基于海綿城市理念的城市道路設計方式研討

鄧淼方

摘要： 近年來，我國城市化進程不斷加速，城市道路作為城市的重要組成部分，其用地面積占城市建設用地面積的15%～20%。城市內澇等災害一直嚴重威脅著人們的生命與財產安全，因此，海綿城市理念應運而生。海綿城市就像海綿一樣，能夠把雨水留住，并讓其被循環利用。不僅能有效地解除城市內澇對人們生命和財產造成的威脅，還大大節約了水資源，有利于促進城市的可持續發展。為此，本文探討了基于海綿城市理念的城市道路設計方式。

Abstract： In recent years， Chinas urbanization process continues to accelerate. The urban road is an important part of the city， the land area of urban road accounts 15%～20% of the land area of urban construction. City waterlogging disaster has been a serious threat to the safety of peoples life and property. Therefore， the concept of sponge city came into being. Sponge city is like a sponge， can keep the rain， and let it be recycled. It not only can effectively relieve the threats on peoples lives and property caused by city waterlogging， but also can greatly save water resources and promote the citys sustainable development. To this end， this paper discusses the urban road design based on the concept of sponge city.

關鍵詞： 海綿城市；設計；城市道路；方式

Key words： sponge city；design；urban road；way

中圖分類號：U412.37 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）30-0139-03

0 引言

我國城市化發展的過程一直深受城市內澇、雨水資源流失、水環境惡化以及排水系統老化落后等問題的困擾，這些問題不僅制約著城市的可持續發展，還嚴重影響著城市經濟的發展。城市道路作為城市建設的重要組成部分，在城市建設中有至關重要的作用。有研究表明，道路次降雨徑流量約為25%，而污染物卻高達40%～80%。因此，城市道路雨水徑流量大且污染嚴重，是城市面源污染的主要來源。

海綿城市就像海綿一樣，能夠把雨水留住，讓其被循環利用。即指遇雨時，能夠吸收、存蓄、補充地下水、凈化雨水、調節水循環；在缺水時，能夠將水釋放出來加以利用，從而實現城市中水活動的“自然化”，不僅豐富了城市景觀，還大大增強了城市的生態功能，讓城市更宜于居住。

海綿城市以“滲、滯、蓄、凈、用、排”六個字為指導方針，其建設既要達到生態目標，又要滿足城市功能。因此，要以六字方針為基礎，實施低影響開發城市設施建設，以綠地與廣場、建筑與小區、城市道路等基礎設施為載體，突破“以排為主”的傳統城市雨水管理理念，構建低影響開發城市道路雨水系統。通過有組織的匯流、轉輸等預處理，將雨水引入道路紅線內以及外綠地內，再通過設置具有雨水儲存、調節等功能設施對雨水進行進一步的處理與利用，實現基于海綿城市理念的城市道路設計（圖1所示）。

1 基于海綿城市理念的城市道路建設的重要性

隨著我國城市建設的發展，城市規模越來越大。道路及建筑覆蓋率的不斷增大使得硬化地面也隨之增多，大大減弱了雨水的滲透能力。在雨季，由于降雨量增大易形成洪峰，不僅造成了城市部分區域嚴重積水，還會加劇溫室效應以及城市熱島效應，致使極端水文條件、極端氣象條件增多。

城市化進程的不斷加快，使得城市道路在城市建設中的地位日益突出，其用地面積占城市建設用地面積的15%～20%。道路路基范圍雨水的收集量非常可觀，然而，目前這些水資源并沒有得到有效利用。因此，實施基于海綿城市理念的城市道路建設顯得尤為重要，應在現有的雨水利用研究基礎上，研究新型路面材料以及雨水就地滲蓄與利用方式，推動低影響開發城市道路建設的發展。表1為各種措施對徑流水質和水量的處理效果。

2 基于海綿城市理念的城市道路設計方式

目前，城市道路建設的過程，主要是以“路面橫坡收集-雨水口-市政管網”的道路雨水排放方式，雨水的控制和利用主要體現為“排”，忽略了對生態與環境的保護。這種排水方式存在許多缺陷，例如：綠化帶未能有效地蓄留雨水，需要經常性地澆灌綠化帶，消耗了大量自來水資源；雨季排水不暢，導致路面嚴重積水、面層濕滑；道路雨水被直接排入河道，不能有效地滯蓄雨水以及補充地下水；雨季地表徑流量增加，易造成洪澇災害等。因此，要對城市道路實施低影響開發建設，完善城市道路排水、蓄水等功能。圖2為基于海綿城市理念的城市主干道雨水管線布置斷面圖。

2.1 城市道路的路面材料選擇

傳統的城市道路路面主要采用瀝青混凝土和水泥混凝土。為了實現海綿城市的建設，應科學、合理地選擇城市道路的路面材料。透水瀝青路面的組合形式為：一是，路面水從面層進入基層，再排入臨近排水設施；二是，路面水進入表面層，再排入臨近排水設施；三是，路面水進入路面后滲入路基。前兩種組合形式解決了“排”以及降低路面徑流、噪音的問題，但未能解決滲、滯、蓄、凈等問題。第三種組合形式只有路基土滲透系數≧7×10-5cm/s的小區道路、廣場以及公園等中輕荷載的道路才可采用，而城市主干路、快速路等車流量大的重型、超重型荷載的道路不能采用透水路面。因此，要想實現低影響開發建設，相關部門加大城市道路路面材料的研究力度，共同研究高強度、高環保的瀝青路面材料。

2.2 道路橫坡及綠化帶設計方式

傳統的城市道路設計方式主要是把道路做成由中間向道路兩邊傾斜的模式，排水口在道路的兩側，雨水由道路排水口匯入雨水管系統，綠化帶主要呈現為高于道路25～40cm的凸起模式。為有效地解決城市道路“滲、滯、蓄、凈、用、排”的問題，建議把道路做成向中央綠化帶傾斜的模式，將雨水排放到綠化帶中，同時，綠化帶更改為低于道路5～10cm的凹型模式，以便對雨水進行收集。此外，在綠化帶下方還要設置碎石盲溝，在盲溝底面且超過路基工作區的深度范圍設置碎石層。在設計中還應減小雨水管徑、減少道路雨水口篦子，采取智能開關的控制模式，當雨量較大且地面水不能排除時才打開雨水篦子的開關，對雨水進行收集并排至雨水管排水系統。通過對道路橫坡及綠化帶進行設計，可以實現由簡單的雨水管收集模式轉變為由綠化帶滲溝“滲、滯、蓄”以及反向路基滲流、路面滲透、雨水管收集的三種流向模式。

2.3 道路人行道設計方式

由于人行道的人行荷載較低，設計中可使用透水人行道板進行鋪砌。其中，基層可使用透水混凝土進行鋪砌，墊層可使用碎石層。為了有效地減少對路基工作區的影響，需在靠近道路一側設置隔離層，并設置約30cm的碎石溝，其深度應由路基工作區的深度來確定，還應將路基底面碎石滲水層與人行道范圍內雨水連接起來，有效地實現雨水滲流的處理。人行道側綠化帶的，也可按照綠化帶雨水收集的方式進行處理，設置滲溝以及底層滲水層。此外，透水人行道對土基有一定的滲透性要求，其土壤滲透系數應≧1.0×10-3mm/s，且滲透面距地下水位應>1m。

2.4 邊坡支護方式

在山區，道路邊坡在道路紅線范圍上也占據了很大的比例，其穩定性與生態處置是低影響開發城市道路建設的重要內容。道路路基的防護主要分為沖刷防護以及坡面防護，除此之外，還有灰漿防護、植草防護、擋土墻、護面墻等防護方式。隨著我國城市化進程的加快，海綿城市理念被越來越重視，與此同時，生態護坡被廣泛地應用于城市建設中，平鋪草皮、植樹、植草等模式運用廣泛。石質邊坡是一種處置相對麻煩的邊坡，其開挖會造成嚴重的生態環境破壞。因此，如何較好的實現石質邊坡支護，是海綿城市建設過程中急需解決的問題。建議在石質邊坡設計過程中，要根據巖層的性質及其走向，合理地確定出邊坡坡比，適當放緩坡率，同時采取窗式護面墻植草、掛網噴土植草以及方格網植草等方式進行支護；盡量避免采用抹面、噴漿等方式。此外，在邊坡坡腳處要設置排水溝，在溝底要設置碎石盲溝，并使其與道路基礎底面的碎石滲水層連接起來，以達到有效處理雨水滲流的目的。

3 結語

基于海綿城市理念的城市道路設計在緩解城市內澇災害、補充地下水源、控制徑流污染、凈化城市水質等方面具有重要的作用。海綿城市的建設不僅僅是一個具體的方法或一個單一的工程就能夠做到的。城市道路的建設需要從設計層面考慮雨水的資源化，構建雨水利用的格局，明確目標，將政策落實到位并制定具體的建設措施。實現遇雨時吸水蓄水，需水時釋放利用，促進雨水資源化、降低面源污染、減緩道路排水系統壓力、避免城市內澇災害，改善“逢雨必澇，雨停即旱”的狀況，達到基于海綿城市理念城市道路建設的最佳效果。

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