海绵城市市政道路设计方式分析

2020-04-25崔美花

建材与装饰 2020年11期

崔美花

（中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司云南昆明 650000）

0 前言

海绵城市建设需遵循六字指导方针，即“渗、滞、蓄、净、用、排”，市政道路属于海绵城市建设的重要载体，通过针对性打造海绵城市市政道路系统，海绵城市的建设即可获得有力支持。为保证市政道路设计能够服务于海绵城市建设，正是本文围绕该课题开展具体研究的原因所在。

1 海绵城市市政道路设计的主要方式

作为海绵城市建设的重要载体，市政道路设计需解决传统排水方式存在的缺陷，如绿化带无法有效蓄留雨水、雨季排水不畅、道路雨水被直接排入河道、雨季地表径流量增加，可能由此导致的大量自来水资源消耗、路面积水、洪涝灾害必须得到重视。在海绵城市理念下，市政道路设计应围绕路面材料选择、道路横坡及绿化带、道路人行道共三方面开展针对性设计[1]。

1.1 路面材料选择

水泥混凝土和沥青混凝土属于传统市政道路采用的主要材料，但在海绵城市建设中，市政道路必须更为合理、科学地选择路面材料。以透水沥青路面为例，路面水可从面层顺畅进入基层、表面层、路面，并随之排入临近排水设施或渗入路基，前两种设计能够降低路面径流、满足排水需要，但无法满足“渗、滞、蓄、净”四方面需要，第三种设计对路基土渗透系数要求较高，适用于公园、广场、小区等中轻荷载的道路，无法满足城市快速路、主干路需要。因此，海绵城市市政道路设计必须关注各类新型路面材料的选择，高环保、高强度的沥青路面材料应得到重点关注。

1.2 道路横坡及绿化带设计

由中间向道路两边倾斜属于传统市政道路的主要设计模式，道路的两侧设置排水口，排水口可收集汇入的雨水至雨水管系统，相较于道路，绿化带采用凸起模式设计，高度在25～40cm（相较于道路）区间。为较好服务于海绵城市建设，可采用向中央绿化带倾斜的道路设计模式，以此中间的绿化带可负责收集雨水，绿化带需同时采用凹型模式设计，高度在-5～-10cm（相较于道路）区间，以此更好收集雨水。还应设置碎石盲沟于绿化带下方，同时需设置碎石层于盲沟底面且超过路基工作区的深度范围。具体设计还需要关注智能开关控制模式选用、道路雨水口篦子减少、雨水管径减小，雨水篦子的开关应在地面水因较大雨量无法排除时打开，此时雨水管排水系统开始收集雨水。基于上述设计，路面渗透、反向路基渗流、雨水管收集、绿化带渗沟“渗、滞、蓄”即可取得传统的雨水管收集模式，更好服务于我国各地的海绵城市建设[2]。

1.3 道路人行道设计

基于海绵城市建设需要，需结合道路人行道较低的人行荷载进行设计，如采用透水人行道板进行人行道铺砌。具体设计可采用透水混凝土铺砌人行道基层，采用碎石层作为垫层，为减小路基工作区受到的影响，隔离层需设置于靠近道路一侧，同时设置的碎石沟规格应为30cm，并基于路基工作区深度确定碎石沟深度，人行道范围内雨水需要与路基底面碎石渗水层连接起来，雨水渗流可由此得到更好处理。对于人行道侧绿化带，可采用绿化带雨水收集方式进行设计，以此设置底层渗水层与渗沟。值得注意的是，土基的渗透性需满足透水人行道要求应存在不小于1.0×10-3mm/s的土壤渗透系数，且渗透面与地下水位的距离需大于1m。

2 实例分析

2.1 工程概况

为提升研究的实践价值，本文以某地市政道路改造工程作为研究对象，工程所在地存在1400～2200mm的年降水量，每天日照时间、无霜期平均时间分别为46%、219d。原有市政道路设置有雨水管道系统（d400～d1000管径），但受到设计年限较早、设计理念落后等因素影响，无法满足现阶段当地海绵城市建设需要，因此当地基于海绵城市理念针对性开展了市政道路改造工程，由此开展的市政道路设计取得了令人满意的成果，具备较高借鉴价值。

2.2 具体设计

2.2.1 整体设计

为较好服务于海绵城市建设，当地计划基于海绵城市理念对原有市政道路进行针对性改造，以此打造海绵景观中轴线，改造后的市政道路需具备应对30年一遇暴雨的能力，且拥有83%以上的年径流总量控制率。在具体的市政道路改造工程中，设计需遵循系统性、尊重自然、海绵设施多样性、经济适用性、监测可考核性等原则进行，这里的监测可考核性指的是设计环节需拿出科学性、可行性较高的监测方案，以此配合多样化的海绵设施更好为海绵城市建设提供支持。基于工程实际，设计最终围绕雨水塘、雨水湿地、雨水花园、植草沟、道路载体展开，最终提出了花草植被、景观石、水体、道路融合的总体设计方案，同时设计的休憩草坪、亲水平台等人文活动场所也能够为海绵城市理念贯彻提供辅助。

2.2.2 源头控制设计

原市政道路的缓坡绿地与微高绿地设置于东侧，高坡度与高绿地设置于西侧，临近湿地的北段存在较为优越的生态条件，因此具体的改造设计重点围绕市政道路现有断面排水展开，以此将现有排水沟封闭、建设机非隔离带（宽1m）、建设滞蓄型植草沟（东、西侧）、调整步道路沿石高度，其中东、西侧的滞蓄型植草沟建设需分别配套建设分散型雨水花园、护坡型雨水花园，采用15c左右的调蓄水深进行雨水花园设计，同时采用10cm左右的调蓄水深进行滞蓄型植草沟设计。卵石滞蓄植草沟、护坡型雨水花园、雨水花园属于设计的主要内容，卵石滞蓄植草沟断面图如图1所示，该调节雨水流量与流速、输送雨水的功能，设计采用2.5m的宽度、10cm的卵石厚度。

2.2.3 积水涝点处理

在进行改造前，原市政道路存在积水涝点5个，结合实际调研分析可以确定，排水浅沟易淤堵、流量较小属于积水涝点出现的主要原因。为满足海绵城市建设需要，围绕积水涝点的改造主要采用改变车行道与人行道坡向、翻新路面的设计，同时需设法充分发挥植草沟与雨水花园的滞蓄控制功能，配合针对性设置的低影响开发设施溢流口，高效、快速的雨水排放得以顺利实现，市政道路周边的自然水塘、低势绿地、湿地也能够充分发挥自身作用，涝点的更好控制得以实现，同时改造设计增加的道路排水豁口也在其中发挥着积极作用。

图1 卵石滞蓄植草沟断面

2.2.4 大排水设计

基于海绵城市理念的大排水设计也在市政道路改造工程中有着深入应用，具体设计围绕不同汇水区分流配合、自然坡走道展开，以此服务于市政道路不同路段，设计目标即可更好实现。在基于不同汇水区分流配合设计中，为实现针对性大排水，设计针对性开展了区域划分，如原市政道路西侧汇水区域的大排水设计围绕最低点处西侧人行道改造展开，通过卵石排口，大暴雨天气下的雨水即可排入附近湖泊，该区域的积水水深可由此得到较好控制；在基于自然坡走道方式的设计中，设计主要围绕植草沟、雨水花园、步道、集中式雨水花园、湿地展开，由此即可满足不同雨水天气下的排水需要。