城市道路橫斷面規劃設計方法及工程應用研究

周懷恩，高 鵬

（中國城市建設研究院有限公司，湖北 武漢430000）

0 引言

現階段城市加速發展引發的城區道路及建設范圍內硬化面積增大的現象，導致了城市透水區塊面積被大量壓縮，容易引起自然水文環境的失衡。現有的城市道路橫斷面規劃設計在設計之初往往較為保守，在降雨量較大時，往往無法及時將雨水徑流排出，容易引起城市內澇的現象，給居民的生命和財產安全帶來巨大威脅[1-3]。

在城市道路橫斷面規劃設計過程中，為有效對雨水徑流量進行一定程度上的控制，可考慮與海綿城市理念相結合，采用一種規模范圍較小、分布密度大的解決方案。其實現的途徑是對城市綠地土壤和水文場景進行利用開發，被稱作LID措施，即低影響開發措施[4-5]。有關城市道路建設與海綿城市理論結合領域的研究已有一定的基礎。樓誠等[6]綜合考慮養護、造價等5個要素，提出了生態樹袋、過濾雨水口等LID措施，設計了4類城市道路橫斷面，但在不同紅線寬度方面未進行專項分類討論。孫燁等[7]結合海綿城市建設理念，從橫斷面、縱斷面、路基和路面4個方面對城市道路進行優化設計，但在具體的橫斷面規劃設計方面，僅對分隔帶寬和道路橫坡兩方面進行探討，未深入展開。李勝海等[8]結合LID措施，以年徑流總量為指標進行市政道路規劃設計，但在控制目標、經濟性，以及對周邊地塊的影響方面未進行深入探究。

綜上所述可以發現，現有針對結合海綿城市理念的城市道路橫斷面規劃設計研究已有一定的基礎，但在紅線寬度分類討論和橫斷面設計方案工程應用實施特征分析方面仍有較大研究空間。因此，本文結合海綿城市建設理念，提出一種結合海綿城市理念的城市道路橫斷面規劃設計方法以指導工程應用。

1 海綿型城市道路設計目標

在進行具體的城市道路橫斷面規劃設計前，首先要明確海綿型城市道路的設計目標。

早期城市道路在橫斷面規劃設計時往往不會緊密結合海綿城市建設理念，各LID措施也不會有目的性地設置于城市道路相關紅線范圍內。這直接引起相應城市道路不具備海綿城市建設的最基本前提，無法容納足夠的LID措施，最終無法實現海綿城市建設的整體目標。因此，在城市道路設計過程中，要以城市道路徑流量控制為依托，同時要兼顧功能、控制目標、經濟性、對周邊地塊的影響和景觀效果等方面的特征，實現城市道路能夠自體滲濾、凈化的設計目標。

2 LID措施效果分析

城市道路徑流量增大的最主要原因是城市硬化面積占比提升。從徑流量削減角度來分析，大孔隙透水性鋪裝是最為直觀有效的LID措施。但在實際工程建設中，大孔隙透水性鋪裝材料往往只在人行道上有所應用。這是由于透水性鋪裝強度相對較低，無法承擔車輛荷載，易發生水損壞，并且容易產生孔隙堵塞問題。

除了透水鋪裝外，調節塘、生物滯留池、轉輸型草溝等LID措施都是常用的海綿城市道路規劃方案。根據美國EPA組織的報告統計，各LID措施在污染物凈化方面的功能見表1。

表1 污染物凈化能力對照

3 適應性分析

按照城市道路大樣和LID措施效果綜合考慮，對上述四類LID措施的適應場景進行總結。透水鋪裝LID措施板塊尺寸無嚴格要求，適用于人行道。傳輸型草溝LID措施的板塊尺寸一般在2 m以上，適合構筑于城市道路紅線外退讓綠化區域。生態滯留草溝LID措施板塊尺寸一般在3 m以上，常構筑于側分帶處。雨水花壇LID措施板塊尺寸設定為3 m，同樣適用于人行道。

根據已有的海綿城市LID措施建設經驗，分別從功能、控制目標、經濟性、對周邊地塊的影響和景觀效果5個方面分析上述LID措施的應用特征（見表2）。

表2 各LID措施特征分析

4 橫斷面規劃設計分析

4.1 橫斷面設計原則

現階段在進行城市道路橫斷面設計過程中，針對新建的設計車速不超過60 km/h的雙向二車道小型車專用道路，可考慮將機動車一車道設計為3.5 m寬度，在路口和道路進口處可設計為一車道3.0 m寬度。較窄的車道寬度能提升駕駛者的專注力，反而能夠促進駕駛安全。同時可為海綿城市道路設計留出更大的發揮空間，布設更多的LID措施，更可有效提升道路景觀品質。人行道的總體設計寬度應以3.0～4.5 m為宜。其中，應確保配套設施和LID設施總寬在1.5～2.0 m范圍。針對單獨設置的非機動車道，一條自行車道理論設置寬度為1.5 m，兩輛自行車并列行駛時設計寬度為2.5 m，三輛自行車并列行駛時設計寬度為3.5 m，并可視總體設置要求酌增0.5 m。

結合上述原則，在充分考慮路權分配合理性的基礎上，提出結合海綿城市LID措施的城市道路橫斷面規劃設計方案，充分考慮不同板塊劃分條件下，海綿城市LID措施的設置位置和各組成部分的具體寬度范圍。在紅線寬度為32 m以下時采用單板塊設計方案，32～40 m之間采用三板塊設計方案，40 m以上采用四板塊設計方案。另外，雙板塊道路的橫斷面設計方案與單板塊設計方案保持一致。

4.2 橫斷面設計應用

（1）12～15 m紅線寬度

此類城市道路較窄，應考慮機非混行方案，且寬度在12 m以下的道路不宜結合LID措施。此處以15 m寬道路為例，可劃分為有退讓綠化、有退讓建筑和無退讓空間三類，分別如圖1～圖3所示。

圖1 15 m寬有退讓綠化方案圖（單位：m）

圖2 15 m寬有退讓建筑方案圖（單位：m）

圖3 15 m寬無退讓空間方案圖（單位：m）

15 m紅線寬度有退讓綠化的場景常出現在工業園區、沿河道路和風景區等。可在人行道布設透水磚LID措施，使道路徑流可以通過人行道輸送至其外側所設置的傳輸型草溝（或下凹式綠地、生態滯留草溝）等LID措施內。

針對15 m紅線寬度有退讓建筑并且建筑標高與道路標高相差無幾的情況，可考慮充分利用建筑退讓空間，與人行道合并利用。需要注意的是，此時一體化設計空間應確保人行道寬度在2 m以上。可在人行道與非機動車道間設置雨水花壇LID措施，人行道設置透水鋪裝LID措施。

針對15 m紅線寬度無退讓空間的情況，與有退讓建筑的情況類似，區別在于人行道寬度可視情況壓縮至1.5 m，且采用機非混行方案。

（2）20～28 m紅線寬度

此類道路可充分利用退讓綠化空間或單獨設置LID措施，橫斷面規劃結果如圖4～圖5所示。

圖4 20 m寬方案圖（單位：m）

圖5 28 m寬方案圖（單位：m）

其中，20～24 m紅線寬度采取雙向二車道方案，26～28 m紅線寬度采取雙向四車道方案，綜合采用雨水花壇和透水鋪裝LID措施。紅線寬度為28 m采取非機共板的方案，并增加了生態滯留草溝的LID措施。

（3）34～40 m紅線寬度

此類城市道路可考慮采用三板塊設計思路，且機非分隔帶應在3.0 m以上，采用生態滯留草溝LID措施，并結合泄水需求量與道路寬度適當調整，非機動車道和人行道間分隔帶可采用雨水花壇LID措施。此處以36 m寬道路為例，其橫斷面設計規劃如圖6所示。

圖6 36 m寬方案圖（單位：m）

（4）40 m以上紅線寬度

此類城市道路橫斷面設計結果與40 m寬道路相類似，不同的是，當其寬度在42 m以上時，可考慮采用雙向六車道的設計方案，如圖7所示。

圖7 42 m寬方案圖（單位：m）

5 結 語

本文結合海綿城市建設理念，明確海綿型城市道路的設計目標，分析各項LID措施在功能、控制目標、經濟性、對周邊地塊的影響和景觀效果等方面的特征，重點闡述了紅線寬度在12～15 m、20～28m、34～40 m、40 m以上道路的橫斷面設計方法，得出以下結論：

（1）城市道路設計過程中，要以城市道路徑流量控制為依托，兼顧功能等方面的特征，實現減輕城市面源污染的功能。

（2）12～15 m寬道路可分別按有退讓綠化、有退讓建筑和無退讓空間三類情況分別設計。

（3）20～24 m紅線寬度采取雙向二車道方案，26～28 m采取雙向四車道，42 m以上采用雙向六車道。