市政道路設計中“海綿城市”理念的應用

文/戴宇 湖南大學設計研究院有限公司 湖南長沙 410082

1、引言

海綿城市主要利用海綿的吸水特征形象體現道路的蓄水能力，從而實現水資源的循環使用。通過將海面城市理論應用于道路工程設計中，能夠構建完善的雨水利用系統，提升道路滲蓄能力。因此，對海面城市理論在市政道路工程設計中的應用方式進行詳細探究迫在眉睫。

2、“海綿城市”理念

對于海綿城市理念的運用，其已經在當前很多城市規劃發展中引起了高度重視，其最為基本的特點就是要求城市能夠像海綿一樣，具備較強的吸水和儲水效果，在城市中構建較為充分的海綿體結構，如此也就能夠更好實現對于城市發展中水資源的有效調度，避免遭遇洪澇災害等威脅。在海綿城市吸水后，其還能夠在后續城市運行中進行有序釋放，比如在澆花、洗車等方面，能夠發揮出再利用效果，如此也就能夠實現了對于節水效果優化。具體到海綿城市的運行中，其主要涉及到了水資源的滲透、滯留、集蓄、凈化、循環使用等幾個環節，當然，對于一些雨水較為集中的時期，也需要體現出較強的排水效果，實現對于水資源災害的有效治理，并且能夠有效實現水生態環境的修復。

3、基于“海綿城市”理念的市政道路設計要點

3.1 道路總體設計

根據海綿城市建設的相關標準與要求，道路的總體設計工作應在不破壞河流、森林及綠化等自然生態環境的前提下開展。加強對傳統排水系統的利用，避開河流、湖泊及綠化區域等，實現對路線的合理設計與規劃，充分利用城市布局并加強對綠化區域、人行道的利用，從而有效提升海綿城市對雨水的積蓄、滲透、凈化及循環使用的能力。

3.2 道路路面設計

海綿城市的路面設計則利用路面的高度差距，使積水能夠直接流入地勢較低的路面。在綠化帶下面安裝必要的排水管道，在下雨時，可使雨水首先被直接用于綠化帶的灌溉，當滿足綠化帶自身的用水需求后，多余的雨水則會由排水管道排出。與此同時，還可在排水管道中設置滲透功能，使部分雨水能夠滲透到地面下，從而實現對地下水的補充。

3.3 道路結構設計

按照我國海綿道路的設計標準與要求規定，路面雨水的排放只可通過以下3種手段進行。（1）通過道理路面縫隙的滲透，使雨水進入地面下，從而有效減少路面積水。（2）雨水直接通過路面滲透到基層中，然后利用排水盲管將雨水引走。（3）將雨水直接滲透到路基土層中再排出。

4、“海綿城市”在市政道路設計中的應用實例

4.1 工程概況

中意路（新嶺路～伊萊克斯大道）城市化改造工程位于長沙市天心區暮云西片，現狀107國道在規劃路幅內，為雙向四個機動車道的瀝青道路。在道路設計中，結合中央、省市對海綿城市建設的要求，實現雨水資源化利用，應注意控制面源污染與削減地表徑流，且在有條件的路段進行雨水收集利用。

4.2 道路標準橫斷面的選用

4.2.1 新嶺路～萬家麗路段

斷面組成如下：4.5m（人行道）+3.5m（非機動車道）+3.0m（設施帶）+15.0m（機動車道）+8.0m（綠化帶）+15.0m（機動車道）+3.0m（設施帶）+3.5m（非機動車道）+4.5m（人行道）=60m。如圖1所示。

圖1 新嶺路～萬家麗路段橫斷面

4.2.2 萬家麗路～黎塘路標準橫斷面

斷面組成為：11m（綠化控制帶〈含3m人行步道〉）+3.5m（非機動車道）+8m（機動車道）+3.5m（綠化設施帶）+7.75m（機動車道）+0.5m（雙黃線）+7.75m（機動車道）+3.5m（綠化設施帶）+8m（機動車道）+3.5m（非機動車道）+9m（綠化控制帶〈含3m人行步道〉）=66m。如圖2所示。

圖2 萬家麗路～黎塘路標準橫斷面

4.3 海綿城市建設技術的應用

初期雨水下降至道路路面和人行道后，部分雨水下滲，當形成地表徑流后，道路兩側雨水隨道路橫坡經側石開口匯流至機非隔離處植草溝內，雨水在此處形成二次下滲，多余雨水在植草溝內產生徑流，開始在綠化帶內產生水深，隨著降雨的繼續，綠化帶內水深達到設計的有效水深（15cm）時，雨水即通過綠化帶內每隔一定距離設置的生態雨水口和溢流井，通過連接管流至道路中間的主雨水管涵中。

4.3.1 下沉式綠地

在新嶺路～萬家麗路段，將中央8m寬綠化帶設計為下凹式綠地，將雨水的收集并回用于本段綠化的澆灑。

（1）長沙市土壤類型以粘土為主，土壤滲透性較小，可通過在土壤中摻入爐渣、碎陶粒等介質增大土壤滲透系數，提高土壤的滲透能力，同時縮短下沉式綠地中植物的受淹時間。

（2）綠地下凹深度為300mm，溢流口的高度為150mm。

（3）選擇耐旱耐淹的鄉土草本植物，植物的耐淹時間宜為1～3d。

4.3.2 植草溝

萬家麗路-伊萊克斯大道段道路機動車隔離帶設置了植草溝，通過降低綠化帶標高、路緣石處設置開口的方式將道路徑流引到植草溝。

（1）植草溝適合各種土壤類型，種植土壤不小于30cm。

（2）植草溝坡度大于5%，長度超過30m時，可考慮增設臺坎，以減少流速，增加入滲雨水量。臺坎由卵石、磚塊、木頭或混凝土等材料制成，一般7～15cm，每4～6m設置一處或每條淺溝設置2處。

4.3.3 透水路面

透水鋪裝是利用透水材料替代傳統的混凝土、水泥、瀝青等，鋪設廣場、停車場及人行道等硬化路面，使其在保持原有功能的前提下，提高雨水的下滲能力，減小下墊面徑流系數的雨水控制利用設施。透水鋪裝按照面層材料分為透水磚路面、透水水泥混凝土路面和透水瀝青路面。本項目中在無重型車輛通過的人行道和非機動車道設置為透水路面結構，雨水直接下滲，減少路面徑流。

人行道鋪裝由下至上分別為：15cm厚級配碎石（有效孔隙率＞15%）、20cm厚C20透水水泥混凝土（有效孔隙率＞15%）、3cm厚中砂粗調平層（有效孔隙率10%～15%）、6cm厚透水燒結磚（有效孔隙率＞15%）；非機動車道由下至上分別為：15cm厚級配碎石（有效孔隙率＞15%）、20cm厚C20透水水泥混凝土（有效孔隙率＞15%）、6cm厚彩色C30透水水泥混凝土（有效孔隙率＞15%）；土基滲透系數不小于1×10-3mm/s，面層結構滲透系數不小于0.1mm/s。

結語：

綜上所述，“海綿城市”理念在我國市政道路建設中的應用還處于不斷發展之中，本文主要對海綿城市理念在市政道路設計中的應用要點進行詳細探究。“海綿城市”理念在市政道路建設中的不斷推廣，對于緩解城市內澇、改善城市居民生活質量、優化市政道路排水功能和推廣新型城市和市政道路建設模式都具有十分重要的意義。