楊 帆

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

0 引言

市政道路的設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(guó)“海綿城市”建設(shè)工作開始于2014 年，其對(duì)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(duì)城市雨水管理提出的，其可以更加彈性地應(yīng)對(duì)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(shí)會(huì)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(duì)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(guó)十分重視“海綿城市”的建設(shè)，并且規(guī)劃了長(zhǎng)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(jì)中的作用

“海綿城市”理念在市政道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，不僅可以對(duì)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(lái)臨時(shí)初期雨水降落過程會(huì)對(duì)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(duì)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(lái)洗衣服、沖廁所，同時(shí)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(duì)生產(chǎn)機(jī)器以及工作場(chǎng)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(jì)中的應(yīng)用，還可以對(duì)洪澇災(zāi)害進(jìn)行有效防范，主要是因?yàn)槠淇梢詫?duì)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(shí)，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(shí)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(jì)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(shí)經(jīng)常發(fā)生路面積水問題。以往市政道路設(shè)計(jì)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(jì)中，在設(shè)計(jì)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(jì)中具有較大的占比，同時(shí)也發(fā)揮著重要的基礎(chǔ)作用，為了更好地儲(chǔ)存雨水，應(yīng)當(dāng)提升綠化帶設(shè)計(jì)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(duì)空氣中的粉塵進(jìn)行吸收，達(dá)到凈化空氣的目的，同時(shí)還可以吸收雨水避免路面積水。在綠化帶設(shè)計(jì)中首先需要對(duì)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(shí)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(chǔ)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(jì)，面對(duì)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(jì)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(jì)，應(yīng)深入分析行車道地面性能，并且還應(yīng)對(duì)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，確保可以達(dá)到雨水滲透要求及標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)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(jì)時(shí)可采用透水材料，在對(duì)下基層設(shè)計(jì)時(shí)，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(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)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(jì)采用彩色透水混凝土或透水磚，同時(shí)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(chǔ)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(duì)熱能進(jìn)行儲(chǔ)存，在對(duì)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(duì)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(jì)，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?gòu)搅鞯男Ч拭黠@的正相關(guān)關(guān)系。為了更加有效地收集雨水，對(duì)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(jì)人員應(yīng)在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)人行道路面坡度進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)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(jì)在人行道下部，同時(shí)將礫石層設(shè)計(jì)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(zhǎng)沙市中心城區(qū)東部的西龍路“海綿城市”設(shè)計(jì)為例，主要對(duì)人行道以及非機(jī)動(dòng)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(zhǎng)、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(duì)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(duì)雨水年徑流總量、懸浮物總量進(jìn)行源頭處的削減，分別對(duì)人行道和非機(jī)動(dòng)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(jì)透水土工布作為墊層。

2.4 雨水口的運(yùn)用

雨水口能對(duì)路面雨水進(jìn)行收集，一般將其設(shè)計(jì)在機(jī)動(dòng)車道以及非機(jī)動(dòng)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(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)在傳統(tǒng)雨水口設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上增設(shè)截污裝置，以降低和防止污染物對(duì)水體產(chǎn)生影響。另外，在設(shè)計(jì)過程還應(yīng)利用路緣石有效連接雨水口?？梢栽O(shè)計(jì)與市政道路高度相同的路緣石，面對(duì)大量降雨時(shí)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(jì)高于路面設(shè)計(jì)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(duì)雨水堆積問題進(jìn)行有效緩解。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，可以根據(jù)具體排水要求，合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案，對(duì)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(duì)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(jì)過程一般將生物滯留帶設(shè)計(jì)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(shí)需要對(duì)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(duì)懸浮雨水進(jìn)行有效吸收，主要需要對(duì)植被高度進(jìn)行合理控制。一般設(shè)計(jì)滯留帶（如圖1所示）為長(zhǎng)寬比大于3:1 的長(zhǎng)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(duì)路面徑流進(jìn)行處置，可替代停車場(chǎng)、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(yíng)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(gè)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(jì)為例，道路路幅寬度為26m，其中人行道5.5m，設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)圖

2.6 邊坡防護(hù)的運(yùn)用

以往城市道路設(shè)計(jì)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(huì)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(jì)，應(yīng)當(dāng)以土壤類型為依據(jù)，對(duì)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(duì)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(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，并且難以在短時(shí)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(duì)坡速進(jìn)行適當(dāng)降低，同時(shí)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(jì)盲溝，為過濾和排出雨水創(chuàng)造有利條件。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，市政道路設(shè)計(jì)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(jì)原則。面對(duì)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(jì)時(shí)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。