海綿城市理念下的城市道路系統(tǒng)化設(shè)計

孟慶云,劉利偉

MENG Qing-yun1,LIU Li-wei2

（1.濟寧市建筑設(shè)計研究院；2.山東大嘉工程勘察有限公司)

(1.Jinan Architectural Design and Research Institute ；2.Shandong Da Jia Engineering Survey Co.Ltd.，)

1 引言

我國城市在發(fā)展過程中常會面臨較多為環(huán)境問題，例如排水系統(tǒng)老化、雨水資源流失、城市內(nèi)澇以及水壞境惡化。這些問題的存在極大影響了我國城市的可持續(xù)發(fā)展。在城市系統(tǒng)中，城市道路是最為重要的部分，不僅雨水徑流量大，而且還受到極大的污染，這是城市面臨污染的重要部分。所謂海綿城市就是將城市設(shè)計成“海綿”，實現(xiàn)對雨水資源的循環(huán)利用，在雨季價格雨水貯存起來，補充地下水并調(diào)節(jié)水循環(huán)；在缺水時釋放水資源進行應(yīng)用，讓水活動自然化，不但能提高城市的生態(tài)性能，而且還能讓城市景觀更為豐富[1]。

過去城市道路雨水排水系統(tǒng)主要是將地面的雨水迅速排走，為交通順暢提供保障，防止雨水對路面結(jié)構(gòu)的破壞。即應(yīng)用道路的縱、橫坡把路面雨水匯入道路邊緣雨水口，通過排水管涵排走。這些雨水大多沒有經(jīng)過土壤便排到河流當(dāng)中。在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中也是應(yīng)用多種防滲措施來防止雨水下滲導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，例如在路面結(jié)構(gòu)兩邊設(shè)置隔水墻、在路面面層下設(shè)置封層等，這些防滲設(shè)計一味的保護道路功能，卻忽略了道路的生態(tài)功能，不僅導(dǎo)致城市排澇防洪的極大困難，還加重了城市的熱島效應(yīng)[2]。

在匯流、轉(zhuǎn)輸?shù)扔薪M織預(yù)處理之后，把雨水引到外綠地或者道路紅線中，通過雨水調(diào)節(jié)和儲存等設(shè)施來對雨水進行開發(fā)利用，讓城市道路設(shè)計充分貫徹海綿城市理念[3]。低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)對徑流總量、徑流總量和徑流污染有效控制，和傳統(tǒng)排水系統(tǒng)即雨水管渠系統(tǒng)結(jié)合起來統(tǒng)一完成徑流雨水的收集和排放。

2 海綿城市的實現(xiàn)途徑與海綿道路的優(yōu)勢

海綿城市理念貫徹著滲透、滯留、蓄積、凈化、應(yīng)用和排放的六步原則，城市道路建設(shè)不僅要符合生態(tài)目標(biāo)，而且還要滿足城市的功能。所以在實施對城市設(shè)施建設(shè)的低影響開發(fā)中，要立足于城市道路、建筑小區(qū)以及綠地廣場等基礎(chǔ)設(shè)施，徹底轉(zhuǎn)變過去以排放為主的傳統(tǒng)雨水管理理念，從而構(gòu)建一種低影響開發(fā)的道路雨水系統(tǒng)。

海綿城市核心應(yīng)該是處理城市發(fā)展時存在的雨水徑流污染、雨水洪澇問題以及雨水資源流失等實際情況?？傮w來說，實現(xiàn)海綿城市主要有三個途徑。首先，對原有生態(tài)系統(tǒng)進行保護，保護城市中原有濕地、河流與草地等生態(tài)系統(tǒng)，貫徹低影響開發(fā)理念。其次，對過去已經(jīng)破壞的生態(tài)系統(tǒng)進行修復(fù)，應(yīng)用海綿城市理念去修復(fù)已經(jīng)被破壞和污染的生態(tài)系統(tǒng)，讓生態(tài)面貌與功能被充分還原。最后是新建海綿生態(tài)系統(tǒng)，應(yīng)用低影響開發(fā)技術(shù)新建海綿生態(tài)設(shè)施。即減少不透水鋪裝面積，盡量控制城市原有水生態(tài)受到城市開發(fā)的影響。

海綿道路的優(yōu)勢為：①它能對地下水資源極大補充。過去雨水資源直接經(jīng)過路表直接排入市政管道內(nèi)，進而匯入河流當(dāng)中。這就造成極大部分的雨水資源迅速排走。而海綿道路中，雨水會滲透進路面層或基層，繼而滲透地下補充地下水。②它能降低洪峰流量，為排水系統(tǒng)減輕壓力。由于海綿道路能夠?qū)τ晁M行多途徑儲存和蓄積，這就有效降低了排水系統(tǒng)的壓力[4]。③它能降低雨水徑流污染，海綿道路應(yīng)用后雨水經(jīng)過路面滲入地下，通過土壤、生態(tài)設(shè)施等將雨水附帶的路面污染物截留和吸附干凈，達到優(yōu)化水質(zhì)的目的。④它能讓路面行駛更加安全和舒適，海綿路面的透水性能保證路面沒有積水，輪胎粘附力極大增加，水霧也得以減少，行車更加安全。⑤透水路面能夠降低路面和輪胎間空氣的壓縮和抽吸，行車更加舒適并且降低噪音。⑥它能改善城市微氣候，海綿道路因為路側(cè)配套低影響開發(fā)設(shè)施的作用，極大提升含水量，路面溫度降低，有效緩解城市的熱島效應(yīng)，調(diào)節(jié)城市微氣候。

3 海綿城市理念下的城市道路系統(tǒng)化設(shè)計

1）城市道路路面材料

過去城市路面常應(yīng)用水泥混凝土和瀝青混凝土。海綿城市理念下，城市道路路面層材料要合理選擇。透水瀝青路面常有以下三種組合形式。其一，路面水由面層滲入基層繼而排到鄰近排水設(shè)施。其二，路面水直接進入表面層繼而排入鄰近排水設(shè)施。其三，路面從路面滲入路基。前兩種只顧排水和減低路面徑流，卻忽略了雨水的蓄積、滯留和凈化。第三種形式的道路荷載較差，只能在路基土滲透系數(shù)超過一定標(biāo)準(zhǔn)的廣場、公園等道路中應(yīng)用，對于城市干道則不能應(yīng)用透水路面。所以我國必須加強對城市道路路面材料的研究，形成一種強度和環(huán)保力較高的瀝青路面材料。

2）道路橫坡和綠化帶

過去城市道路設(shè)計常是中間向兩邊傾斜模式，道路兩邊有排水口，雨水從排水口進入雨水管系統(tǒng)，而綠化帶則高于道路水平線。在海綿城市理念下，必須保證道路向中央綠化帶傾斜，保證雨水順利排入綠化帶。另外綠化帶要比路面高度要低，設(shè)計成凹型模式，為雨水收集提供便利。綠化帶下要有碎石盲溝，盲溝和路基之間設(shè)置碎石層。要減小雨水管徑和雨水口篦子，應(yīng)用智能開關(guān)控制模式，如果雨量太大則自行打開雨水篦子，雨水收集后排進雨水管排水系統(tǒng)。不僅有綠化帶滲溝收集雨水，而且還新加了路面滲透和反向路基滲流兩種流向模式[5]。

3）道路人行道

人行道荷載較低，鋪磚可應(yīng)用透水人行道板，人行道基層的鋪砌可以應(yīng)用透水混凝土，墊層則應(yīng)用碎石層。在靠近道路邊設(shè)置隔離層和30cm厚的碎石溝，深度要符合路基工作區(qū)深度，可以充分降低對路面工作區(qū)的影響。要把人行道內(nèi)雨水和路基底面碎石滲水層加以連接，對雨水滲流充分處理。透水人行道必須保證土基土壤滲透系數(shù)及滲透面與地下水位的距離超過一定標(biāo)準(zhǔn)。

4）邊坡支護

海綿城市理念下，石質(zhì)邊坡處理尤其需要注意，其處理麻煩，開挖時容易破壞生態(tài)環(huán)境，必須要對石質(zhì)邊坡支護有效解決。在設(shè)計石質(zhì)邊坡時要按照巖層性質(zhì)和走向來決定，科學(xué)確定邊坡坡比并稍微放寬坡率，并應(yīng)用方格網(wǎng)植草、掛網(wǎng)噴土植草或者窗式護面墻植草等方式支護，邊坡坡腳位置要有排水溝，溝底要有碎石盲溝，充分連接上道路基礎(chǔ)底面碎石滲水層，從而達到對雨水滲流有效處理的目的。

4 總結(jié)

城市化發(fā)展中，我國城市道路傳統(tǒng)雨水排水系統(tǒng)只重視排水，不僅浪費了雨水資源，而且還容易引起城市內(nèi)澇。海綿城市理念要求將雨水資源最大化利用，補充地下水源并控制徑流污染。這就要求在道路設(shè)計過程中采取有效措施，促進雨水資源化，促進城市生態(tài)環(huán)境的優(yōu)化。

[1]杜中華.海綿城市理念在城市道路工程中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2016(3):69-71+73.

[2]魏永.基于“海綿城市”理念的城市道路設(shè)計[J].江西建材,2016(8):61+64.

[3]孫慶東.基于“海綿城市”理念的城市道路設(shè)計[J].建設(shè)科技,2016(11):84-85.

[4]鄧淼方.基于海綿城市理念的城市道路設(shè)計方式研討[J].價值工程,2016(30):139-141.

[5]柯水平,張樹寧,白子建.基于“海綿城市”理念的城市道路設(shè)計探討[J].城市道橋與防洪,2016(10):1-4+6.