楊 帆

（中國市政工程中南設(shè)計研究總院有限公司, 湖北 武漢 430010）

0 引言

市政道路的設(shè)計質(zhì)量是其建設(shè)質(zhì)量的重要前提，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循規(guī)范的設(shè)計原則[1]：不僅要滿足城市總體規(guī)劃要求，避免市政道路建設(shè)和周邊規(guī)劃用地產(chǎn)生沖突，還應(yīng)當(dāng)密切配合其他路網(wǎng)現(xiàn)狀及規(guī)劃，確?？梢赃_(dá)到城市路網(wǎng)層次分明、功能完善以及交通流轉(zhuǎn)快捷等要求；不僅要遵循環(huán)保節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的原則，還要滿足城市交通功能的要求；不僅要因地制宜，還要貫徹“海綿城市”的理念。本文就“海綿城市”理念在市政道路設(shè)計中的運(yùn)用策略進(jìn)行分析。

1 “海綿城市”理念的內(nèi)涵及其作用

1.1 “海綿城市”理念的內(nèi)涵

我國“海綿城市”建設(shè)工作開始于2014 年，其對于城市市政道路給排水產(chǎn)生了明顯影響，不僅為合理運(yùn)用城市內(nèi)部水資源提供了巨大的促進(jìn)作用，還可以有效緩解市政道路雨天排水受阻所引發(fā)的水污染問題?！昂＞d城市”理念主要是針對城市雨水管理提出的，其可以更加彈性地應(yīng)對環(huán)境變化以及雨水造成的自然災(zāi)害，可以有效改善傳統(tǒng)城市建設(shè)問題[2]。進(jìn)行“海綿城市”建設(shè)時會使用較多的透水磚以及下沉式綠地等環(huán)保措施排出城市積水，從源頭上分散雨水以及緩慢釋放，既可以對雨水進(jìn)行有效收集，還能夠有效避免洪澇災(zāi)害的發(fā)生。我國十分重視“海綿城市”的建設(shè)，并且規(guī)劃了長期的建設(shè)目標(biāo)，具體如表1 所示?！昂＞d城市”理念的終極目標(biāo)為建設(shè)出具有綠色、環(huán)保、生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展特點(diǎn)的現(xiàn)代化城市。

表1 “海綿城市”建設(shè)目標(biāo)

1.2 “海綿城市”理念在市政道路設(shè)計中的作用

“海綿城市”理念在市政道路設(shè)計中的應(yīng)用，不僅可以對雨水初期路面污染問題進(jìn)行改善，還有助于水資源利用率的提升以及有效防范洪澇災(zāi)害。降雨來臨時初期雨水降落過程會對空氣中的汽車尾氣以及酸性氣體等污染氣體進(jìn)行溶解，所以初期雨水具有極強(qiáng)的污染性。應(yīng)用“海綿城市”理念開展城市建設(shè)，可以在路面或者綠化帶表面設(shè)置具有合適配比的沸石、蛭石、煤渣以及陶粒等基質(zhì)，可以降低雨水滲透速度，還能促進(jìn)污染物的降解，并且可以對城市雨水收集效率進(jìn)行提升。雨水屬于一種比較容易處理的自然資源，經(jīng)過科學(xué)處理達(dá)到飲用水要求之后可以作為日常用水循環(huán)利用，主要可以用來洗衣服、沖廁所，同時也可以作為消防用水，達(dá)到節(jié)約使用飲用水的效果。經(jīng)過“海綿城市”處理過的雨水資源也可以用作工業(yè)生產(chǎn)，比如對生產(chǎn)機(jī)器以及工作場所進(jìn)行清洗，減少工業(yè)用水量。另外，“海綿城市”理念在市政道路設(shè)計中的應(yīng)用，還可以對洪澇災(zāi)害進(jìn)行有效防范，主要是因為其可以對城市排水壓力進(jìn)行有效緩解，在降雨量超過城市雨水灌渠系統(tǒng)時，利用超標(biāo)雨水徑流排放系統(tǒng)排出多余水量，避免雨水堆積所引發(fā)的一系列危害，及時排出雨水還能夠?qū)υO(shè)施腐蝕情況進(jìn)行緩解。

2 “海綿城市”理念在市政道路設(shè)計中的運(yùn)用策略

現(xiàn)階段，很多城市的市政道路給排水系統(tǒng)都存在明顯的問題，大多數(shù)給排水系統(tǒng)都存在老舊以及功能喪失等問題，在遭遇大雨時經(jīng)常發(fā)生路面積水問題。以往市政道路設(shè)計基本上以鋪設(shè)瀝青等材料為主，雖可以保證道路使用年限，但是在透水性方面比較差，自然界正常泥土可以將80%的雨水滲透入地下，而城市道路面只能夠滲透20%的雨水，這也是造成城市雨水資源利用率低的主要原因。因此有必要將“海綿城市”理念應(yīng)用至市政道路設(shè)計中，在設(shè)計過程應(yīng)當(dāng)遵循“海綿城市”理念的資源節(jié)約原則、環(huán)保性原則、防積水原則以及經(jīng)濟(jì)性原則等，主要可以從以下幾方面入手運(yùn)用“海綿城市”理念。

2.1 綠化帶的運(yùn)用

綠化帶在市政道路設(shè)計中具有較大的占比，同時也發(fā)揮著重要的基礎(chǔ)作用，為了更好地儲存雨水，應(yīng)當(dāng)提升綠化帶設(shè)計的科學(xué)性。首先應(yīng)保證綠化帶高度低于道路本身高度，總高度應(yīng)與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相符合，避免超過預(yù)定高度范圍。綠化帶不僅可以對空氣中的粉塵進(jìn)行吸收，達(dá)到凈化空氣的目的，同時還可以吸收雨水避免路面積水。在綠化帶設(shè)計中首先需要對雨水收集問題引起重視，可以在市政道路中設(shè)置標(biāo)高低于路面15cm 左右的綠化帶，同時均勻設(shè)置雨水口，確保管道系統(tǒng)和綠化帶的銜接符合相關(guān)規(guī)范要求，為雨水可以順利進(jìn)入綠化帶提供保障[3]。其次，還應(yīng)當(dāng)關(guān)注雨水過濾問題，主要是將過濾結(jié)構(gòu)層安裝在綠化帶位置，通過過濾提升雨水清潔度，為儲存和再次使用雨水創(chuàng)造條件。最后，還應(yīng)當(dāng)重視排放設(shè)計，面對雨水量過大的情況可以利用綠化帶中的溢流系統(tǒng)將雨水順利排到市政管網(wǎng)完成循環(huán)利用。綠化帶設(shè)計不僅要滿足城市綠化需求，還應(yīng)當(dāng)滿足城市雨水收集要求。

2.2 車行道的運(yùn)用

在“海綿城市”理念下進(jìn)行車行道設(shè)計，應(yīng)深入分析行車道地面性能，并且還應(yīng)對地下水高度進(jìn)行充分考慮，以此為依據(jù)選擇合理的滲透性材料，確?？梢赃_(dá)到雨水滲透要求及標(biāo)準(zhǔn)，同時還應(yīng)合理增加透水裝置，促進(jìn)車行道雨水滲透性能的提升，既有利于地下水的補(bǔ)充，還能夠緩解路面積水所引發(fā)的路面病害問題。車行道面層與上基層設(shè)計時可采用透水材料，在對下基層設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)設(shè)置非透水性材料，再配合使用市政排水管道，確保雨水可以順利流到車行道周邊綠化帶以及城市雨水管網(wǎng)，防止路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)積水，造成破壞。

2.3 人行道的運(yùn)用

在應(yīng)用“海綿城市”理念進(jìn)行市政道路人行道設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)對具有開放擴(kuò)散性的路面材料進(jìn)行充分利用，確保水流可以有效滲透。人行道設(shè)計采用彩色透水混凝土或透水磚，同時涂抹彩色透水涂料不僅可以預(yù)防路面積水，還能夠避免雨水快速滲透，既有利于土壤水分的保持，還能夠達(dá)到補(bǔ)充地下水儲量的目的，為維持地下環(huán)境平衡提供保障。透水涂層獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)可以在有效吸熱的基礎(chǔ)上對熱能進(jìn)行儲存，在對路面溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，有效調(diào)整城市濕度以及溫度，以降低城市熱島效應(yīng)發(fā)生的概率。另一方面，透水涂層還可以利用其較高的孔隙率對城市噪音進(jìn)行吸收，在一定程度上緩解城市噪音污染問題。合理應(yīng)用透水涂料頂層、基層以及緩沖層，依據(jù)實(shí)際需求選擇透水混凝土層或者透水磚層路面設(shè)計，可以獲得不同的人行道排水效果。一般情況下，路面孔隙率與減少徑流的效果呈明顯的正相關(guān)關(guān)系。為了更加有效地收集雨水，對徑流進(jìn)行控制，合理應(yīng)用凹形綠地、人工濕地、雨水蓄水池等技術(shù)，相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)在對現(xiàn)場進(jìn)行全面調(diào)查的基礎(chǔ)上，對人行道路面坡度進(jìn)行精準(zhǔn)計算，最大限度提升人行道的排水效率。為了實(shí)現(xiàn)資源的二次利用，可以將雨水收集以及凈化系統(tǒng)設(shè)計在人行道下部，同時將礫石層設(shè)計在人行道兩邊，配合下部雨水收集系統(tǒng)再次利用雨水。以長沙市中心城區(qū)東部的西龍路“海綿城市”設(shè)計為例，主要對人行道以及非機(jī)動車道進(jìn)行透水鋪裝，配套生態(tài)樹池和下凹式生物滯留帶?？紤]到該城市雨季長、雨量大的特點(diǎn)以及城市雨水匯流的形成主要集中于城市各類建筑、設(shè)施、道路等硬質(zhì)墊面下的情況，對其進(jìn)行海綿化改造，確保部分雨水可以通過人行道的透水鋪裝下滲，對雨水年徑流總量、懸浮物總量進(jìn)行源頭處的削減，分別對人行道和非機(jī)動車道進(jìn)行透水鋪裝，可以將人行道透水鋪裝分為6cm厚的透水磚面層、3cm 厚中粗砂找平層，在兩者之間設(shè)計透水土工布作為墊層。

2.4 雨水口的運(yùn)用

雨水口能對路面雨水進(jìn)行收集，一般將其設(shè)計在機(jī)動車道以及非機(jī)動道的邊緣部位。在應(yīng)用“海綿城市”理念進(jìn)行雨水口設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)在傳統(tǒng)雨水口設(shè)計基礎(chǔ)上增設(shè)截污裝置，以降低和防止污染物對水體產(chǎn)生影響。另外，在設(shè)計過程還應(yīng)利用路緣石有效連接雨水口?？梢栽O(shè)計與市政道路高度相同的路緣石，面對大量降雨時可以順利向周邊綠化帶排放雨水，為后續(xù)雨水收集創(chuàng)造有利條件。另外，也可以設(shè)計高于路面設(shè)計標(biāo)高大約15cm 的路緣石，確保雨水可以順著排放位置輸送至雨水口內(nèi)，對雨水堆積問題進(jìn)行有效緩解。在實(shí)際設(shè)計過程中，可以根據(jù)具體排水要求，合理設(shè)計結(jié)構(gòu)方案，對雨水徑流效果進(jìn)行充分考慮。

2.5 生物滯留帶的運(yùn)用

“海綿城市”理念十分重視生物滯留帶的作用。具體地講，生物滯留帶主要是通過植被以及其他環(huán)境介質(zhì)的保留和積累功能，對城市雨水進(jìn)行有效收集和調(diào)節(jié)，通過增加雨水入滲減緩城市熱島效應(yīng)。在設(shè)計過程一般將生物滯留帶設(shè)計在道路兩側(cè)，也可以再開發(fā)綠化帶，在發(fā)展生物滯留帶時需要對表層植被進(jìn)行覆蓋。植被茂密程度與污染物去除能力呈明顯正相關(guān)關(guān)系，生物滯留帶可以對懸浮雨水進(jìn)行有效吸收，主要需要對植被高度進(jìn)行合理控制。一般設(shè)計滯留帶（如圖1所示）為長寬比大于3:1 的長條形，外表與一般的綠化隔離帶具有較高相似度，主要功能為對路面徑流進(jìn)行處置，可替代停車場、道路及高速公路中間的綠化隔離帶，達(dá)到凈化、輸送道路徑流和營造景觀的多重目的。滯留花壇一般高于地面，為半地下式，周邊有混凝土矮墻圍擋，也可以是一個預(yù)制的混凝土單元。以重慶市某條城市次干路的生物滯留帶設(shè)計為例，道路路幅寬度為26m，其中人行道5.5m，設(shè)計生物滯留帶設(shè)施凈寬為1.5m，在斑馬線處斷開，并且利用溢流井連接市政雨水系統(tǒng)，還將環(huán)保式雨水口設(shè)計在公交停車港位置，利用路緣石側(cè)壁的孔洞將道路雨水排到生物滯留帶當(dāng)中。該工程生物滯留帶內(nèi)的溢流口間隔控制在25～30m 之間。車行道的路緣石主要采取等間距開設(shè)豁口的形式，確保雨水可以順著道路縱坡均勻流入滯留帶，為了達(dá)到消能的效果，應(yīng)當(dāng)將卵石鋪設(shè)在豁口處。

圖1 生物滯留帶設(shè)計圖

2.6 邊坡防護(hù)的運(yùn)用

以往城市道路設(shè)計主要應(yīng)用的護(hù)坡技術(shù)包括景觀美化、植草、灰漿等，為了進(jìn)一步增強(qiáng)防御效果，通常還會結(jié)合應(yīng)用擋土墻、護(hù)面墻以及預(yù)制板等。應(yīng)用“海綿城市”理念進(jìn)行邊坡護(hù)坡設(shè)計，應(yīng)當(dāng)以土壤類型為依據(jù)，對施工方法及工藝進(jìn)行合理選擇，主要可以應(yīng)用的環(huán)保措施包括人造草坪、草皮平鋪、草坪噴霧器以及土工網(wǎng)植草等。另外，還可增加邊坡植被密度，對雨水積聚、水土流失、滑坡以及斜坡失穩(wěn)等問題進(jìn)行有效防范[4]。生態(tài)護(hù)坡技術(shù)應(yīng)用過程，應(yīng)增強(qiáng)人工與自然植被的融合性，在生態(tài)護(hù)坡中協(xié)調(diào)布置喬木、灌木以及草類植物等，確保生態(tài)護(hù)坡上的植被可以保持平衡狀態(tài)。開挖石質(zhì)邊坡會對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，并且難以在短時間內(nèi)修復(fù)，因此應(yīng)充分考慮巖層性質(zhì)，以層狀脈為依據(jù)對坡速進(jìn)行適當(dāng)降低，同時還可以將植草帶鋪設(shè)在坡腳處，也可以在植草帶底部設(shè)計盲溝，為過濾和排出雨水創(chuàng)造有利條件。

3 結(jié)束語

綜上所述，市政道路設(shè)計應(yīng)遵循滿足總體規(guī)劃要求、可持續(xù)發(fā)展要求、城市交通功能要求、節(jié)約資源要求以及城市環(huán)境面貌要求的設(shè)計原則。面對城市市政道路所存在的一系列問題以及嚴(yán)重的城市內(nèi)澇問題，應(yīng)當(dāng)注重“海綿城市”理念的應(yīng)用，在綠化帶、車行道、人行道、雨水口、生物滯留帶以及邊坡防護(hù)設(shè)計時都應(yīng)合理運(yùn)用“海綿城市”理念，提升城市蓄水以及凈水能力。