成分進(jìn)行合理分析，確保綠地的后續(xù)長期生長較為適宜，下層滲水結(jié)構(gòu)也需要進(jìn)行合理布置。

4 結(jié)語

近年來，我國正朝著“打造智慧城市，改善人居環(huán)境”的城市建設(shè)主題而努力，海綿城市理念完美契合了這個(gè)主題，對(duì)改善城市生態(tài)環(huán)境，緩解水資源緊張問題都具有廣闊的前景。大力倡導(dǎo)海綿城市理念等強(qiáng)調(diào)與自然生態(tài)和諧的工程建設(shè)理念，從而提高城市建設(shè)質(zhì)量、人民生活質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、綠色發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

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