淺析城市道路人行道的海綿化設計

游強盛

（江西省城鄉規劃市政設計研究總院有限公司，江西 南昌市 330095）

0 引言

我國正處在城鎮化快速發展時期，城市建設取得顯著成就的同時，也存在開發強度高、硬質鋪裝多等問題，導致下墊面過度硬化，改變了城市原有的自然生態本底和水文特征。城市開發建設破壞了自然的“海綿體”，導致“逢雨必澇、雨后即旱”。同時，在開發建設時也帶來了水環境污染、水資源緊缺、水安全缺乏保障、水文化消失等一系列問題，這些現象在我國已十分普遍。

海綿城市建設的本質是通過控制雨水徑流，恢復城市原始的水文生態特征，使其地表徑流盡可能達到開發前的自然狀態，即恢復“海綿體”，從而實現修復水生態、改善水環境、涵養水資源、提高水安全、復興水文化的五位一體的目標。通過人工和自然的結合、生態措施和工程措施的結合、地上和地下的結合，既解決城市內澇問題、水體黑臭的問題，又可以調節微氣候、改善人居環境。

為貫徹落實《國務院辦公廳關于推進海綿城市建設的指導意見》（國辦發[2015]75 號）和《江西省人民政府辦公廳關于推進海綿城市建設的實施意見》（贛府廳發[2016]4 號）的要求，江西省各地陸續推進了若干城市的海綿專項規劃、海綿化設計及工程實施等工作內容。

本文結合江西省南昌縣芳湖路工程，響應國家政策，推進海綿城市建設，依據政府部門和業主要求，該項目人行道擬采用海綿化設計，從傳統“快排”模式轉化為“滲、滯、蓄、凈、用、排”[1]，從而實現源頭減排、過程控制、系統治理的海綿建設技術路線。

1 工程概況

芳湖路（沿江大道—撫生路）位于南昌縣象湖新城，西接沿江南大道，東接現狀芳湖路及撫生路，全長約1 km，道路紅線寬30 m，道路北側為規劃綠地，南側為新洪城大市場。道路標準橫斷面為單幅路型式，見圖1，半幅車行道寬8 m，綠化帶寬3 m，人行道寬4 m。此外在路口及加寬路段的人行道上設置1.5 m×1.5 m 樹池，人行道寬4 m。

圖1 道路標準橫斷面圖（單位：m）

根據南昌縣委縣政府統一安排，城區內所有新建和改建項目有條件的均需要增加海綿設施，縣委縣政府將其作為海綿化試點工程之一。本次采取的LID 設施[1]主要有生物滯留帶、人行道透水鋪裝以及生態樹池等。

芳湖路沿線巖土層分7 個工程地質層，自上而下分別為雜填土、淤泥、粉質黏土、細砂、中砂、礫砂。道路工程在對路基處理時，對分布雜填土及淤泥層的特殊路基處理采取水泥攪拌樁的處理辦法，其余路段人行道及綠化帶下采用清表后回填中粗砂并在中粗砂層以上設置80 cm 黏土封層。

根據工勘及道路路基處理方案可知，本項目海綿設施落于黏土層，黏土層下即為中粗砂層，黏土層透水能力較差，路面雨水下滲至補充地下水較為困難，需在海綿設施底部設施滲排管將過量雨水排放至雨水管道內。

2 透水人行道鋪裝

透水鋪裝[2]是指利用透水材料代替傳統的混凝土、瀝青、水泥等，鋪設人行道、廣場、園路、停車場等硬化路面，使其在保持原有功能的前提下，提高雨水的下滲能力，減少下墊層涇流系數的雨水設施。本次人行道采用全透式的透水鋪裝設計，見圖2，透水鋪裝下設置滲排管道。

圖2 透水人行道鋪裝設計圖（單位：cm）

透水鋪裝面層采用6 cm 陶瓷透水磚，下設3 cm的干硬性水泥砂漿，具備調平和透水功能，基層采用15 cm 透水型的C20 無砂大孔混凝土，具備承載和透水功能，墊層采用25 cm 級配碎石，再布設兩布一膜防滲土工布，為便于上部土工材料的鋪設，在最底層鋪撒一層5 cm 石屑。

人行道距離外側路緣石0.5 m 處設置盲道，盲道寬度0.5 m，盲道面磚也采用透水磚。

3 生物滯留帶

綠化帶建設為生物滯留帶[1]，在生物滯留帶內設置溢流式雨水口，底部設置滲排管，車行道雨水經開口式路緣石進入生物滯留帶內，開口式路緣石應設置在生物滯留帶上游起端。人行道路面雨水進入生物滯留帶內，在生物滯留帶經下滲后由底部設置的滲排管排至雨水管道內，超出下滲量的雨水經溢流式雨水口排至雨水管道內[3]。

生物滯留帶由50 cm 種植土層、10 cm 中粗砂層、30 cm 礫石層組成，見圖3，遇種植喬木處，綠化帶內仍按綠化專業需求設置樹穴，樹穴大小為1.5 m×1.5 m。

圖3 生物滯留帶結構設計圖（單位：cm）

4 開口路緣石及生態樹池

在靠近生物滯留帶側每隔一定距離設置一組開口路緣石，見圖4，將雨水排入生物滯留帶中，開口路緣石后設置沉砂槽攔截水中泥砂和垃圾，后側設置卵石層以減少雨水對生物滯留帶的沖刷。

圖4 開口路緣石設計圖（單位：cm）

生態樹池采取下沉處理，即種植土頂面比人行道路面低6 cm，上覆5 cm 厚樹皮，樹池尺寸為1.5 m×1.5 m。

5 主要材料技術要求

5.1 透水磚

人行道及盲道均采用透水磚[4]，透水磚厚度采用60 mm，平面尺寸可采用150 mm×150 mm，也可根據業主要求采用其它尺寸，盲道顏色為中黃色。

透水磚的平均抗壓強度≥40 MPa，單塊最小抗壓強度≥35 MPa，平均抗折強度≥5.0 M，單塊抗折強度≥4.2 MPa。當產品的邊長/厚度≥5 時，其抗折破壞荷載應不小于6 kN。透水磚材料的物理性能應滿足下列要求，見表1。

表1 透水磚材料的物理性能要求

透水磚面板防滑等級為R3，相應防滑性能指標BPN≥65；透水磚的外觀質量、尺寸偏差及其他性能應滿足現行行業規范和標準的要求；透水磚之間接縫寬度2～3 mm，中間用砂填充。

5.2 無砂大孔混凝土

無砂大孔混凝土[5]屬于骨架空隙結構，采用開級配，粗集料較多，靠彼此間較大的內摩阻力形成強度，細集料沒有，不足以填充空隙，從而形成較大的空隙率。骨料（石）應分別采用5～10 mm、10～20 mm的單一粒徑的碎石，并嚴格控制針片狀顆粒，石子粒徑5 mm 以下的顆粒含量不應大于35%，集料技術要求見表2。

表2 粗集料（碎石）技術要求

無砂混凝土的集料壓碎值應不大于26%，最大粒徑不宜大于31.5 mm，集料中小于2.36 mm 的顆粒含量不大于7%，集料級配見表3。

表3 透水混凝土集料級配表

無砂混凝土的滲水系數應不小于0.35 cm/s（300 m/d），其有效孔隙率應≥15%。

無砂混凝土抗壓強度≥20 MPa，彎拉強度≥2.5 MPa。

無砂混凝土配合比參考范圍：水灰比約0.38 左右，水泥用量245～270 kg/m3，碎石用量1 600 kg/m3左右。

無砂混凝土的水泥應選用強度等級42.5 及以上的普通硅酸鹽水泥。骨料界面黏結劑主要由水泥、礦物摻合料及外加劑組成，是否添加骨料界面黏合劑由試驗結果來確定。

5.3 級配碎石

級配碎石應采用質地堅硬、多棱角碎石，其壓碎值應不大于30%，針片狀含量應小于20%，軟弱顆粒含量應小于5%。級配碎石墊層的公稱最大粒徑應小于26.5 mm，顆粒級配以及0.5 mm 以下細顆粒的塑性指數應符合相關規范要求，級配碎石的級配組成見表4。級配碎石頂面壓實度不小于95%。

表4 級配碎石的級配組成

5.4 石屑

石屑應采用采石場破碎石料時通過4.75 mm 的篩下部分，其規格應符合表5 的要求。采石場在生產石屑的過程中應具備抽吸設備，當生產石屑采用噴水抑制揚塵工藝時，應特別注意含粉量不得超過表5要求。

表5 石屑的規格

5.5 生物滯留帶

各層土質要求如下：種植土厚度為50 cm，應選用適于植物生長的土壤，如腐殖酸土、草坪肥、草炭圖、酸堿度5.5～7.0，濕度30%～70%，完全疏松，并摻砂15%；中粗砂層采用10 cm 厚中粗砂層，中粗砂粒徑5～10 mm；礫石采用30 cm 厚礫石層，礫石粒徑不小于30% 50 mm。

每層沒置透水土工布分隔，透水土工布規格300 g/m2。生物滯留帶整體設置兩布一膜防滲土工布，遇檢查井處需用防滲土工布將檢查井井筒整體包裹上翻30 cm，并將防滲土工布用卡箍固定于井筒上。遇喬木種植樹穴處需用防滲土工布將樹穴包裹上翻30 cm。防滲土工布搭接長度不少于30 cm，敷設時需保證防滲土工布完好無破損。

生物滯留帶地面應低于道路地面20 cm，內設溢流式雨水口，溢流式雨水口高于綠化帶地面15 cm。生物滯留帶底部布置滲排管，滲排管接至溢流式雨水口或環保型雨水口后再接至雨水檢查井內。

在溢流口上游設置開口路緣石，將車行道路面雨水引入生物滯留帶內，開口路緣石約每隔35 m 左右設置一處，開口路緣石后設置預處理設施，雨水經沉砂槽沉砂后經鋪設卵石消能后進入生物滯留帶內。

兩布一膜防滲土工布[6]規格：600 g/m2，斷裂強≥8 kN/m2，CRB 頂破強度≥1.4 kN，耐凈水壓0.4 MPa。

透水土工布規格：300 g/m2，斷裂強度≥8 kN/ m2，CRB 頂破強度≥1.4 kN，耐凈水壓0.4 MPa。

6 海綿設施維護管理

（1）基本要求

本項目的低影響開發設施由城市道路、排水、園林等相關部門按照職責分工負責維護監管。應建立健全、低影響開發設施的維護管理制度和操作規程，配備專職管理人員和相應的監測手段，并對管理人員和操作人員加強專業技術培訓。低影響開發設施的維護管理部門應做好雨季來臨前和雨季期間設施的檢修和維護管理，保障設施正常、安全運行。

（2）設施維護

生物滯留帶：應及時補種修剪植物、清除雜草，進水口、溢流口堵塞或淤泥導致過水不暢時，應及時清理垃圾與沉積物。調蓄空間因沉積物淤積導致調蓄能力不足時，應及時清理沉積物。

透水鋪裝：鋪裝面層出現破損時應及時進行修補或更換，出現不均勻沉降時應進行局部整修找平，當滲透能力大幅下降時應采用沖洗、負壓抽吸等方法及時進行清理。

（3）維護頻次

生物滯留帶：檢修2 次/a。

透水鋪裝：檢修、疏通透水能力2 次/a。

7 結語

縱觀發達國家走過的歷程，起初也是先污染后治理，之后從綠色發展中尋求產業和技術升級，實現新的一輪經濟發展。海綿城市建設作為未來中國城鎮化走綠色發展道路的重要舉措，可以保證城市生態空間，涵養水源、凈化水質，調節城市小氣候，減少城市熱島效應，營造生態、優美的景觀環境。

本文參照了國家海綿城市建設第一批試點城市萍鄉市的建設經驗，并結合相關規范、標準和圖集，因地制宜地進行了人行道的海綿化設計，但國內海綿工程設計及實施方案仍在摸索當中，本文的設計理念可供后續低影響開發建設項目提供參考價值。