張緒斌

（領(lǐng)睿建設(shè)工程有限公司，廣東江門 529000）

0 引言

現(xiàn)階段，城市生態(tài)環(huán)境問題越發(fā)嚴(yán)重，尤其是在極端惡劣天氣出現(xiàn)頻率增高的情況下，大范圍降水所導(dǎo)致的交通擁堵、居民傷亡等問題已受到全社會的廣泛關(guān)注。在這一背景下，相關(guān)學(xué)者提出了海綿城市理念，這對提高城市的抗洪排水能力有重要意義，可以最大限度地為居民的正常生活提供保障。現(xiàn)階段，海綿城市理念已在我國得到有效推廣，并成為指導(dǎo)市政項目設(shè)計、建設(shè)的關(guān)鍵思想。

1 海綿城市理念

海綿城市是新一代城市雨洪管理理念，是指城市可以像海綿一樣，在適應(yīng)環(huán)境變化及應(yīng)對因雨水等因素所造成的自然災(zāi)害方面，表現(xiàn)出良好的“彈性”。因此，從功能上來看，與傳統(tǒng)城市相比，海綿城市可以在下雨時完成吸水、蓄水與滲水任務(wù)，能夠更好地提高水資源利用率，滿足城市用水需求，也能更好地順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展要求。全面構(gòu)建海綿城市，能夠極大限度地緩解城市發(fā)展過程中所面臨的蓄水壓力，進一步改善城市的生態(tài)環(huán)境，提升水資源的利用率，促進城市更好地發(fā)展。

為了更好地滿足海綿城市市政工程項目要求，在工程設(shè)計過程中應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕邓闆r，制定針對性的設(shè)計方案，并通過多樣化的技術(shù)手段，提高道路的濾水與凈水效果等。同時，在方案設(shè)計中，應(yīng)改變傳統(tǒng)設(shè)計方法，如在人行道或者機動車道設(shè)計中，改進路面結(jié)構(gòu)層、采用高滲透性的材料等，使路面積水能夠被快速吸收、蓄存，滿足海綿城市對路橋的功能性要求。

2 海綿城市在市政路橋設(shè)計中的體現(xiàn)

2.1 常見的應(yīng)用方式

作為一種現(xiàn)代化的城市規(guī)劃設(shè)計思想，海綿城市理念對市政路橋設(shè)計產(chǎn)生了極大的影響，使設(shè)計人員打破了傳統(tǒng)設(shè)計理念的桎梏，也使路橋設(shè)計取得了新的突破。目前，較為常見的海綿城市市政路橋設(shè)計方案有以下幾種：

第一，改變傳統(tǒng)的路橋設(shè)計方法，將傳統(tǒng)的促進路橋排水模式改為分散吸水模式，不斷增強市政道路交通系統(tǒng)的滯水與蓄水能力。

第二，在設(shè)計方案中確定控制地面污染源以及削減地表徑流的目標(biāo)。

第三，在路橋綠化隔離帶設(shè)計中做到因地制宜，根據(jù)現(xiàn)場情況合理選擇生物滯留地、下沉式綠地等形式，或者根據(jù)需要設(shè)置開孔側(cè)石等，促進雨水向綠化帶流動，強化綠地空間對雨水的吸收與滯留能力。

第四，在市政人行道、停車場等道路系統(tǒng)的設(shè)計中，選擇透水鋪裝系統(tǒng)，改進鋪裝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增強道路的透水性。

第五，進一步發(fā)揮城市廣場的功能，如通過下沉式的結(jié)構(gòu)，配合相應(yīng)的配套調(diào)配設(shè)施，減少雨水滯留問題，通過逐步海綿化改造，強化其蓄水效果。在海綿城市理念下，無論采取何種市政路橋設(shè)計方案，都需要保證其與城市發(fā)展規(guī)劃、環(huán)境保護要求等相適應(yīng)。

2.2 具體設(shè)計策略

2.2.1 車行道設(shè)計

在設(shè)計過程中，考慮到車行道會長期受到車輛荷載，所以可選擇透水性強以及有較高孔隙率的透水瀝青混凝土為主要施工材料，這種設(shè)計方案的主要優(yōu)點在于，可以使雨水下滲并補充到地下水中，但部分大型城市的行車道路路面可能伴有嚴(yán)重的雨水污染，若單方面提升道路吸水量可能污染水源，所以建議采用常規(guī)不透水路面材料，此時機動車道與非機動車道的路面組合形式不同。

其中，機動車道路面組合設(shè)計方案為：瀝青混凝土4cm+乳化瀝青黏層油PC-3+中粒式瀝青混凝土AC-20（6cm）+乳化瀝青透層油+石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石層（18cm）+石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石基層（18cm）。非機動車道路路面組合設(shè)計方案為：細(xì)粒式瀝青混凝土AC-10（2.5cm）+乳化瀝青黏層油PC-3+中粒式瀝青混凝土AC-16（4cm）+乳化瀝青透層油PC-2+石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石層（18cm）+石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石基層（18cm）。

2.2.2 人行道設(shè)計

在人行道設(shè)計中，應(yīng)選擇性能良好的防滲水土工布，保證鋪設(shè)地段的平整度，相鄰防滲水土工布的搭接長度應(yīng)大于等于2m；在土工布上方鋪設(shè)碎石層，厚度小于22.5mm，壓碎值＜25%，碎石的直徑應(yīng)≥8mm。在碎石層上設(shè)置排水管或者盲管等，通常選擇高分子樹脂材料為排水管底層，這種方法可以保證系統(tǒng)具有良好的抗腐蝕能力，還能提升排水效果。在上述流程結(jié)束后，澆筑透水性混凝土，強化道路性能。

2.2.3 生態(tài)滯留帶設(shè)計

在生態(tài)滯留帶設(shè)計中，考慮到隔離帶綠化區(qū)域?qū)π钏Ч兄苯佑绊?，因此可降低隔離帶高度，將之設(shè)計成下凹式濾帶，其較傳統(tǒng)的隔離帶有更好的集水效果。也可以通過優(yōu)化隔離帶的植物的方式打造生態(tài)滯留帶，如選擇具有良好親水性的植物，這樣不僅能強化集水效果，在容易發(fā)生積水的夏秋季植物的長勢會更好，可以提升景觀質(zhì)量。

例如，某項目在生態(tài)滯留帶設(shè)計中采用了下凹式的隔離帶結(jié)構(gòu)，其中下凹深度20cm；對隔離帶內(nèi)的土層進行改造，改造后的隔離帶土層結(jié)構(gòu)為40cm 種植土+30cm 填料層+30cm 礫石層等，并在隔離帶最下方設(shè)置了防滲土工布，整個結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

按照圖1 的結(jié)構(gòu)對隔離帶進行改造后，雨水經(jīng)過層層過濾最終流入地下。植被選擇大葉黃楊球，該植物有一定的耐寒性，生長高度約為1m，不會影響車輛駕駛?cè)藛T的視距，該方案具有可行性。

圖1 隔離帶結(jié)構(gòu)圖

2.2.4 道路結(jié)構(gòu)設(shè)計

當(dāng)前市政道路的滲透系數(shù)應(yīng)≥7.0×10m/s，為實現(xiàn)這一標(biāo)準(zhǔn)，在道路結(jié)構(gòu)設(shè)計中，建議采用透水鋪裝的設(shè)計方法，該結(jié)構(gòu)為：最下層為素土夯實層，上方設(shè)置10～15cm 的級配碎石，碎石層上方灌注10～15cm的透水水泥混凝土；透水水泥混凝土上方鋪設(shè)一層約3cm 的中砂；在中砂的最上層可鋪設(shè)8cm 的透水磚。

2.2.5 下凹式綠地排水系統(tǒng)設(shè)計

在下凹式綠地排水系統(tǒng)設(shè)計中，對機動車道路兩側(cè)的綠化帶結(jié)構(gòu)進行改進，將其調(diào)整為下凹式結(jié)構(gòu)，使標(biāo)高低于路面平均高度，這種結(jié)構(gòu)的顯著優(yōu)點在于，可以確保道路路面積水快速向綠化帶處聚集。同時，在結(jié)構(gòu)中增設(shè)雨水口，雨水口的主要功能是，在降雨天氣下促使雨水向綠化帶處聚集，隨著綠化帶中的水不斷增加，可經(jīng)過雨水口匯入市政管網(wǎng)。從效果上來看，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計方案不僅可以滿足綠化帶植被用水的基本需求，也可以有效凈化雨水，能夠滿足水資源二次利用的要求。

2.2.6 微地形處理

微地形處理方案可以進一步提升道路的蓄水能力，如在道路中央設(shè)置下凹式綠化帶，或者在道路兩側(cè)的綠化帶中設(shè)置生態(tài)植草溝等，均可以實現(xiàn)上述目標(biāo)。以生態(tài)植草溝為例，每個溝的深度為20cm，在草溝的作用下，可以促使水匯集，通過植草溝的滲透作用，將水排放至周圍流域。

3 工程實例分析

3.1 工程概況

某道路是城市的主干路，道路總長度為13.5km，道路紅線設(shè)計寬度100m，根據(jù)《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》的相關(guān)內(nèi)容，可以將該項目劃分為Ⅳ區(qū)。案例項目的徑流空置率以及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)等可以參照表1 的相關(guān)數(shù)據(jù)。

表1 項目所在地的相關(guān)信息

根據(jù)表1 的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，項目所在地的平均降雨量約為20mm，考慮特殊情況的影響，按照70% 的標(biāo)準(zhǔn)計算。

從項目所在地的實際情況來看，因為項目所處位置的市政道路集中，公共交通線路多，加之雨水滲透性弱，導(dǎo)致大量有利用價值的雨水被阻隔在地面上，尤其是在夏季降雨量突然變多的情況下，會造成嚴(yán)重的城市內(nèi)澇，對居民的日常生活產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

3.2 道路排水設(shè)計方案

3.2.1 用自然排水系統(tǒng)取代綠化帶

在案例項目中，自然排水系統(tǒng)為道路兩側(cè)寬度約為3.5m、深度0.2m 的生態(tài)植草溝，其長度約為600m，沿道路縱向布置；該自然排水系統(tǒng)中分別設(shè)置了兩個高點與兩個低點，兩個低點相交，形成出水口。

該項目的生態(tài)植草溝中包括碎石、水洗砂等材料，并在植草溝中種植了一定量的草及灌木等；在路牙上設(shè)置開孔，確保道路中的積水能夠快速匯集；因積水?dāng)?shù)量增加會導(dǎo)致蓄水量超標(biāo)，并造成生態(tài)植草溝雨水外溢的情況，故該項目中在碎石層上鋪設(shè)盲管，在系統(tǒng)最低點位置將集水管連接至集水井；沿生態(tài)植草溝邊緣位置鋪設(shè)土工布并鋪設(shè)瀝青層。

3.2.2 用透水混凝土替換人行道鋪裝

為保證該項目的雨水滲透率，項目設(shè)計人員在全面考慮透水路面的技術(shù)合理性后，在設(shè)計方案中大量采用可滲透混凝土材料，該材料可以保證積水快速下滲；并在道路結(jié)構(gòu)下設(shè)置盲管，確保雨水可以快速滲入，避免行人行走時打滑。

3.2.3 用開口路牙取代常規(guī)路牙

為了促進路面水的擴散與滲透，該項目在路牙位置打口，促進水流通。該項目中每隔30～50cm 位置開孔路牙，促進雨水匯集。

3.3 生態(tài)滯留帶工程建設(shè)

在項目道路交叉路口的低點位置建設(shè)三個小型雨水花園，該雨水花園的功能是調(diào)蓄種植草溝的雨水；每個雨水花園的面積均為10m，在雨水花園中用粗粒河卵石取代植物，這種方法不僅能增加地表徑流，也能促進植草溝徑流中的懸浮垃圾的沉淀。

根據(jù)既往經(jīng)驗，在相關(guān)附屬設(shè)施設(shè)計中，平緣石應(yīng)與地面平齊，形成一體化的路面結(jié)構(gòu)，促進雨水排放，但部分垃圾也會隨著雨水進入并造成污染。所以該項目根據(jù)實際情況，在路緣石設(shè)計方案中采用開口式立緣石方案，其數(shù)據(jù)參數(shù)為49.5cm×12cm×30cm，在路緣石的中央位置設(shè)置25cm×12cm×10cm 的孔，將兩個路緣石拼湊成開口路緣石，路緣石埋深10cm，在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，橫坡從向道路外側(cè)改為向道路內(nèi)側(cè)的設(shè)置方案，如此設(shè)計不僅能有效解決機動車道的積水問題，也可以阻擋污染物流入。

3.4 應(yīng)用效果評價

該項目在海綿城市市政路橋設(shè)計中，在不影響人行道與車道結(jié)構(gòu)強度的基礎(chǔ)上，通過上述措施有效減少了道路積水問題，促進積水向地下滲透；采用橫斷面設(shè)計方案，使隔離帶同時具有雨水過濾以及滲透的功能；該結(jié)構(gòu)在不影響路緣石強度的基礎(chǔ)上，在路緣石結(jié)構(gòu)中打造開口，使整個結(jié)構(gòu)有良好的過濾污水以及保證雨水水質(zhì)的功能；在隔離帶中種植該地區(qū)常見的親水性植物，可以保證親水植物的生存率，并提升濾水效果。

該市政路橋項目自2021年改造結(jié)束后，整個夏季道路未發(fā)生積水現(xiàn)象，隔離帶中的植物長勢良好，尚未發(fā)現(xiàn)植物死亡等現(xiàn)象，證明該項目的路橋設(shè)計方案取得了令人滿意的效果。

4 結(jié)語

在海綿城市理念的影響下，市政路橋設(shè)計也被賦予了新的內(nèi)涵，為順應(yīng)這一發(fā)展趨勢，設(shè)計人員應(yīng)從工程項目所在地區(qū)的實際情況入手，如通過優(yōu)化生態(tài)滯留帶設(shè)計、強化微地形處理等方法，滿足海綿城市發(fā)展的需求。上述工程案例取得了令人滿意的效果，對其他地區(qū)的路橋規(guī)劃設(shè)計有一定的借鑒意義，因此其他地區(qū)的相關(guān)項目可借鑒此成功經(jīng)驗，合理設(shè)計路橋方案，打造出更加完善的市政工程項目。