海綿城市理念在市政道路設計中的運用

北京市市政工程設計研究總院有限公司，北京 100082

在城市化進程中，周邊生態環境因為城市設計的不合理而快速衰退，要解決這個問題就需要建立新的設計思路，結合城市的地理特征，運用科學的方法進行改造。海綿城市理念是通過蓄水、凈水以及水循環機制提升城市水資源合理化調用能力的一種城市建設理念，海綿城市理念與城市道路設計融合在一起能夠有效提升市政道路及其附屬設施的排水及蓄水能力。近年來我國城市不斷發展，人口越來越多，而城市道路排水效果差給很多城市帶來了交通安全問題，采用海綿城市技術及相應輔助設施能夠有效降低城市道路積水的影響，為城市交通安全運行提供保證。

1 海綿城市理念在市政道路設計中的重要性

1.1 有利于促進生態環境的改善

隨著我國經濟的高速發展，人們生活水平的不斷提高，城市居民對于日常生活中所需要的產品品質要求日益提高。隨著產品的多元化，城市中的垃圾產生速度越來越快，直接導致了城市污染的加劇，對城市的宜居性打了折扣。通過海綿城市中的相應概念進行城市道路的基礎設施建設，能夠改善環境，解決生態環境繼續惡化等問題。

1.2 有利于水資源的合理利用

海綿城市理論中關于道路設計的主要思路是解決城市的排水問題。要在城市道路的設計施工中充分發揮水資源綜合作用，提高排水系統的效率，防止城市內澇的出現。同時對現有的或者新增的排水蓄水系統進行改造升級，降低城市蓄水的壓力，提升水資源的二次利用，這樣既能防止內澇，也能通過海綿城市的概念解決水資源日益匱乏的現狀，綜合提升城市水資源的調節能力。

1.3 有利于提升市政道路的設計水平

海綿城市的建設能夠在很大程度上改善城市水資源的利用問題，并適應當前國家提出的節能環保相關政策精神。在海綿城市的建設過程中，應該結合前期實地調研和當地情況進行優化，合理統籌利用城市環境和資源，更加科學合理地做好市政道路建設。

2 某市政道路項目設計中應用的海綿城市技術

某城市道路項目總長609.628m，寬20m。該城市四季分明，夏季降水量占全年降水量的59.53%。海綿城市建設從滲透、滯留、蓄存、凈化、利用、排放六大方向對雨水徑流進行處理，優化了道路水資源利用效果。

2.1 道路兩側下沉綠化帶設計

海綿城市設計理念與城市建設融合的過程中需要積極考慮下沉式綠化帶的運用設計，綠化帶不僅能夠凈化空氣中的雜質還能夠美化環境，下沉式綠化帶設計還可以實現水分的有效滲透，其透水性良好且所需投資少，降水直接流入就能實現蓄水。在城市道路設計工作中需要積極做好下沉式綠化帶設計，實現道路積水分流及凈化，對道路安全運行起到關鍵作用。道路附屬下沉式綠化帶設計的重要參數有綠地占地面積、綠地建設時的下沉高度以及綠地土壤雨水滲入速度等，由于下沉式綠化帶的設計目的就是降低城市內澇對道路的影響，減少降水洪峰時的道路積水問題，因此設計時應做好前期城市降水規律分析及細節化設計計算。下沉式綠化帶設計的主要作用就是對降水進行滲透及蓄存從而幫助道路排水，也能夠實現降水的凈化及綠化植物的水分供給，因此要根據當地情況進行科學設計。下沉式綠化帶內采用50cm種植土，40cm摻50%中粗砂的種植土，40cm碎石進行換填，以保障下沉式綠化帶的滲透能力。下沉式綠化帶與機動車道相鄰一側采用復合土工膜防滲，該膜沿線布置，深度為2m，垂直方向鋪設到道路結構層底，復合土工膜采用抗拉強度和抗穿刺能力較好的兩布一膜形式，如圖1所示。

圖1 復合土工膜施工現場圖

2.2 道路排水溢流式雨水口設計

在城市道路建設中進行下沉式綠化帶設計時應做好雨水傾瀉口設計，以保證降水過多時可以有效排水，防止大量降水浸透土壤而導致植物腐爛。綠地溢流式雨水口設計中井口應比種植土高出5cm，這樣如果綠化帶中水分飽和就可以將多余降水導入溢流式雨水口排出，而溢流井能夠將過多降水排放到雨水排放系統中，實現城市降水匯集。此次市政道路雨水口設計中使用了方形井蓋，而井體則運用了預制裝配式技術建設，為了保證大量降水環境中的雨水收集效果，溢流式雨水口應盡量設計在綠化帶最低位置。

2.3 設計透水人行步道

在市政道路人行步道設計時采用透水磚，鋪設方磚時要保證各磚結構的間隙在10mm左右，設計方案中所用方磚為硅酸鹽水泥磚，這種方磚的透水性較好。文章設計城市為北方某市，該市冬季較為寒冷，地面會發生冰凍，透水材質孔隙較小，冬季會發生堵塞，而采用結構縫隙透水磚能夠更好地保證透水效果，因此采用結構縫隙透水方磚鋪設材料。結構縫隙透水磚具有強度高、抗凍性好、造價低廉、下滲速率快等優點，透水人行步道基層采用5cm碎石作為上基層，采用20cm級配碎石作為底基層，采用7cm天然沙礫作為墊層，如圖2所示。

圖2 透水人行步道基層

這種結構縫隙透水磚鋪設形成的人行步道道路表面水分張力發生了變化，雨水通過方磚材料的縫隙就可以進入透水基層而后再滲透到墊層中，而透水人行步道墊層結構具有較好的滲透特性，雨水透過這一結構就可以進入雨水排放系統中。透水人行步道建設能夠防止水分積存在路基結構中，這樣會形成土基凍脹問題，導致路面坑洼，影響道路基礎結構的穩定性。

2.4 透水瀝青混凝土

透水瀝青混凝土是具有排水、滲水性能的高空隙率瀝青混凝土結構筑路材料，透水瀝青混凝土的空隙率可以通過控制級配進行調節。在市政道路建設中，透水瀝青混凝土具有降噪、儲水、透水特點，其還具有色彩配方，可以根據不同的環境和創造性設計，鋪設出符合要求的裝飾風格，這是一種普通透水磚無法比擬的特殊鋪裝材料。按照理想情況，瀝青混凝土表面滲水是單位時間內的降雨全部下滲進入透水層，即降水量等于下滲量。單位時間內透水瀝青混凝土的設計流量：

式中：Q為某道路設計雨水流量，L/s；q為暴雨強度，L/s/ha；F為收水面積，ha；Ψ為綜合雨量徑流系數。

在50年降水重現期下，紅線范圍內下沉式綠化帶需要大于1200m2，溢流式收水口數量大于34個，非機動車道即透水瀝青混凝土面積為1598m2。

3 結束語

在城市基礎設施建設中，道路工程是城市基礎設施建設的重要組成部分，在城市化進程加速的今天，隨著城市建設的擴張，環境問題逐漸凸顯了出來，城市所需的資源也逐漸不足，多種因素對城市的發展產生了抑制作用。因此，必須解決資源配置不合理和環境污染嚴重的問題。基于此，海綿城市理念應運而生，其通過解決城市的降水、排水問題，提高城市的雨水收集能力，預防城市內部的洪澇災害，對積存的雨水進行二次利用，解決枯水期的缺水問題。在我國城市道路系統建設的過程中，積極運用科學的排水與蓄水技術，能夠有效降低降水對城市交通系統的影響。市政道路設計工作中運用的海綿城市技術設施必須與城市降水特點、城市的道路安全運行需求相符，同時還要綜合考慮經濟性問題，盡量降低城市道路海綿城市輔助設施的建設成本，提升單位成本下的城市道路運行安全性與環保價值，為城市道路提供健康成長的條件。