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海绵城市视角下市政道路规划设计新思路

2021-01-08赵世乐李峻西

工程技术研究 2020年23期
关键词:绿化带海绵市政道路

徐 敏,赵世乐,王 斌,李峻西

(中国建筑第五工程局有限公司市政设计院,湖南 长沙 410004)

2013年12月,习近平总书记在中央城镇化工作会议上指出要建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”,旨在改善城市生态环境、建设市民宜居环境以及缓解城市内涝等问题。2015年10月,国务院办公厅印发《关于推进海绵城市建设的指导意见》(国办发〔2015〕75号),提出要将70%的降雨就地消纳和利用,并明确了建设目标任务。根据《城市用地分类与规划建设用地标准》中的规定,市政道路与交通设施用地占城市建设用地比例的10%~25%,这个占比使市政道路在海绵城市建设中扮演着重要角色。目前市政道路的海绵城市规划设计还处于碎片化、粗放式、点到即止的状态,因此加强规划设计源头控制是实现海绵城市目标的关键抓手。

1 规划引领,科学定位

1.1 厘清海绵城市本质

海绵城市理念的核心是推行现代化雨洪管理体系,通过城市规划、设计、建设和运维的管控,从“源头减排、过程控制、系统治理”着手,综合采用“渗、滞、蓄、净、用、排”等技术措施,统筹协调水量与水质、生态与安全、分布与集中、绿色与灰色、景观与功能、岸上与岸下、地上与地下等关系,有效控制城市降雨径流,最大限度地减少城市开发建设行为对原有自然水文特征和水生态环境造成的破坏,使城市能够像海绵一样,在适应环境变化、抵御自然灾害等方面具有良好的弹性,实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展方式,有利于实现修复城市水生态、涵养城市水资源、改善城市水环境、保障城市水安全、复兴城市水文化的多重目标。归根到底是解决城市水生态问题。

1.2 强化规划引领作用

当前海绵城市建设在各城市某一区域试点比较流行,然而它是一个水循环系统工程,决策者需要有全局思维,通盘谋划。首先,应在城市总体规划中纳入海绵城市专篇,并制定详细的规划或设计技术规范、标准。其次,在专项规划中应对区域路网进行科学系统的规划,而不是仅局限于某条路或局部路段,不宜过于分散,要以点带面形成区域效应,才能真正发挥市政道路对水资源存储以及再利用的能力。最后,应根据海绵城市总体建设目标,结合项目所在地实际情况,对不同等级道路分别提出年径流总量控制率、绿地率、下沉式绿地率、透水铺装及海绵设施等规划指标,对工程建设形成规划指引。

1.3 科学定位,分类施策

市政道路及附属设施承担的功能各异,其“海绵”要素和设计方式应灵活多变,应对行车道、机动车道、中间(侧分)带、人行道和绿化带等设施的功能进行科学定位,针对不同功能再分类施策。如对于交通量大、荷载重的行车道,可选择透水性好的材料或渗透率高的路面结构(如OGFC)来提升路面下渗能力;交通量小、荷载轻的人行道可选择透水混凝土、透水砖、透水沥青混凝土等铺装材料。另外,还可采用下沉式绿地提升雨水资源的截留能力和下渗能力,景观绿化可选择涵养水源好的树木和植被等。

2 精细设计“海绵”要素

2.1 总体设计

市政道路的总体设计首先要符合城市总体规划。坚持开发与保护并重原则,综合考虑地形、地物、地质、水文和周边建设条件,科学划分道路要素(机动车道、非机动车道、人行道及绿化带等)的空间布局,统筹好道路平纵横相互关系及与周边环境协调关系,在分析论证现有排水系统的优劣势的基础上,构建完善的排水系统以供收集和排放雨水。

2.2 纵断面设计

道路纵断面设计除了要满足规划标高,还应与两侧开发用地和周边已建道路及构筑物顺接,确保行车、排水顺畅。考虑配合低影响开发设施的基本功能以及排水规划需求,在纵坡的最低点设置雨水排出口或采取海绵城市措施来对雨水进行收集和处理,降低在低洼路段出现积水的概率。人行道和非机动车道纵坡需要控制在2.5%以下,尽量避免出现小于0.3%的纵坡。当合成坡度小于0.5%时,应采取综合排水措施。

2.3 横断面设计

横断面设计应在城市道路规划红线宽度范围内进行,并根据道路等级、控制要素、总体设计要点及用地性质等进行合理布设,要与规划、周边地物相协调;结合规划用地条件和红线宽度,通过调整横断面设计方案或红线范围来增加绿化面积,以提升对地表径流的蓄存、净化和消纳作用。

2.4 路面结构设计及材料选择

传统路面结构类型主要为沥青混凝土和水泥混凝土,渗透性较差,且路基与路面之间采用的是不透水性材料,经常处于被动渗水状态,在长期使用下渗水效果会不断减弱,容易造成路面积水,无法对地下水形成补给,还会增强城市热岛效应,显然有悖于海绵城市理念。

如何提高道路的渗透性且后期使用不会出现渗透性衰退现象?解决思路如下:一是选择透水材料,如透水沥青混合料或排水沥青混凝土。二是在基层顶面设置不可渗透材料,如乳化沥青稀浆封层,防止雨水进入基层;一旦雨水进入结构层,沿基层顶面横向坡度排放至盲沟。三是将路面结构做成全透式,如透水沥青混合料(面层)+多孔水泥稳定碎石(基层)+级配碎石(垫层)+透水路基,适用于建筑小区道路及停车场路面。

2.5 透水铺装设计

透水铺装不仅能在城市温度过高时通过水的蒸发作用来吸取热量,缓解城市的“热岛效应”,而且能在雨季天气时将雨水渗入地下,起到分担下水道排水压力的作用,是一种常见的“海绵”设计措施。透水铺装一般分为透水砖、透水水泥混凝土、透水沥青混凝土铺装等,前两种适用于人行道及车流量小的道路,而透水沥青混凝土铺装可用于机动车道。例如,人行道透水铺装结构一般采用“透水混凝土+中粗砂+级配碎石”形式。

2.6 绿化带设计

传统的绿化带设计是将路面设置成双向横坡,排水孔布设在道路两侧,直接把雨水排放至雨水管网中,绿化带是凸起的形式,一般都会高出道路一定距离。此方案可以更好地促进雨水应用,提高水资源利用率。而海绵城市理念下则是设计成下沉式绿地(见图1),两边略高于中心的浅碟形,并在侧石上设置开口,引导路面上的雨水汇流进入下沉式绿地内,从而达到雨水蓄存、渗透以及排放的目的。当雨水较多,超过了绿地的蓄存量时,多余的雨水会通过绿地内溢流设施的引导排入市政雨水排放系统中,在提升绿化带土壤利用率的同时可以降低城市洪涝灾害的发生率。侧分带内应设溢流设施,如溢流竖管、盖篦溢流井或雨水口等;侧分带结构层外侧及底部应采取防渗措施,以防止径流雨水下渗对路面及路基的强度和稳定性造成影响。同时应结合当地气候条件、降水量大小、雨水分布状态等选择适应性强,涵养水源好,具备一定耐污染性、耐酸碱度的树木和植物等,以实现改善生态环境的效果。

2.7 边坡防护设计

边坡防护的质量水平取决于其稳定性和生态性。传统设计以工程防护为主,如混凝土挡墙、抗滑桩、挂网锚喷和浆砌石护面等。而海绵城市理念下引导“灰色向绿色”转变,寻求安全性和生态性。土质边坡一般采用植草、三维植被网、网格植草、客土喷播、种植攀爬植物和格宾挡墙、钢筋石笼等防护形式(见图2);石质边坡应根据岩层走向和性质确定坡比参数,优先采用减缓坡率进行自然放坡的方式,在坡脚设置排水沟,沟底布设碎石盲沟,达到雨水渗流和收集的目的,满足生态要求。

图1 下沉式绿化带

2.8 路缘石设计

路缘石是市政道路设计中的重要内容之一,一般分为平缘石和立缘石。其中立缘石标高需要高于周围地表,便于雨水缓慢地流入雨水口中,若雨水流入绿化带的速度缓慢,可采用打孔立缘石、隔式立缘石、豁口立缘石等形式来提升雨水的流速(见图3)。

图2 生态格宾挡墙

图3 开孔路缘石示意图

3 结束语

目前,大部分城市道路规划设计已融入海绵城市理念,并取得了一些成效,改善了市政道路对雨水的渗透和收集功能,提升了道路运行的安全性,优化了城市的生态环境,增强了市民的幸福感和获得感。但同时也存在一些问题和不足,如各级决策者重视程度还不够,重理论、轻实践,规划不够具体、设计精细化程度不够、方案实施性不强等。文章从海绵城市理念本质出发,分析了规划设计前期阶段的重要性,探索总结了相关工程实践经验,提出了针对不同道路设施功能分类施策的新思路和设计细节,力求做到因地制宜规划、精准精细设计,以供同行参考。

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