海綿城市理念在市政路橋設(shè)計(jì)中的滲透

管文中

市政道路作為城市公共交通網(wǎng)絡(luò)體系中的重要組成部分，其能夠有效地將各個(gè)區(qū)塊緊密連接為一個(gè)有機(jī)的整體。此次研究主要是針對(duì)于海綿城市中的市政路橋設(shè)計(jì)問題，明確地指出海綿城市市政道路設(shè)計(jì)過程中所面臨的各種影響因素，并指出海綿城市市政道路設(shè)計(jì)過程中的各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，在實(shí)際研究的過程中以某市政道路建設(shè)工程作為研究對(duì)象，簡(jiǎn)單地介紹出該道路工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容，以期望此次研究分析能夠?yàn)轭愃乒こ烫峁┮欢ǖ膮⒖純r(jià)值。

一、海綿城市建設(shè)理念介紹

市政道路建設(shè)是一個(gè)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提基礎(chǔ)，同時(shí)還能夠間接性地展現(xiàn)出一座城市的精神面貌。對(duì)于生活在城市內(nèi)的居民而言，市政道路建設(shè)會(huì)直接關(guān)系到大眾的日常出行。近年來，我國國民經(jīng)濟(jì)迅猛增長，城市的整體規(guī)模不斷地在擴(kuò)大，在這種局面下，市政道路的規(guī)模也隨之?dāng)U大，且市政道路對(duì)于城市發(fā)展的促進(jìn)作用越來越顯著。將海綿城市的發(fā)展理念融入至市政道路建設(shè)活動(dòng)中，具備越來越強(qiáng)的社會(huì)意義。

結(jié)合實(shí)際情況而言，“海綿城市”是一個(gè)新穎的概念，這個(gè)新概念具備諸多的優(yōu)點(diǎn)，即在城市道路設(shè)計(jì)階段，開發(fā)出一套能夠有效處理雨水排放問題的管理系統(tǒng)?！昂＞d”這兩個(gè)字可以說是非常的形象，將城市內(nèi)的雨水通過合適的方式全部吸收掉，保證城市可以獲得長久穩(wěn)定的發(fā)展。

二、將海綿城市理念滲透到市政路橋設(shè)計(jì)中的思路

隨著時(shí)代變化，社會(huì)面貌煥然一新，促使各行各業(yè)在長期發(fā)展的過程中，需要不對(duì)自身的發(fā)展理念進(jìn)行更新，只有如此才能夠有效地保證自身不會(huì)被社會(huì)所淘汰。換一個(gè)角度來看，在社會(huì)不斷變化的局面下，社會(huì)大眾對(duì)于市政道路的設(shè)計(jì)要求也在不斷的發(fā)生變化，基于此，在對(duì)市政道路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該結(jié)合地區(qū)內(nèi)的實(shí)際情況，巧妙地將“海綿城市”這一理念融入至市政道路的整體設(shè)計(jì)活動(dòng)中，這樣不但能夠有效地促進(jìn)城市發(fā)展，同時(shí)還能夠有效提高設(shè)計(jì)水平。為了確保海綿城市能夠獲得良好運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)該對(duì)流域作保護(hù)措施，所以必須要保證設(shè)計(jì)內(nèi)容的科學(xué)性、合理性，對(duì)目前的自然環(huán)境采取有效的保護(hù)措施。

在實(shí)踐過程中還可以適當(dāng)提高對(duì)現(xiàn)有資源的利用率，避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。為了保證生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)該結(jié)合城市當(dāng)前的水環(huán)境具體情況，對(duì)城市的排水系統(tǒng)進(jìn)行整體規(guī)劃。結(jié)合實(shí)際情況而言，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，使流域的水環(huán)境受到巨大的污染。此外，在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，還應(yīng)該兼顧綠化帶、車行道的布局，保證道路的附屬物能夠發(fā)揮出自身的功能。

三、實(shí)際應(yīng)用案例分析

1.工程概況

某道路屬于是城市內(nèi)的主干路，道路總長度為13.5km，道路紅線的寬度設(shè)計(jì)為100m。結(jié)合《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》標(biāo)準(zhǔn)來看，該城市屬于是Ⅳ區(qū)。該城市的徑流控制率以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以參照下圖1中信息所示。

表1 年徑流總量控制率與設(shè)計(jì)雨量對(duì)照表

結(jié)合海綿城市的專項(xiàng)規(guī)劃方案來看，基于項(xiàng)目所在的降雨量的實(shí)際情況，確定出該城市的年度徑流總量控制率應(yīng)該是61.5%，相應(yīng)的其所對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)降雨量應(yīng)該是19.4mm。

2.問題分析

該城市內(nèi)的市政道路比較的集中，公共交通的密度比較高，雨水的滲透性比較弱，促使水資源出現(xiàn)惡性循環(huán)，原本應(yīng)該被滲入至地下的雨水會(huì)被阻隔至地面，一旦降雨量過大時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)城市內(nèi)澇現(xiàn)象。當(dāng)雨水的徑流量超出路面的滲透量時(shí)，那么在會(huì)在很大程度上影響到城市內(nèi)的公共交通，造成嚴(yán)重的交通擁堵現(xiàn)象。所以，在對(duì)市政道路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須要保證公共交通正常運(yùn)行，借助雨水資源來降低雨水的徑流量，確保不會(huì)出現(xiàn)水資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。

四、實(shí)際應(yīng)用案例解決措施及效果

1.道路排水設(shè)計(jì)

（1）將原本的綠化帶轉(zhuǎn)變?yōu)榕潘到y(tǒng)。結(jié)合該項(xiàng)目的具體情況而言，排水系統(tǒng)主要是分布在道路兩側(cè)，排水截面的寬度為3.5m，水溝的深度大概控制在20～30cm。排水系統(tǒng)需要設(shè)置一定的坡度，排水坡度應(yīng)該沿著道路的縱向進(jìn)行布設(shè)，沿線分別設(shè)置兩處高點(diǎn)、兩處地點(diǎn)，形成良好的出水口與入水口。排水系統(tǒng)中的生態(tài)草溝主要是由水洗砂、碎石、透水土共同構(gòu)成。草溝中需要種植喬木、灌木，確保綠化與城市形象保持協(xié)調(diào)。利用道路橫坡并在路牙部位設(shè)置泄水孔，將路面的雨水排放至生態(tài)草溝內(nèi)。為了保證草溝內(nèi)的雨水向外溢出的雨水量，應(yīng)該在碎石層中鋪設(shè)排水管。此外，還應(yīng)該在沿線最低處設(shè)置集水井。

（2）使用透水性混凝土對(duì)人行道進(jìn)行澆筑。為了強(qiáng)化路面雨水的滲透率，應(yīng)該在人行道澆筑透水性混凝土，確保路面的雨水能夠滲透至地下環(huán)境。結(jié)合實(shí)際情況來看，現(xiàn)階段，越來越多的城市開始建設(shè)使用透水性人行道。在對(duì)人行道進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該著重考慮透水路面的施工技術(shù)，可以選擇使用透水性的混凝土澆筑路面，在路面結(jié)構(gòu)下側(cè)應(yīng)該鋪設(shè)排水管道。這種設(shè)計(jì)方案不但可以保證雨水順利地滲透至地下，同時(shí)還能夠保證行人出行的安全性。

（3）擯棄傳統(tǒng)性的路牙，使用開口性的路牙，保證路面徑流能順利進(jìn)入至排水系統(tǒng)中。這樣設(shè)計(jì)方案能避免地表的水土流失，同時(shí)還可以更好地收集雨水。所以，應(yīng)該沿著行車道以30m為間隔設(shè)置路牙。

2.生態(tài)滯留帶工程

（1）雨水花園的建設(shè)。借助交通沿線交叉口部位的低點(diǎn)，打造出3個(gè)雨水花園，雨水花園主要是用來收集草溝中的雨水。一般情況下，每一個(gè)雨水花園的占地面積應(yīng)該是10m2。雨水花園的施工方法與排水系統(tǒng)基本上是相同的，但是雨水花園表面并不需要種植綠化植物，僅僅使用卵石鋪設(shè)一層即可。之所以選擇鋪設(shè)碎石，是為了將草溝中的垃圾、渾水阻斷，避免雨水對(duì)地下水造成污染。但是需要特別提及的是，雨水花園中的碎石需要定期進(jìn)行清理，以保證碎石的過濾效果可以被有效發(fā)揮。

（2）水質(zhì)對(duì)比。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的是使用草溝來收集雨水，當(dāng)雨水進(jìn)入到傳輸渠道中以后就可以直接就地進(jìn)行處理，這種設(shè)計(jì)方式比傳統(tǒng)性的雨水收集口的效果更為顯著，可以更好地將初期雨水中的金屬元素分離出來，促使最終排入附近流域的雨水水質(zhì)能夠達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）IV級(jí)以上。

3.道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)海綿城市建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)要求來看，市政道路的路面雨水排放主要是分為三種方式實(shí)現(xiàn)：（1）直接由路面的縫隙滲透至地下；（2）由路面進(jìn)入到基層，然后借助排水裝置將積水對(duì)外排放；（3）將路面的積水疏散至土層內(nèi)完成排放。

其中，第一種、第二種方式可以滿足路面徑流的需求，還可以滿足排水標(biāo)準(zhǔn)的管理要求，但是這兩種方法無法發(fā)揮出凈化的作用。結(jié)合海綿城市的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)而言，市政道路的滲透系數(shù)不得低于7.0×10-5m/s，一般而言，人行道施工所使用的材料應(yīng)該是預(yù)制混凝土，并配備花崗巖，但是基于海綿城市的發(fā)展理念來看，則應(yīng)該選擇使用透水性材料，這樣可以有效地保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

（1）透水鋪裝

該市政道路的斷面被設(shè)計(jì)為6塊板型式，主要是有機(jī)動(dòng)車道、非機(jī)動(dòng)車道、人行道。由于機(jī)動(dòng)車道主要是為了滿足公共交通的需求，加之車行道透水層的運(yùn)用效果比較顯著，但是在交付運(yùn)用較長實(shí)間以后，透水效果開始降低，且后期的養(yǎng)護(hù)成本比較高，所以該項(xiàng)目僅僅只是在人行道采用透水鋪裝的施工方式。人行道的透水鋪裝設(shè)計(jì)可以參照下圖1中信息所示。

圖1 人行道透水磚鋪裝結(jié)構(gòu)圖

結(jié)合上圖中所展示的內(nèi)容來看，道路的下層結(jié)構(gòu)也設(shè)計(jì)為透水結(jié)構(gòu)，假若僅僅是人行道步磚設(shè)計(jì)為透水性，但是下層結(jié)構(gòu)不透水，那么則無法達(dá)到理想的透水效果，且還有一定的可能性會(huì)取得適得其反的效果。

（2）下凹式綠地排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

機(jī)動(dòng)車道兩側(cè)的綠化帶、側(cè)分帶全部設(shè)計(jì)成下凹式的綠化結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單而言就是綠化帶的標(biāo)高相較之路面更低，其具體情況可以參照下圖2中信息所示，這種設(shè)計(jì)方式可以有效地保證路面積水流動(dòng)至綠化帶中。此外，還需要在綠化帶中設(shè)置雨水口，在降雨時(shí)，雨水會(huì)自動(dòng)流進(jìn)綠化帶，當(dāng)綠化帶大量積水以后，會(huì)通過雨水口匯入主管網(wǎng)，這樣不但能夠有效地節(jié)省綠化灌溉用水的規(guī)模，同時(shí)還能夠有效地凈化地下水。

結(jié)合該項(xiàng)目的道路橫斷面圖來看，雨水流動(dòng)方向具體為：15.25m的機(jī)動(dòng)車道-3.5m的下凹式綠化帶-7m的輔助機(jī)動(dòng)車道-3m的人行道-3m的下凹式綠化帶，當(dāng)積水匯入至綠化帶，且綠化帶內(nèi)的積水升漲至一定標(biāo)高以后，其會(huì)通過綠化帶內(nèi)設(shè)置的雨水口匯入到雨水主管網(wǎng)中，經(jīng)過處理以后排放至附近的流域。結(jié)合海綿城市標(biāo)準(zhǔn)要求來看，下凹式綠地的凹進(jìn)部分的深度為15cm，應(yīng)該明顯的低于機(jī)動(dòng)車道路面大約15cm。下凹式綠地的剖面圖具體情況可以參照下圖2中信息所示。

除了上文中所提及內(nèi)容外，還應(yīng)該在路緣石的側(cè)向設(shè)置進(jìn)水口、溢流井、擋水沿等附屬結(jié)構(gòu)物，確保下凹式綠地的蓄水量滿足海綿城市的基本要求。在綠化帶兩側(cè)應(yīng)該鋪設(shè)防滲土工布，避免綠化帶內(nèi)的雨水滲出影響道路基層的質(zhì)量。

（3）生態(tài)植草溝

道路兩側(cè)的綠化帶中需要設(shè)置生態(tài)植草溝，每一個(gè)植草溝的深度控制在20～30cm之間，草溝的蓄水深度大約為20cm，草溝內(nèi)的積水通過滲透、沉淀以后排放至附近的流域內(nèi)。

（4）微地形處理

市政道路中間需要設(shè)置寬度為4m的中央分隔帶，雨水流動(dòng)的范圍只是涉及到自身區(qū)域以內(nèi)，使用下凹式設(shè)計(jì)方式，對(duì)自身區(qū)域范圍內(nèi)的積水進(jìn)行調(diào)整，確保道里的年徑流量滿足規(guī)范要求。區(qū)域范圍內(nèi)的調(diào)蓄量可以滿足降雨排放的需求。

4.應(yīng)用效果

該項(xiàng)目內(nèi)的下凹式綠地的總占地面積為153660m2，有效儲(chǔ)蓄水資源的體積為23049m3，透水磚鋪設(shè)面積為66165m2。區(qū)域內(nèi)的年徑流量控制率可達(dá)到76%，可以高效率地滿足海綿城市的管理要求。

五、結(jié)語

隨著城市地區(qū)的路面硬化面積大幅度增長，促使城市雨水排水問題越來越嚴(yán)峻，所以必須要嚴(yán)格的控制土地硬化的面積，為雨水排放提供良好的環(huán)境，基于這種嚴(yán)峻的背景下，“海綿城市”概念應(yīng)運(yùn)而生，但是在發(fā)展“海綿城市”的過程中，由于少部分城市受自然氣候的影響，所以其地區(qū)內(nèi)的“海綿城市”建設(shè)突顯出一定的個(gè)性化特點(diǎn)。近年來，我國的城市環(huán)保管理要求越來越嚴(yán)格，所以應(yīng)當(dāng)對(duì)城市路橋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行優(yōu)化。基于海綿城市發(fā)展理念，在設(shè)計(jì)城市路橋的過程中應(yīng)當(dāng)將海綿城市發(fā)展理念融入至設(shè)計(jì)活動(dòng)中，以提升路橋的透水性、雨水儲(chǔ)備量，從而進(jìn)一步推動(dòng)城市高質(zhì)量發(fā)展。