“海綿城市”理念在道路工程設(shè)計(jì)的應(yīng)用
——以沈浦涇路-清泉路為例

杭?xì)g

（上海之景市政建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司　上海　201508）

引言

伴隨著現(xiàn)代城市化進(jìn)程的步伐不斷的加快，城市中的道路工程也在朝著更加生態(tài)化和綠色化的方向發(fā)展。作為人們出行和交通的核心部分，對(duì)其的設(shè)計(jì)工作主要包括行車(chē)道、人行道、中央分隔帶等部分，并將這些部分進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，從而使得其實(shí)現(xiàn)合理設(shè)計(jì)。在道路設(shè)計(jì)中排水的設(shè)計(jì)則尤為重要，為了更為有效的解決雨水所帶來(lái)的各種問(wèn)題，引入海綿城市的理念則尤為關(guān)鍵。海綿城市的發(fā)展理念主要是指利用一定的技術(shù)手段，使得城市擁有海綿一樣的彈性的性質(zhì)，在面對(duì)城市中各種環(huán)境的變化，以及出現(xiàn)的各種不良自然災(zāi)害時(shí)，能夠具有足夠的能力自行修復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)較好的“彈性”特性；一方面能夠提升城市抵御自然災(zāi)害的能力，另一方面能夠在雨水天氣時(shí)做到吸水、滲水和凈水，并且能夠在水資源缺乏時(shí)將儲(chǔ)存的水進(jìn)行利用，形成一個(gè)良好的可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境[1～4]。因此在城市道路工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中要對(duì)這方面進(jìn)行綜合考慮，結(jié)合道路現(xiàn)狀，使得海綿城市理念得到良好的利用和發(fā)揮。

1　海綿城市理念引入的重要性

能夠有效的利用雨水資源。在道路設(shè)計(jì)中采用海綿效應(yīng)，一方面可以優(yōu)化城市中的相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施體系，從而能夠?qū)υ彪s的排水體系進(jìn)行優(yōu)化和對(duì)設(shè)計(jì)不足的排水體系進(jìn)行補(bǔ)充；另外一方面則是能夠很好的去解決城市中出現(xiàn)的洪澇災(zāi)害等問(wèn)題。在城市遇到洪澇災(zāi)害時(shí)，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行改善，將雨水進(jìn)行有效的回收利用，從而從根本上解決城市系統(tǒng)中在排水方面的困擾，在干旱時(shí)，利用此收集的雨水進(jìn)行灌溉，從而形成一個(gè)良好的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。通過(guò)這種理念的灌輸，以及相應(yīng)政策的制定，從技術(shù)上和政策上為城市道路的建設(shè)朝著一個(gè)健康穩(wěn)定的方向發(fā)展提供了更加有利的保障。

2　基于海綿城市理念的道路設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在海綿城市的建筑中，其核心理念就是打造一個(gè)與城市的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行相互結(jié)合的自然的、生態(tài)的水循環(huán)系統(tǒng)。因此在城市道路工程的設(shè)計(jì)中要將其功能進(jìn)行綜合考慮，從而達(dá)到良好的應(yīng)用效果。

2.1　道路工程總體規(guī)劃

根據(jù)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并與城市目前的整體情況相結(jié)合，對(duì)其進(jìn)行整體的綜合規(guī)劃與設(shè)計(jì)。在道路設(shè)計(jì)中要對(duì)城市現(xiàn)有的湖泊河流、綠化樹(shù)木等進(jìn)行保護(hù)，最大限度的降低施工對(duì)現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境的破壞。進(jìn)行合理的選線布局，并綜合協(xié)調(diào)道路的空間布局，充分利用道路的各組成部分設(shè)置雨水的滯、留、滲等相關(guān)設(shè)施，從而做到切實(shí)有用對(duì)道路區(qū)域內(nèi)的雨水進(jìn)行收集并進(jìn)行最大限度的利用。

2.2　道路橫截面設(shè)計(jì)

在進(jìn)行道路的設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)行排水系統(tǒng)的綜合考慮，在對(duì)傳統(tǒng)道路排水設(shè)施進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，將道路排水設(shè)施設(shè)置有一定的坡度，以便于雨水的匯入和收集，一般在綠化帶處設(shè)置排水井，提高路面的排水能力。在海綿城市理念中，通過(guò)設(shè)置路面橫坡度，讓積水通過(guò)能夠在短時(shí)間內(nèi)流入標(biāo)高較低的地方，并在此處進(jìn)行統(tǒng)一的收集和處理。在道路兩旁的綠化帶處設(shè)置相應(yīng)的排水管，在下雨時(shí)，雨水通過(guò)排水管實(shí)現(xiàn)對(duì)綠化的澆灌，待土壤濕度達(dá)到一定程度時(shí)，再通過(guò)排水管排放到相應(yīng)的地下排水系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了水資源的有效合理利用。除此之外，相關(guān)政府部門(mén)應(yīng)該對(duì)排水管的相關(guān)滲透裝置進(jìn)行合理的安置，進(jìn)而提高排水系統(tǒng)對(duì)雨水的處理能力。

2.3　道路結(jié)構(gòu)層析設(shè)計(jì)

道路工程的相關(guān)設(shè)計(jì)工作者在對(duì)其進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，一定要嚴(yán)格結(jié)合海綿城市建設(shè)的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。在目前的道路排水系統(tǒng)中比較常見(jiàn)的有三種方式，第一種方式為道路路面上的積水通過(guò)路面相關(guān)的排水井，進(jìn)入到城市道路的給排水系統(tǒng)中；第二種方式為通過(guò)路面的相關(guān)研究技術(shù)，設(shè)置相應(yīng)的路面中間縫隙，使得雨水通過(guò)縫隙深入到周邊的排水設(shè)施中；第三種方式為路面的積水直接滲入到下面路基層中，通過(guò)路基內(nèi)設(shè)置的排水管排除。但是在城市道路中，車(chē)流量較大，載荷較高，積水的滲透會(huì)出現(xiàn)阻礙，因此需要進(jìn)行相應(yīng)材料的選擇，在人行道的位置應(yīng)該盡量采用透水性的材料或是透水性好的混凝土材料，加強(qiáng)城市道路的透水性，并且能夠有效的減少城市的地?zé)嵝?yīng)，更能夠使得土壤保持通透，從而大面積的實(shí)現(xiàn)了城市綠化。

3　海綿城市理念在項(xiàng)目中的應(yīng)用

3.1　項(xiàng)目概況

本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作主要是朱涇鎮(zhèn)金龍新街（沈浦涇路-清泉路）道路工程。項(xiàng)目工程中的道路為東西方向，以沈浦涇路為起點(diǎn)，終點(diǎn)為清泉路，道路的總長(zhǎng)度為359.80m。所要設(shè)計(jì)的道路等級(jí)是城市中的次干路，設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)速度為40km/h；在進(jìn)行路面承載能力計(jì)算時(shí)采用的路面設(shè)計(jì)荷載為BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)車(chē)荷載，瀝青路面的設(shè)計(jì)使用年限為15年。因道路東側(cè)工程范圍外的規(guī)劃掘石港橋近期無(wú)法實(shí)施，因此本次斷面按近遠(yuǎn)期結(jié)合設(shè)計(jì)：預(yù)留中間16m的中央綠帶，遠(yuǎn)期掘石港橋建設(shè)時(shí)可在中央綠帶內(nèi)建設(shè)引橋基礎(chǔ)；兩側(cè)設(shè)計(jì)8m機(jī)非混行車(chē)道則作為引橋輔道，與終點(diǎn)清泉路平面交叉，該方案既滿足近期需求，又符合遠(yuǎn)期規(guī)劃。因中央綠化帶較寬，本工程在進(jìn)行路面排水設(shè)計(jì)時(shí)，引入了海綿城市的構(gòu)想。

3.2　縱橫斷面設(shè)計(jì)

3.2.1縱斷面設(shè)計(jì)

本次掘石港橋接坡預(yù)留段是根據(jù)北側(cè)現(xiàn)有亭楓公路跨掘石港橋（金山大橋）的建設(shè)規(guī)模和高程控制，按照掘石港橋中孔跨度60m、中孔分孔線處橋面高程11.0m的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。預(yù)留橋接坡長(zhǎng)度約295m，坡度3.16%，起坡點(diǎn)樁號(hào)K0+263.66。經(jīng)征詢建設(shè)單位的意見(jiàn)后，掘石港橋近中期無(wú)建設(shè)計(jì)劃，且位于朱涇鎮(zhèn)區(qū)外，但遠(yuǎn)期也有實(shí)施的可能。為減少橋梁建設(shè)時(shí)金龍新街道路的廢棄量，故本工程道路縱斷面設(shè)計(jì)需要近遠(yuǎn)期結(jié)合考慮。本工程金龍新街紅線寬度40m，但跨掘石港的道路紅線寬度為24m，故在掘石港橋接坡的起坡點(diǎn)之前，可按40m道路紅線實(shí)施到位，起坡點(diǎn)之后，則按掘石港橋輔道設(shè)計(jì)。本工程一般路段按正常道路設(shè)計(jì)即可，遠(yuǎn)期掘石港橋?qū)嵤r(shí)，可利用中央分隔帶進(jìn)行橋接坡改造，一般路段設(shè)0.3%的排水縱坡。

3.2.2橫斷面設(shè)計(jì)

根據(jù)項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)評(píng)審意見(jiàn)和批復(fù)，本工程道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面設(shè)計(jì)分為二段：

（1）工程起點(diǎn)至K0+225.00段按一般道路工程設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置如圖1所示。

圖1　一般路段標(biāo)準(zhǔn)橫斷面示意圖

（2）處于遠(yuǎn)期掘石港橋的預(yù)留橋接坡段的樁號(hào)K0+225.00至工程終點(diǎn)樁號(hào)K0+376.79段，道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面布置如圖2所示。

圖2　路段標(biāo)準(zhǔn)橫斷面示意圖

3.3　道路排水設(shè)計(jì)

3.3.1路段雨水口布置

路面雨水通過(guò)路面橫坡排向兩側(cè)的街溝，平均每隔40m設(shè)置一對(duì)側(cè)立式雙箅雨水口。雨水口應(yīng)設(shè)在道路匯水點(diǎn)處，一般情況下采用立箅式雨水口，在無(wú)緣石的路面、地面低洼聚水處設(shè)平箅式雨水口。立箅式雨水口進(jìn)水孔底面低于附近路面10mm，平箅式雨水口箅面低于附近路面10～20mm。

3.3.2下凹式綠化帶設(shè)計(jì)

K0+225.00至工程終點(diǎn)段的中央綠帶按下凹式綠化帶設(shè)計(jì)，這種方式的設(shè)計(jì)是將其做成淺碟型的，也就是在進(jìn)行綠化帶中心標(biāo)高設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)兩邊路面的設(shè)計(jì)標(biāo)高，將其設(shè)計(jì)值小一些，并且在進(jìn)行雨水口的標(biāo)高設(shè)計(jì)時(shí)，將其值定在綠化帶的標(biāo)高和路面標(biāo)高兩者的范圍之內(nèi)，從而使得匯水區(qū)域的雨水能夠流入綠化帶內(nèi)，待綠化帶內(nèi)土壤達(dá)到一定的濕潤(rùn)度后，剩余的雨水從相關(guān)的排水管排出。這種設(shè)計(jì)的有點(diǎn)就是一方面可以減少城市洪澇災(zāi)害的發(fā)生，增加了土壤的滲入量；另一方面能夠降低綠化帶植被在被澆灌時(shí)的水資源的利用，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)約用水的目的。

在本路段的道路設(shè)計(jì)中，充分采用了此種方法的綠化帶設(shè)計(jì)，將中央綠帶的地面標(biāo)高設(shè)計(jì)為低于兩側(cè)路緣石10～20cm。綠地內(nèi)種植草皮。在車(chē)行道一側(cè)，鋪設(shè)防滲土工膜，其伸入路基以下不小于50cm，以達(dá)到路面結(jié)構(gòu)防水作用。該方案的投資較少，排水設(shè)施的蓄水、滲水能力較強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用，發(fā)揮了良好的工程效益。

3.2.3生態(tài)排水溝設(shè)計(jì)

生態(tài)排水溝是將建設(shè)的生態(tài)措施和工程措施相結(jié)合的綜合排水設(shè)施，將地理人文和生態(tài)環(huán)境進(jìn)行融合，樣式美觀。這種排水溝的設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)B入的雨水進(jìn)行一定程度的凈化，美化環(huán)境，減少污染，實(shí)現(xiàn)雨水真正的可持續(xù)化利用。

3.3.4滲透管渠設(shè)計(jì)

滲透管采用的是穿孔的PVC管，在其周?chē)?0～30mm的碎石或是其他多空材料進(jìn)行填充，使得從路面上匯集到雨水管中的積水，通過(guò)PVC管孔進(jìn)入到碎石層中，然后向碎石層外的土壤內(nèi)進(jìn)行滲入，從而起到一個(gè)良性的內(nèi)部循環(huán)作用。這種管道一方面是占地面積較小，另一方面可以與其他排水設(shè)施進(jìn)行綜合使用，增加了其利用率，降低了工程施工難度。

3.4　路面鋪裝設(shè)計(jì)

在道路設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到海綿城市的應(yīng)用理念，面層材料通常選用透水材料進(jìn)行鋪裝，主要的材料為：透水水泥混凝土鋪、透水瀝青混凝土及碎石等。本工程原地面標(biāo)高在3.05～3.56m之間，地下水位標(biāo)高為2.58～2.91m。本工程路面最低設(shè)計(jì)標(biāo)高4.00m。考慮到地下水位較高、路基土滲透系數(shù)過(guò)低，不宜采用全透式路面，故本工程擬將車(chē)行道路面采用常規(guī)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，人行道按半透式鋪裝設(shè)計(jì)，本工程段設(shè)計(jì)的具體結(jié)構(gòu)層次見(jiàn)表1。

表1　結(jié)構(gòu)層用料

4　小結(jié)

本文在進(jìn)行沈浦涇路-清泉路項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)道路的縱橫斷面、路面材料及排水設(shè)施的設(shè)計(jì)等方面融入了海綿城市的發(fā)展理念，突破傳統(tǒng)的以排水為目的的建設(shè)理念，通過(guò)引入海綿城市的多生態(tài)化的綠色發(fā)展方式，有效的降低了工程對(duì)城市的污染，在一定程度上降低了洪澇災(zāi)害對(duì)城市的影響，提升整個(gè)城市的空間環(huán)境建設(shè)。隨著城市化的快速發(fā)展，對(duì)生態(tài)環(huán)境方面的訴求也變得越來(lái)越高，因此海綿城市的發(fā)展方向?qū)⒊蔀楝F(xiàn)代城市發(fā)展建設(shè)中的主力軍，這種發(fā)展理念能夠更好的推動(dòng)城市道路的良性建設(shè)，形成一個(gè)可持續(xù)的綠色發(fā)展的有機(jī)生態(tài)環(huán)境。

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