孫應(yīng)昌

（昆明市政工程設(shè)計(jì)研究院（集團(tuán)）有限公司，云南 昆明 650228）

0 引言

每逢極端暴雨天氣，我國傳統(tǒng)城市道路往往內(nèi)澇現(xiàn)象頻現(xiàn)，面臨較大的排洪壓力，嚴(yán)重影響居民出行，并造成巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失。同時(shí)，我國大部分城市水資源形勢(shì)十分嚴(yán)峻，且對(duì)雨水資源利用不充分，長此以往，生態(tài)環(huán)境的平衡將遭到破壞。在此背景下，海綿城市理念應(yīng)運(yùn)而生，我國許多城市陸續(xù)頒布各項(xiàng)措施推動(dòng)海綿城市建設(shè)。本文主要分析海綿城市相關(guān)理論海綿城市對(duì)城市道路優(yōu)化的意義及原則，并從海綿城市出發(fā)提出相應(yīng)的城市道路優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

1 海綿城市理論

海綿城市是現(xiàn)階段城市建設(shè)新的發(fā)展方向，其指的是在維持城市生態(tài)平衡的基礎(chǔ)上，采用透水混凝土、透水瀝青混凝土、生態(tài)砂基透水磚等施工材料及氣流過濾裝置、調(diào)蓄設(shè)施、硅砂蓄水池等開展城市建設(shè)。因而，以海綿城市為導(dǎo)向的城市道路規(guī)劃設(shè)計(jì)，可提高雨水資源的收集率及利用率，有效應(yīng)對(duì)雨水災(zāi)害及雨水流失，提升城市防澇排水效果，維系城市生態(tài)平衡。目前，海綿城市在國內(nèi)外都有一定的應(yīng)用，而海綿城市最早可以追溯到20世紀(jì)末的瑞士，當(dāng)時(shí)瑞士實(shí)施的“雨水城市工程”，即號(hào)召民眾在房屋墻面打洞，將雨水引入蓄水池，然后利用其澆花或沖洗廁所。瑞士城市建設(shè)中融入海綿城市理念，不僅使城市生態(tài)趨于穩(wěn)定平衡，還有效提升了節(jié)水量。

2 海綿城市在城市道路設(shè)計(jì)中的作用

海綿城市理念下的道路規(guī)劃設(shè)計(jì)，能有效減少雨水污染問題，也是對(duì)地下水的有效補(bǔ)充，因而其在很大程度上可以維系城市生態(tài)平衡，同時(shí)能有效延長城市道路的使用壽命及提高其使用安全性，有效維系城市建設(shè)效果，因而我國許多城市大規(guī)模推廣海綿城市。

1）有效避免雨水污染問題 夏季多雨季節(jié)，雨水與地面重金屬物質(zhì)易一起沖入排水系統(tǒng)，使生態(tài)環(huán)境及居住環(huán)境受到嚴(yán)重污染。在海綿城市導(dǎo)向下，城市道路設(shè)計(jì)需要考慮到雨水的過濾清潔及其他物質(zhì)的分解，以保護(hù)生態(tài)資源。因而，海綿城市導(dǎo)向下城市道路設(shè)計(jì)的方針是將雨水直接排入地下，并且配置了微生物及重金屬分解系統(tǒng)，從而有效避免有害物質(zhì)危害生態(tài)環(huán)境，維護(hù)城市生態(tài)平衡。

2）有效減少城市內(nèi)澇災(zāi)害 目前國內(nèi)外已經(jīng)有諸多的海綿城市實(shí)踐，傳統(tǒng)海綿城市往往只注重排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，但海綿城市的建設(shè)絕不僅限于排水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在許多國外海綿城市道路設(shè)計(jì)中，比如瑞士，除了優(yōu)化排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，還設(shè)計(jì)良好的滲水管道系統(tǒng)、滯水管道系統(tǒng)及蓄水管道系統(tǒng)，從而建立完善的城市雨水排放管道系統(tǒng)，有效解決城市內(nèi)澇災(zāi)害，維系城市建設(shè)效果，保障道路工程整體質(zhì)量。

3）有效補(bǔ)充地下水資源 傳統(tǒng)的海綿城市設(shè)計(jì)，往往只重視排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)于雨水資源的循環(huán)使用卻極少重視，造成嚴(yán)重的水資源浪費(fèi)，偏離海綿城市道路設(shè)計(jì)初衷。因而，海綿城市設(shè)計(jì)應(yīng)設(shè)置雨水循環(huán)利用系統(tǒng)，如可以使用LID雨水設(shè)計(jì)系統(tǒng)，使雨水更好地滲透到地下，然后通過過濾系統(tǒng)處理雨水資源，使過濾后的雨水資源進(jìn)入地下水資源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地下水資源的有效補(bǔ)充，這對(duì)于水資源匱乏的城市無疑是一個(gè)福音，目前，LID雨水設(shè)計(jì)系統(tǒng)在國內(nèi)外都有一定的應(yīng)用實(shí)踐。

3 海綿城市導(dǎo)向下城市道路設(shè)計(jì)優(yōu)化原則

在傳統(tǒng)海綿城市設(shè)計(jì)中，由于過多重視排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，而忽視了海綿城市道路設(shè)計(jì)的其他方面，因而本文主要闡述城市道路優(yōu)化設(shè)計(jì)原則，主要包括透水性原則、環(huán)保性原則及協(xié)調(diào)性原則。

1）透水性原則 傳統(tǒng)海綿城市道路設(shè)計(jì)中，過于重視道路路面的排水設(shè)置，而忽視道路橫斷面的排水設(shè)置，因而不利于整個(gè)城市排水系統(tǒng)的完善。比如機(jī)動(dòng)車道與非機(jī)動(dòng)車道的道路橫斷面，往往將其設(shè)置為不透水，影響了城市道路雨水的排放效率。因此，在道路優(yōu)化設(shè)計(jì)中，應(yīng)逐步改善其不透水性質(zhì)，提升城市道路的排放效率，有效解決城市內(nèi)澇現(xiàn)象。

2）環(huán)保性原則 在海綿城市道路設(shè)計(jì)中，以環(huán)保為原則對(duì)城市道路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，才不違背海綿城市建設(shè)的初衷。比如，道路設(shè)計(jì)應(yīng)避免與城市水文環(huán)境產(chǎn)生沖突，保障水資源安全性及調(diào)控便利性；城市道路污水處理系統(tǒng)應(yīng)將污水排放時(shí)間分散開來，以避免污水匯流，減少對(duì)環(huán)境的影響。

3）協(xié)調(diào)性原則 城市道路工程是城市建設(shè)的重要內(nèi)容，在海綿城市道路優(yōu)化設(shè)計(jì)中，應(yīng)重視城市道路設(shè)計(jì)與城市功能相協(xié)調(diào)，合理規(guī)劃城市道路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使城市道路系統(tǒng)不影響正常的城市功能，保障城市功能的有效發(fā)揮，在真正意義上實(shí)現(xiàn)“海綿城市”建設(shè)初衷。

4 海綿城市導(dǎo)向下城市道路設(shè)計(jì)優(yōu)化研究

在海綿城市導(dǎo)向下，城市道路設(shè)計(jì)應(yīng)充分吸取國內(nèi)外海綿城市實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，如前文所述的瑞士，還有我國的上海、海南等；樹立嶄新的觀念，打破傳統(tǒng)海綿城市建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)；建立完善的海綿城市建設(shè)組織體系，提升海綿城市建設(shè)效率。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)各個(gè)城市不同的氣候條件及自然條件，全力推進(jìn)海綿城市下城市道路設(shè)計(jì)優(yōu)化。以下主要針對(duì)城市道路系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出相關(guān)建議。

4.1 道路系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

我國現(xiàn)階段的道路系統(tǒng)中機(jī)動(dòng)車道與非機(jī)動(dòng)車道的路面不具備較高的透水性，如果遇到夏季極端暴雨天氣，雨水容易集聚，形成內(nèi)澇災(zāi)害，影響車輛通行。因而，應(yīng)以海綿城市理論進(jìn)行機(jī)動(dòng)車道及非機(jī)動(dòng)車道的設(shè)計(jì)優(yōu)化，即機(jī)動(dòng)車道及非機(jī)動(dòng)車道路面基層需要采用透水性能不高的材料進(jìn)行施工，從而保證路面強(qiáng)度，滿足通行需要，同時(shí)在路面基層設(shè)置通往地下水井的排水管道系統(tǒng)，以便于路面排水，有效解決內(nèi)澇災(zāi)害；路面上層，可以選用透水性能較強(qiáng)的施工材料，如透水水泥混凝土、透水瀝青混凝土等，提升其排水效果。至于人行道，可以在路面基層設(shè)置直通入水井的排水管道系統(tǒng)，而其路面上層由于不需要十分高的路面強(qiáng)度，可以選用透水磚鋪設(shè)，便于雨水的排出。

4.2 道路橫斷面設(shè)計(jì)優(yōu)化

目前，我國城市道路橫斷面一般包括單幅路、兩幅路、三幅路及四幅路等。這里主要介紹單幅路。單幅路形式是我國城市最常用的一種橫斷面布置形式，一般由人行道、綠地、機(jī)非混行車道組成，其中機(jī)非混行車道處于道路中間，人行道處于機(jī)非混行車道兩側(cè)，綠地分別位于人行道兩側(cè)。如果在機(jī)非混行車道及人行道之間設(shè)置雨水口，那么由于兩側(cè)雨水口排放雨水較少，則無法有效解決城市內(nèi)澇問題。因而，對(duì)于單幅路而言，應(yīng)保留兩側(cè)雨水口，并擴(kuò)大機(jī)非混行車道兩側(cè)的綠化面積，使綠化帶寬度不小于3m；如果綠化帶寬度小于3m，則不應(yīng)設(shè)置下凹式樹帶。另外，在綠化帶地下設(shè)置排水管道系統(tǒng)，以便于雨水滲透，解決城市內(nèi)澇問題。

4.3 道路綠化帶設(shè)計(jì)優(yōu)化

在傳統(tǒng)理念下，道路排水系統(tǒng)是通過道路橫坡將雨水排入道路兩側(cè)的雨水口，因而車道的綠化帶高度一般比路面高出10～20cm，這種設(shè)計(jì)僅適用于降雨量較少的情形，一旦降雨量較大，就很容易導(dǎo)致城市內(nèi)澇災(zāi)害，也造成水資源的浪費(fèi)。海綿城市理念下道路縱斷面設(shè)計(jì)優(yōu)化，將原有的綠化帶改為下沉式綠化帶，下沉式綠化帶一般低于路面5～10cm；同時(shí)，下沉式綠化帶內(nèi)設(shè)排水設(shè)施系統(tǒng)，當(dāng)雨量較大時(shí)，雨水可以通過橫坡流入下沉式綠化帶等區(qū)域，減輕城市內(nèi)澇災(zāi)害。同時(shí)，道路綠化帶優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)與城市自身?xiàng)l件相契合，比如城市內(nèi)澇頻發(fā)，可以在道路綠地處設(shè)置調(diào)節(jié)塘，以緩解城市內(nèi)澇現(xiàn)象。而調(diào)節(jié)塘又可以在干旱時(shí)期作為水資源的補(bǔ)充，比如城市較為干旱，可設(shè)置雨水蓄水池，在雨季存儲(chǔ)雨水，在干旱時(shí)期再凈化使用。

4.4 道路排水口優(yōu)化設(shè)計(jì)

在海綿城市建設(shè)中，道路排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是不可或缺的一環(huán)。在進(jìn)行排水口優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮排水口水體流動(dòng)與整體規(guī)劃結(jié)構(gòu)的合理性，促進(jìn)水體正常排放，保證水體污垢的有效處理；同時(shí)還應(yīng)考慮地上排水系統(tǒng)與地下水循環(huán)系統(tǒng)之間的銜接，從而保障排水口的合理設(shè)計(jì)。此外，在道路排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)注重以下2點(diǎn)：①道路排水口應(yīng)分為頂層結(jié)構(gòu)及底層結(jié)構(gòu)，頂層結(jié)構(gòu)與底層結(jié)構(gòu)之間應(yīng)以金屬籠蓖作為間隔，從而減少雜物及污泥，保證排水管道的暢通；②應(yīng)合理調(diào)節(jié)道路地面滲水及地下水源結(jié)構(gòu)，設(shè)置水體凈化設(shè)施，對(duì)兩側(cè)水體進(jìn)行凈化與應(yīng)用，同時(shí)設(shè)置路面滲水系統(tǒng)及綠化帶滲水渠道，以滿足海綿城市設(shè)計(jì)要求。此外，還需要對(duì)道路排水管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，如果城市道路排水管網(wǎng)具有多個(gè)管段，則其上游排水管段必然會(huì)對(duì)下游排水管段造成一定影響，此時(shí)應(yīng)對(duì)各排水管段進(jìn)行優(yōu)化，使單端排水管段的性能發(fā)揮到最佳，從而保證道路排水管網(wǎng)的正常運(yùn)行。

5 結(jié)語

城市道路工程是海綿城市建設(shè)的重要內(nèi)容，合理的城市道路規(guī)劃不僅有助于保障交通安全暢通，而且可以解決城市的內(nèi)澇問題。因而，本文從海綿城市的視角分析了現(xiàn)階段城市道路設(shè)計(jì)優(yōu)化的作用及原則，并從道路系統(tǒng)、道路橫斷面、道路綠化帶、道路排水口提出相應(yīng)的優(yōu)化方案，以促進(jìn)海綿城市建設(shè)。