海綿城市理念在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

黃躍清

（盈創(chuàng)筑業(yè)工程科技有限公司，福建 漳州 363300）

1 海綿城市理念簡述

海綿城市是新一代城市雨水管理概念，指城市能像海綿一樣在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對雨水帶來的自然災(zāi)害等方面具有良好的彈性，也稱水彈性城市。國際通用術(shù)語為低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建，即下雨時(shí)吸水、蓄水、滲水、凈水，需要時(shí)將蓄存水釋放、利用，實(shí)現(xiàn)雨水在城市中自由遷移。從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)角度出發(fā)，通過跨尺度構(gòu)建水生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施，結(jié)合多類具體技術(shù)建設(shè)水生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施[1]。

2 市政道路工程設(shè)計(jì)中海綿城市理念的運(yùn)用分析

路面材料主要是瀝青和混凝土等，筑路材料均為不透水材料，自然降水等大部分通過道路管網(wǎng)系統(tǒng)從地下排走，沒有實(shí)現(xiàn)自然降水的有效利用。

2.1 道路路面材料設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)

市政道路基礎(chǔ)功能是交通通行，在滿足此項(xiàng)基礎(chǔ)功能前提下，市政道路工程應(yīng)同時(shí)滿足海綿城市對城市開發(fā)建設(shè)要求。根據(jù)市政道路等級及通行需求，在車行道設(shè)計(jì)上采用瀝青混凝土或透水水泥混凝土，人行道路面更適宜選用透水材料鋪裝。

透水性良好的水泥混凝土路面材料適合用在新建設(shè)荷載級別較低的路面上，應(yīng)與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件有效結(jié)合，綜合考慮市政道路現(xiàn)場施工條件與道路旁景觀環(huán)境等。在透水性混凝土道路材料結(jié)構(gòu)選擇方面，可適當(dāng)考慮道路性質(zhì)，選擇全透水與半透水兩種結(jié)構(gòu)。全透水結(jié)構(gòu)路面材料適合鋪裝在非機(jī)動(dòng)車道與人行道，可選擇天然沙礫或級配碎石機(jī)械能道路鋪裝，鋪裝厚度大于15 cm；半透水結(jié)構(gòu)適合輕交通路面，需要鋪裝路面基層材料如級配碎石或級配沙礫，在基層墊層材料上增加多孔隙水穩(wěn)層，厚度應(yīng)超過20 cm。透水瀝青混凝土路面材料適合使用新建城鎮(zhèn)道路或改建、擴(kuò)建項(xiàng)目，路面材料盡可能選擇當(dāng)?shù)夭牧稀r青面層材料選擇黏度高的改性瀝青，基層材料適宜選擇普通瀝青。透水瀝青混合材料中的精料最好選擇軋制碎石，面層細(xì)集料最好選擇機(jī)制沙礫，基層細(xì)集料最好選擇天然砂、石屑[2]。

2.2 生物滯留帶設(shè)計(jì)

生物滯留帶技術(shù)指通過道路植被與環(huán)境協(xié)調(diào)，將地表雨水引入生物滯留帶中存儲(chǔ)。在市政道路設(shè)計(jì)中運(yùn)用生物、物理理論知識(shí)，使雨水徑流及時(shí)凈化。在城市環(huán)境與氣候比較好的前提下，城市降水總量充沛，使生物滯留帶能發(fā)揮出更顯著作用。生物滯留帶設(shè)計(jì)能夠有效減少面源污染對城市水資源影響，在城市雨水儲(chǔ)蓄與調(diào)控方面，能夠起到重要作用。

市政道路的生物滯留帶如圖1所示。

圖1 市政道路的生物滯留帶

通過增加雨水徑流滲透面積，充分緩解城市環(huán)境熱島效應(yīng)。市政道路生物滯留帶設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)城市生態(tài)環(huán)境多樣性原則，使城市生態(tài)環(huán)境在一定程度上得以優(yōu)化。可以在市政道路兩側(cè)綠地范圍內(nèi)設(shè)置生物滯留帶，對市政道路綠化帶進(jìn)行改造。

生物滯留帶設(shè)計(jì)涵蓋內(nèi)容多元，包括進(jìn)水層、預(yù)處理層、過濾層、排水層、溢流井等。道路表面雨水徑流通過進(jìn)水層進(jìn)入土壤，弱化雨水徑流的流速，使雨水徑流土壤分布情況均勻，再通過預(yù)處理層沉淀，流經(jīng)過濾層時(shí)吸附與截留雨水中的雜質(zhì)成分，有效凈化雨水，最終通過排水層，進(jìn)入地下水系統(tǒng)。

生物植被覆蓋率影響植被吸污效果，應(yīng)使植被覆蓋達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)密集程度，在數(shù)量與高度上都能達(dá)到生物滯留帶設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使生物植被產(chǎn)生強(qiáng)力吸污效果，凈化城市生態(tài)環(huán)境，還可吸收雨水懸浮顆粒以及其他污染物。

2.3 道路的橫斷面設(shè)計(jì)及縱向關(guān)系的設(shè)計(jì)

道路橫斷面設(shè)計(jì)應(yīng)滿足交通路面功能性，進(jìn)一步考量道路設(shè)計(jì)的低影響開發(fā)建設(shè)需求，重點(diǎn)關(guān)注橫向坡度及路面與綠化帶、人行道等各個(gè)道路斷面的聯(lián)系，使徑流降水滿足道路建設(shè)要求，最終匯入低影響區(qū)域。在設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)，將綠化隔離帶及樹池等設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為下凹式，在路面徑流降水流向綠地設(shè)施結(jié)構(gòu)前，應(yīng)設(shè)置雨水沉淀池及雨水滯留帶等生物滯留設(shè)施，有效應(yīng)對徑流降水預(yù)處理問題，防止地表徑流在未處理前對道路周圍環(huán)境造成損壞。為優(yōu)化低影響開發(fā)理念，地表徑流總量應(yīng)達(dá)85%，橫斷面綠化帶綠化面積不能低于15%[3-4]。

2.4 邊坡支護(hù)保護(hù)方案設(shè)計(jì)

在市政道路邊坡支護(hù)方案中，應(yīng)充分結(jié)合海綿城市理念，使其有效回收、利用城市降雨。在道路邊坡上種植花草樹木，使其能夠有效吸收與利用地表雨水徑流，保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境。進(jìn)行邊坡保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，還要充分利用窗式和網(wǎng)式種植模式，可以保證土壤滲透性能。

進(jìn)行城市道路規(guī)劃時(shí)，必須對邊坡進(jìn)行合理支撐。使用生態(tài)邊坡防護(hù)措施時(shí)，需要針對不同的土壤情況，采取適當(dāng)?shù)氖┕し椒ê凸に嚕缛斯しN草、噴播植草、草皮平鋪以及土工網(wǎng)植草等，進(jìn)行邊坡支護(hù)保護(hù)。通過以上方式，可以提高邊坡防護(hù)工程的植物密度，達(dá)到良好的雨水存蓄、避免土壤流失、防止滑坡和邊坡失穩(wěn)等目的。

在生態(tài)坡地防護(hù)中，需要加強(qiáng)天然與人造的有機(jī)結(jié)合，并對灌木、喬木、草本進(jìn)行合理搭配，達(dá)到坡地植被的均衡。在挖掘和建造石質(zhì)邊坡的過程中，需要合理處理石質(zhì)邊坡的保護(hù)問題，需要對巖層的性質(zhì)進(jìn)行全面考慮，根據(jù)巖層的紋理，對其進(jìn)行最優(yōu)的設(shè)計(jì)。可以將坡度進(jìn)行適度減緩，并在坡腳處種植綠植，增強(qiáng)其生態(tài)保護(hù)作用，以達(dá)到對降雨的有效儲(chǔ)存。在植草槽的底部布設(shè)盲槽，可以達(dá)到對降雨的過濾效果。

2.5 道路的綠化帶設(shè)計(jì)

城市道路綠化帶可美化城市，又具備分隔交通功能，道路綠化帶設(shè)計(jì)為下沉式綠化帶，考慮在綠化帶處設(shè)計(jì)生物滯留帶及雨水濕地，路面雨水徑流有組織流入道路綠化帶，通過道路綠化帶滲透與儲(chǔ)存調(diào)節(jié)，吸納路面和道路周邊徑流。

為避免雨水徑流下滲過程破壞道路路基穩(wěn)定性與路基強(qiáng)度，應(yīng)設(shè)計(jì)防滲結(jié)構(gòu)。道路綠化帶植物選擇應(yīng)考慮雨水徑流水分條件，選擇類型為耐淹、耐鹽、耐污植物，最好是適應(yīng)性比較強(qiáng)的本土植物。

下沉式綠化帶的下沉深度應(yīng)通過土壤的滲透系數(shù)及植物本身耐淹性確定，一般要求10～20 cm；下沉式綠化帶內(nèi)部需設(shè)計(jì)雨水溢流出口，使大雨空氣雨水徑流能及時(shí)排放；雨水溢流出口高度一般應(yīng)高于綠化帶5～10 cm。

2.6 綜合規(guī)劃市政道路給排水系統(tǒng)

市政道路給排水系統(tǒng)工程建設(shè)復(fù)雜，在建設(shè)初期需要做好合理規(guī)劃設(shè)計(jì)，積極應(yīng)用海綿城市理念，提高城市積水處理效率[5-7]。充分利用城市道路各個(gè)位置，如綠化帶、車行道以及人行道等的積水滲透功能，排除堆積雨水，有效回歸利用[8]。

市政道路給排水系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 市政道路給排水系統(tǒng)

城市道路排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮城市內(nèi)澇，將溢流雨水及超標(biāo)徑流雨水同城市雨水管網(wǎng)系統(tǒng)銜接，保證城市道路排水系統(tǒng)通暢性。

（1）路面排水系統(tǒng)。

為保證城市交通的安全通行，在道路分隔帶以及人行道一側(cè)采用路緣石配置設(shè)計(jì)。為達(dá)到路面雨水快速匯集與及時(shí)排放要求，選擇在路面和路緣石銜接處設(shè)計(jì)成鋸齒形街溝，坡度超過3%。在綠化帶和生物滯留帶城市道路上，路面雨水徑流可經(jīng)由路緣石豁口處匯入排水系統(tǒng)。

（2）道路下面排水設(shè)計(jì)。

雨水徑流增大時(shí)，超標(biāo)雨水徑流可通過溢流系統(tǒng)排除，如果土壤雨水滲透能力一般，則可以設(shè)置沙礫層，鋪裝打孔型排水管網(wǎng)，及時(shí)排掉雨水。

3 結(jié)語

綜上所述，海綿城市低影響開發(fā)模式建設(shè)對于減少城市洪澇、控制城市污染、改善城市水體等意義重大。海綿城市建設(shè)應(yīng)充分結(jié)合道路路面材料、結(jié)構(gòu)層、生物滯留帶、道路橫斷面、邊坡支護(hù)、道路綠化帶、市政給排水系統(tǒng)等方面，實(shí)現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展。