海綿城市理念在市政道路設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100082

在城市化進(jìn)程中，周邊生態(tài)環(huán)境因?yàn)槌鞘性O(shè)計(jì)的不合理而快速衰退，要解決這個(gè)問(wèn)題就需要建立新的設(shè)計(jì)思路，結(jié)合城市的地理特征，運(yùn)用科學(xué)的方法進(jìn)行改造。海綿城市理念是通過(guò)蓄水、凈水以及水循環(huán)機(jī)制提升城市水資源合理化調(diào)用能力的一種城市建設(shè)理念，海綿城市理念與城市道路設(shè)計(jì)融合在一起能夠有效提升市政道路及其附屬設(shè)施的排水及蓄水能力。近年來(lái)我國(guó)城市不斷發(fā)展，人口越來(lái)越多，而城市道路排水效果差給很多城市帶來(lái)了交通安全問(wèn)題，采用海綿城市技術(shù)及相應(yīng)輔助設(shè)施能夠有效降低城市道路積水的影響，為城市交通安全運(yùn)行提供保證。

1 海綿城市理念在市政道路設(shè)計(jì)中的重要性

1.1 有利于促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的改善

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，城市居民對(duì)于日常生活中所需要的產(chǎn)品品質(zhì)要求日益提高。隨著產(chǎn)品的多元化，城市中的垃圾產(chǎn)生速度越來(lái)越快，直接導(dǎo)致了城市污染的加劇，對(duì)城市的宜居性打了折扣。通過(guò)海綿城市中的相應(yīng)概念進(jìn)行城市道路的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，能夠改善環(huán)境，解決生態(tài)環(huán)境繼續(xù)惡化等問(wèn)題。

1.2 有利于水資源的合理利用

海綿城市理論中關(guān)于道路設(shè)計(jì)的主要思路是解決城市的排水問(wèn)題。要在城市道路的設(shè)計(jì)施工中充分發(fā)揮水資源綜合作用，提高排水系統(tǒng)的效率，防止城市內(nèi)澇的出現(xiàn)。同時(shí)對(duì)現(xiàn)有的或者新增的排水蓄水系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)，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(nèi)澇，也能通過(guò)海綿城市的概念解決水資源日益匱乏的現(xiàn)狀，綜合提升城市水資源的調(diào)節(jié)能力。

1.3 有利于提升市政道路的設(shè)計(jì)水平

海綿城市的建設(shè)能夠在很大程度上改善城市水資源的利用問(wèn)題，并適應(yīng)當(dāng)前國(guó)家提出的節(jié)能環(huán)保相關(guān)政策精神。在海綿城市的建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)該結(jié)合前期實(shí)地調(diào)研和當(dāng)?shù)厍闆r進(jìn)行優(yōu)化，合理統(tǒng)籌利用城市環(huán)境和資源，更加科學(xué)合理地做好市政道路建設(shè)。

2 某市政道路項(xiàng)目設(shè)計(jì)中應(yīng)用的海綿城市技術(shù)

某城市道路項(xiàng)目總長(zhǎng)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(shè)從滲透、滯留、蓄存、凈化、利用、排放六大方向?qū)τ晁畯搅鬟M(jìn)行處理，優(yōu)化了道路水資源利用效果。

2.1 道路兩側(cè)下沉綠化帶設(shè)計(jì)

海綿城市設(shè)計(jì)理念與城市建設(shè)融合的過(guò)程中需要積極考慮下沉式綠化帶的運(yùn)用設(shè)計(jì)，綠化帶不僅能夠凈化空氣中的雜質(zhì)還能夠美化環(huán)境，下沉式綠化帶設(shè)計(jì)還可以實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)蓄水。在城市道路設(shè)計(jì)工作中需要積極做好下沉式綠化帶設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)道路積水分流及凈化，對(duì)道路安全運(yùn)行起到關(guān)鍵作用。道路附屬下沉式綠化帶設(shè)計(jì)的重要參數(shù)有綠地占地面積、綠地建設(shè)時(shí)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(shè)計(jì)目的就是降低城市內(nèi)澇對(duì)道路的影響，減少降水洪峰時(shí)的道路積水問(wèn)題，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)做好前期城市降水規(guī)律分析及細(xì)節(jié)化設(shè)計(jì)計(jì)算。下沉式綠化帶設(shè)計(jì)的主要作用就是對(duì)降水進(jìn)行滲透及蓄存從而幫助道路排水，也能夠?qū)崿F(xiàn)降水的凈化及綠化植物的水分供給，因此要根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。下沉式綠化帶內(nèi)采用50cm種植土，40cm摻50%中粗砂的種植土，40cm碎石進(jìn)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(jī)動(dòng)車(chē)道相鄰一側(cè)采用復(fù)合土工膜防滲，該膜沿線(xiàn)布置，深度為2m，垂直方向鋪設(shè)到道路結(jié)構(gòu)層底，復(fù)合土工膜采用抗拉強(qiáng)度和抗穿刺能力較好的兩布一膜形式，如圖1所示。

圖1 復(fù)合土工膜施工現(xiàn)場(chǎng)圖

2.2 道路排水溢流式雨水口設(shè)計(jì)

在城市道路建設(shè)中進(jìn)行下沉式綠化帶設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)做好雨水傾瀉口設(shè)計(jì)，以保證降水過(guò)多時(shí)可以有效排水，防止大量降水浸透土壤而導(dǎo)致植物腐爛。綠地溢流式雨水口設(shè)計(jì)中井口應(yīng)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(dǎo)入溢流式雨水口排出，而溢流井能夠?qū)⑦^(guò)多降水排放到雨水排放系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)城市降水匯集。此次市政道路雨水口設(shè)計(jì)中使用了方形井蓋，而井體則運(yùn)用了預(yù)制裝配式技術(shù)建設(shè)，為了保證大量降水環(huán)境中的雨水收集效果，溢流式雨水口應(yīng)盡量設(shè)計(jì)在綠化帶最低位置。

2.3 設(shè)計(jì)透水人行步道

在市政道路人行步道設(shè)計(jì)時(shí)采用透水磚，鋪設(shè)方磚時(shí)要保證各磚結(jié)構(gòu)的間隙在10mm左右，設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)城市為北方某市，該市冬季較為寒冷，地面會(huì)發(fā)生冰凍，透水材質(zhì)孔隙較小，冬季會(huì)發(fā)生堵塞，而采用結(jié)構(gòu)縫隙透水磚能夠更好地保證透水效果，因此采用結(jié)構(gòu)縫隙透水方磚鋪設(shè)材料。結(jié)構(gòu)縫隙透水磚具有強(qiáng)度高、抗凍性好、造價(jià)低廉、下滲速率快等優(yōu)點(diǎn)，透水人行步道基層采用5cm碎石作為上基層，采用20cm級(jí)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(jié)構(gòu)縫隙透水磚鋪設(shè)形成的人行步道道路表面水分張力發(fā)生了變化，雨水通過(guò)方磚材料的縫隙就可以進(jìn)入透水基層而后再滲透到墊層中，而透水人行步道墊層結(jié)構(gòu)具有較好的滲透特性，雨水透過(guò)這一結(jié)構(gòu)就可以進(jìn)入雨水排放系統(tǒng)中。透水人行步道建設(shè)能夠防止水分積存在路基結(jié)構(gòu)中，這樣會(huì)形成土基凍脹問(wèn)題，導(dǎo)致路面坑洼，影響道路基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)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(jié)構(gòu)筑路材料，透水瀝青混凝土的空隙率可以通過(guò)控制級(jí)配進(jìn)行調(diào)節(jié)。在市政道路建設(shè)中，透水瀝青混凝土具有降噪、儲(chǔ)水、透水特點(diǎn)，其還具有色彩配方，可以根據(jù)不同的環(huán)境和創(chuàng)造性設(shè)計(jì)，鋪設(shè)出符合要求的裝飾風(fēng)格，這是一種普通透水磚無(wú)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(shí)間內(nèi)的降雨全部下滲進(jìn)入透水層，即降水量等于下滲量。單位時(shí)間內(nèi)透水瀝青混凝土的設(shè)計(jì)流量：

式中：Q為某道路設(shè)計(jì)雨水流量，L/s；q為暴雨強(qiáng)度，L/s/ha；F為收水面積，ha；Ψ為綜合雨量徑流系數(shù)。

在50年降水重現(xiàn)期下，紅線(xiàn)范圍內(nèi)下沉式綠化帶需要大于1200m2，溢流式收水口數(shù)量大于34個(gè)，非機(jī)動(dòng)車(chē)道即透水瀝青混凝土面積為1598m2。

3 結(jié)束語(yǔ)

在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，道路工程是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，在城市化進(jìn)程加速的今天，隨著城市建設(shè)的擴(kuò)張，環(huán)境問(wèn)題逐漸凸顯了出來(lái)，城市所需的資源也逐漸不足，多種因素對(duì)城市的發(fā)展產(chǎn)生了抑制作用。因此，必須解決資源配置不合理和環(huán)境污染嚴(yán)重的問(wèn)題?；诖?，海綿城市理念應(yīng)運(yùn)而生，其通過(guò)解決城市的降水、排水問(wèn)題，提高城市的雨水收集能力，預(yù)防城市內(nèi)部的洪澇災(zāi)害，對(duì)積存的雨水進(jìn)行二次利用，解決枯水期的缺水問(wèn)題。在我國(guó)城市道路系統(tǒng)建設(shè)的過(guò)程中，積極運(yùn)用科學(xué)的排水與蓄水技術(shù)，能夠有效降低降水對(duì)城市交通系統(tǒng)的影響。市政道路設(shè)計(jì)工作中運(yùn)用的海綿城市技術(shù)設(shè)施必須與城市降水特點(diǎn)、城市的道路安全運(yùn)行需求相符，同時(shí)還要綜合考慮經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，盡量降低城市道路海綿城市輔助設(shè)施的建設(shè)成本，提升單位成本下的城市道路運(yùn)行安全性與環(huán)保價(jià)值，為城市道路提供健康成長(zhǎng)的條件。