海綿城市建設(shè)理念下市政道路設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

魏冬曉

（中國(guó)華西工程設(shè)計(jì)建設(shè)有限公司汕頭市分公司，廣東 汕頭 515041）

0 引言

隨著城市化建設(shè)進(jìn)程不斷推進(jìn)發(fā)展，我國(guó)市政道路工程數(shù)量也在持續(xù)增長(zhǎng)。而傳統(tǒng)建設(shè)理念下的市政道路系統(tǒng)的綜合性能并不高，難以有效開(kāi)展排澇、雨水收集等工程，如果發(fā)生暴雨等惡劣天氣，就會(huì)導(dǎo)致市政道路系統(tǒng)難以及時(shí)排除過(guò)多積水，進(jìn)而導(dǎo)致洪澇問(wèn)題發(fā)生，對(duì)城市居民出行造成一定程度的影響，降低城市生活質(zhì)量，在嚴(yán)重情況下還會(huì)危害到人們的生命與財(cái)產(chǎn)安全。海綿城市建設(shè)理念可以解決城市道路系統(tǒng)雨水處理問(wèn)題，在雨水資源收集與滲透等方面具有良好應(yīng)用效果，能夠顯著提高城市地區(qū)洪澇問(wèn)題綜合處理能力。

1 海綿城市建設(shè)理念概述

海綿具有良好的吸水性能，海綿城市主要指城市給排水系統(tǒng)像海綿一樣具有良好的吸水性，同時(shí)有效控制利用雨水資源，為城市征地開(kāi)展日常生活與生產(chǎn)運(yùn)行提供有力支持。正常情況下，海綿城市主要體現(xiàn)在城市建設(shè)規(guī)劃階段，在綜合分析城市整體布局后，在市政道路工程中使用具有優(yōu)異吸水性能的海綿體材料。當(dāng)發(fā)生集中降雨或出現(xiàn)洪澇積水等問(wèn)題時(shí)，預(yù)先設(shè)計(jì)的海綿地塊能夠有效吸收雨水資源并進(jìn)行合理儲(chǔ)存。海綿地塊與普通地塊相比具有更強(qiáng)的吸水性，因此能夠有效控制地區(qū)積水情況，確保不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的雨水徑流[1]。

海綿地塊收集儲(chǔ)存的雨水資源能夠在物理與化學(xué)凈化后應(yīng)用到城市運(yùn)行中，為城市地區(qū)水資源供應(yīng)提供一定程度的支持幫助，從而緩解部分城市地區(qū)水資源緊缺問(wèn)題。但是，海綿城市建設(shè)工程涉及范圍比較廣泛，需要眾多部門(mén)配合開(kāi)展且對(duì)于工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求比較高，因此需要提前開(kāi)展科學(xué)設(shè)計(jì)與長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，以保證海綿城市建設(shè)與城市實(shí)際情況、未來(lái)發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)相契合[2-3]。

2 海綿城市建設(shè)理念下市政道路工程案例分析

2.1 海綿城市市政道路工程概述

經(jīng)過(guò)系統(tǒng)分析后提出觀點(diǎn)，汕頭市海綿城市市政道路建設(shè)規(guī)劃過(guò)程中嚴(yán)格依據(jù)“生態(tài)優(yōu)先、因地制宜、規(guī)劃引領(lǐng)、統(tǒng)籌兼顧”的基本原則，在建設(shè)過(guò)程中盡可能保證對(duì)原有城市生態(tài)系統(tǒng)的低影響性，以期實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)與生態(tài)恢復(fù)的發(fā)展目標(biāo)。

2.2 市政道路工程設(shè)計(jì)注意要素

海綿城市建設(shè)理念下的市政道路設(shè)計(jì)對(duì)以下幾個(gè)方面內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注與分析[4]。

第一，市政道路工程具備完善健全的雨水管網(wǎng)系統(tǒng)、溢流排放系統(tǒng)以及徑流超標(biāo)排放系統(tǒng)。

第二，市政道路系統(tǒng)的進(jìn)水口位置進(jìn)行局部下凹處理，以此加強(qiáng)進(jìn)水效果，依據(jù)道路面縱坡參數(shù)對(duì)進(jìn)水口的間距和開(kāi)口寬等進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，并在進(jìn)水口處設(shè)置防沖刷裝置。

第三，市政道路相關(guān)設(shè)施結(jié)合地區(qū)實(shí)際降雨情況設(shè)計(jì)防滲漏措施，進(jìn)而防止雨水積水對(duì)道路結(jié)構(gòu)造成破壞影響。

第四，設(shè)計(jì)機(jī)動(dòng)車(chē)道邊側(cè)結(jié)構(gòu)為淺碟邊溝，從而起到雨水收集作用，并將雨水資源輸送到生物滯留槽進(jìn)行后續(xù)加工處置[5]。

第五，高架橋下方位置結(jié)合場(chǎng)地實(shí)際情況設(shè)計(jì)集水箱，橋面泄水管直接連通到集水箱中，以此實(shí)現(xiàn)橋面雨水資源的有效收集。同時(shí)，在集水箱上設(shè)計(jì)閥門(mén)系統(tǒng)，確保在夏季炎熱時(shí)能夠?yàn)橹車(chē)G地提供水源。

第六，針對(duì)部分特殊地區(qū)的雨水調(diào)蓄系統(tǒng)設(shè)計(jì)清晰明顯的警示標(biāo)志以及必要的警報(bào)系統(tǒng)，以此對(duì)城市居民進(jìn)行有效警示，防止發(fā)生不必要的公共安全事故。特殊地區(qū)范圍具體包括：下沉式立交橋、容易發(fā)生內(nèi)澇問(wèn)題區(qū)域、城市徑流雨水泄漏通道區(qū)域等。

3 海綿城市建設(shè)理念下市政道路設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

3.1 人行路面設(shè)計(jì)要點(diǎn)

市政道路人行步道設(shè)計(jì)過(guò)程中遵循了因地制宜基礎(chǔ)原則，合理選用不同種類(lèi)的透水材料，一般情況下，優(yōu)先選擇全透式路面結(jié)構(gòu)。透水材料主要包括透水磚、透水瀝青以及透水水泥混凝土等。依據(jù)載荷條件對(duì)透水路面進(jìn)行分類(lèi)，將其具體分成輕型荷載與人群荷載，其中輕型荷載主要應(yīng)用在步行道中，人群荷載主要應(yīng)用在小區(qū)道路、公園步道中。保證人行路面土基具有良好的透水性能，控制滲透系數(shù)在1.0×10-3mm/s 以上，同時(shí)控制土基頂面與地下水位的距離在1.0m 以上。針對(duì)土基、土壤滲透系數(shù)及地下水高程等條件未能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的情況，采用適當(dāng)增加路基排水系統(tǒng)的方式解決。

人行路面透水鋪裝主要分為以下三種情況：透水磚施工、透水混凝土施工、透水瀝青混凝土施工[6-7]。

第一，采用透水磚時(shí)，應(yīng)符合以下設(shè)計(jì)要求：

采用《汕頭市海綿城市建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)圖集》的有關(guān)規(guī)定，對(duì)透水性透水磚進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)定。當(dāng)透水磚邊長(zhǎng)大于等于5cm 時(shí)，控制其抗彎承載力在8000N 以上。透水瓷磚的縫隙不超過(guò)3mm。接頭用沙的含泥量不超過(guò)1.0%，水分含量不超過(guò)2%，使用的砂級(jí)配完全滿足《汕頭市海綿城市建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)圖集》的相關(guān)要求。土基滲透率不低于1.0×10-3mm/s，而地基的頂部與地面的高度控制在1m 以上。在住宅小區(qū)內(nèi)鋪設(shè)透水瓷磚時(shí)，其地面構(gòu)造層通常由面層、找平層、基層和墊層組成。在地面與地面層之間設(shè)置有找平層，控制滲水性不小于鋪設(shè)在地面上的透水性。找平材料主要采用中砂、粗砂、干燥的混凝土材料，其中粒徑以20～30mm 為最佳?！渡穷^市海綿城市建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)圖集》詳細(xì)介紹了基層、墊層材料和技術(shù)條件。

第二，采用透水混凝土?xí)r，符合以下設(shè)計(jì)要求：

在人群荷載作用下，透水性水泥混凝土的表層強(qiáng)度不低于C20，且不低于8cm；采用滲水水泥混凝土的輕質(zhì)路面，保證強(qiáng)度等級(jí)不低于C30，而其厚度不得低于18cm。在滲水水泥混凝土路面工程中，在30m以上時(shí)，采用膨脹裂縫方法施工。防水水泥混凝土路面進(jìn)行縱向和橫向收縮設(shè)計(jì)，縱縮節(jié)的間隔按照道路的3～4.5m 計(jì)算，橫向收縮的間隔在4.0～6.0m。土基的滲透率不低于1.0×10-3mm/s，而地基的頂部與地面的高度應(yīng)該超過(guò)1m。使用透水性水泥的道路，其主要包括面層、基層、墊層等，其材質(zhì)和技術(shù)指標(biāo)參照《汕頭市海綿城市建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)圖集》設(shè)計(jì)。

第三，采用透水瀝青混凝土?xí)r，符合以下設(shè)計(jì)要求：

透水瀝青路面的透水面層采用高黏度改性瀝青作為結(jié)合料，基層可采用高黏度改性瀝青、改性瀝青或普通道路石油瀝青。采用成品高黏度改性瀝青，技術(shù)要求應(yīng)滿足《汕頭市海綿城市建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)圖集》相關(guān)規(guī)定。試驗(yàn)方法符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20—2011）的相關(guān)規(guī)定。透水瀝青路面的路基頂面根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置反濾隔離層，主要選用粒料類(lèi)材料或土工織物進(jìn)行施工。路基頂面是粒料類(lèi)基層或墊層的施工，則不設(shè)置反濾隔離層。土基滲透系數(shù)不小于7.0×10-5cm/s，且土基頂面距離地下水位大于1.0m，當(dāng)土基滲透系數(shù)及地下水位高程等條件不滿足要求時(shí)，適當(dāng)增加路面、路基排水設(shè)施。小區(qū)步道采用透水瀝青混凝土?xí)r，路面結(jié)構(gòu)層一般由面層、基層(含底基層)、墊層(根據(jù)情況選定)、反濾隔離層(根據(jù)實(shí)際情況而定)等幾部分組成，各層材料及技術(shù)要求詳見(jiàn)《汕頭市海綿城市建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)圖集》。

3.2 城市道路設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在海綿城市的概念中，市政道路的規(guī)劃滿足下列條件：

在保障道路基本功能的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行海綿城市的規(guī)劃。城市道路的海綿化規(guī)劃考慮到道路紅線以外的公共空間，并進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)劃，使其盡量減少沿路的雨水流量。城市道路按照“海綿城市”的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)指標(biāo)包括設(shè)計(jì)重現(xiàn)期、徑流系數(shù)等。

在城市道路上，不能使用透水性路面。在滿足道路使用需求的情況下，根據(jù)實(shí)際情況合理選用滲透式路面。滲透式路面鋪設(shè)時(shí)注意采用徑向降雨下滲處理。在非道路上，主要選擇可滲透性水泥或滲水性良好的瀝青。

針對(duì)城市道路，根據(jù)實(shí)際情況選擇可滲透的路面。當(dāng)?shù)缆肪G地的寬度超過(guò)2.5m 時(shí)，主要采取下沉式綠地、生物滯留設(shè)施、植草溝等設(shè)施。地面雨水會(huì)以路邊石孔的方式流入道路紅線中的綠地中，作為低效發(fā)展的建設(shè)項(xiàng)目。

道路斷面主要根據(jù)道路等級(jí)、服務(wù)功能、交通特性和斷面形態(tài)，充分考慮不同的交通管制狀況，在紅線寬度以?xún)?nèi)，主要采用帶有綠地的橫向截面，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟季?。?dāng)?shù)缆房v坡度大于2%時(shí)，將兩側(cè)的生物保留裝置改為梯形，在每個(gè)梯段上設(shè)隔水壩，并按一定的長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，確保生物儲(chǔ)存器的有效儲(chǔ)水量。

3.3 優(yōu)化道路橫斷面設(shè)計(jì)

海綿城市建設(shè)理念下，市政道路工程橫斷面設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念相比具有較為明顯的區(qū)別，主要采用分向橫坡模式，人行道的雨水能夠流入綠地，車(chē)行道兩側(cè)的雨水能夠分別流入綠化帶和雨水口。當(dāng)?shù)叵峦寥缹映３霈F(xiàn)水飽和現(xiàn)象后，水位會(huì)呈現(xiàn)出明顯的上升變化，此時(shí)雨水會(huì)流入溢流井中，以此實(shí)現(xiàn)雨水資源收集與儲(chǔ)存的目的。當(dāng)溢流井系統(tǒng)的雨水資源發(fā)生飽和時(shí)，多余的雨水會(huì)流入道路排水系統(tǒng)中，確保雨水資源能夠被有效收集。雨水主管道中設(shè)計(jì)有滲井，能夠顯著提高雨水滲透性能，促使雨水流到深層土壤環(huán)境中，逐漸匯聚到地下水中。

3.4 綠化帶設(shè)計(jì)要點(diǎn)

根據(jù)海綿城市建設(shè)概念，在市政道路具體規(guī)劃中注意下列幾個(gè)方面：

道路綠化帶、交通島面積大、寬度大，渠化島等地區(qū)根據(jù)具體條件合理設(shè)置雨水濕地、雨水濕塘等。綠地保持在地面以下10～30cm 處。當(dāng)車(chē)輛車(chē)道的雨水進(jìn)入綠化區(qū)域時(shí)，主要利用消能措施減少雨水對(duì)綠化的侵蝕。在道路綠地中，對(duì)低效發(fā)展的建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行有效的防滲處理，以避免降雨下滲對(duì)道路路面和路堤的承載能力和穩(wěn)定產(chǎn)生不利的作用。低效發(fā)展設(shè)施中，根據(jù)水分狀況、雨水徑流、雨水的質(zhì)量等因素，選用耐鹽堿、耐淹、耐污染的本地植株?！毒G化種植土壤》（CJ/T 340—2016）規(guī)定，設(shè)置在綠化區(qū)的植物保留設(shè)備，并具有凈化雨水的作用。

3.5 排水設(shè)計(jì)要點(diǎn)

城市道路給排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合下列要求：

低影響開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目采用溢流式排水系統(tǒng)，與城市雨水管道系統(tǒng)連通，確保下游和下游排水系統(tǒng)的暢通。城市道路規(guī)劃中的超限雨水徑流排泄渠道，其橫截面和豎向設(shè)計(jì)符合相關(guān)的設(shè)計(jì)要求，并與整個(gè)地區(qū)的防洪體系相協(xié)調(diào)。在海綿設(shè)施中，溢流口的出水量要符合室外排水系統(tǒng)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，并與下水道相適應(yīng)，以1.5～3 倍的計(jì)算流量為準(zhǔn)，有溢流孔的海綿設(shè)施，宜預(yù)留100mm 的安全超高。在易積水地段和下凹橋地段，主要采取抽水和調(diào)蓄結(jié)合方法，并與城市管網(wǎng)進(jìn)行協(xié)調(diào)。臨近河流的城市道路，采取合理的道路斷面設(shè)計(jì)，以地面漫流或有組織排放的方式將雨水直接排到河道中，并在路與河之間設(shè)置植被緩沖帶、濕塘，以有效控制雨水徑流和徑流污染。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析能夠發(fā)現(xiàn)，海綿城市建設(shè)理念對(duì)現(xiàn)代化城市市政道路建設(shè)具有十分重要的作用，能夠顯著提高市政道路系統(tǒng)的綜合性能，解決惡劣天氣下城市道路系統(tǒng)中存在的問(wèn)題。因此，應(yīng)用海綿城市建設(shè)理念開(kāi)展市政道路設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行具體研究，對(duì)人行道、城市道路、綠化帶、給排水系統(tǒng)等環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，以此確保各項(xiàng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與實(shí)用性，改善城市道路系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境，為城市居民生活提供良好的環(huán)境保障。