海绵城市理念下的城市道路系统化设计

2018-05-05孟庆云刘利伟

智能建筑与智慧城市 2018年4期

关键词：绿化带径流城市道路

孟庆云,刘利伟

MENG Qing-yun1,LIU Li-wei2

（1.济宁市建筑设计研究院；2.山东大嘉工程勘察有限公司)

(1.Jinan Architectural Design and Research Institute ；2.Shandong Da Jia Engineering Survey Co.Ltd.，)

1 引言

我国城市在发展过程中常会面临较多为环境问题，例如排水系统老化、雨水资源流失、城市内涝以及水坏境恶化。这些问题的存在极大影响了我国城市的可持续发展。在城市系统中，城市道路是最为重要的部分，不仅雨水径流量大，而且还受到极大的污染，这是城市面临污染的重要部分。所谓海绵城市就是将城市设计成“海绵”，实现对雨水资源的循环利用，在雨季价格雨水贮存起来，补充地下水并调节水循环；在缺水时释放水资源进行应用，让水活动自然化，不但能提高城市的生态性能，而且还能让城市景观更为丰富[1]。

过去城市道路雨水排水系统主要是将地面的雨水迅速排走，为交通顺畅提供保障，防止雨水对路面结构的破坏。即应用道路的纵、横坡把路面雨水汇入道路边缘雨水口，通过排水管涵排走。这些雨水大多没有经过土壤便排到河流当中。在路面结构设计中也是应用多种防渗措施来防止雨水下渗导致路面结构失稳，例如在路面结构两边设置隔水墙、在路面面层下设置封层等，这些防渗设计一味的保护道路功能，却忽略了道路的生态功能，不仅导致城市排涝防洪的极大困难，还加重了城市的热岛效应[2]。

在汇流、转输等有组织预处理之后，把雨水引到外绿地或者道路红线中，通过雨水调节和储存等设施来对雨水进行开发利用，让城市道路设计充分贯彻海绵城市理念[3]。低影响开发雨水系统对径流总量、径流总量和径流污染有效控制，和传统排水系统即雨水管渠系统结合起来统一完成径流雨水的收集和排放。

2 海绵城市的实现途径与海绵道路的优势

海绵城市理念贯彻着渗透、滞留、蓄积、净化、应用和排放的六步原则，城市道路建设不仅要符合生态目标，而且还要满足城市的功能。所以在实施对城市设施建设的低影响开发中，要立足于城市道路、建筑小区以及绿地广场等基础设施，彻底转变过去以排放为主的传统雨水管理理念，从而构建一种低影响开发的道路雨水系统。

海绵城市核心应该是处理城市发展时存在的雨水径流污染、雨水洪涝问题以及雨水资源流失等实际情况。总体来说，实现海绵城市主要有三个途径。首先，对原有生态系统进行保护，保护城市中原有湿地、河流与草地等生态系统，贯彻低影响开发理念。其次，对过去已经破坏的生态系统进行修复，应用海绵城市理念去修复已经被破坏和污染的生态系统，让生态面貌与功能被充分还原。最后是新建海绵生态系统，应用低影响开发技术新建海绵生态设施。即减少不透水铺装面积，尽量控制城市原有水生态受到城市开发的影响。

海绵道路的优势为：①它能对地下水资源极大补充。过去雨水资源直接经过路表直接排入市政管道内，进而汇入河流当中。这就造成极大部分的雨水资源迅速排走。而海绵道路中，雨水会渗透进路面层或基层，继而渗透地下补充地下水。②它能降低洪峰流量，为排水系统减轻压力。由于海绵道路能够对雨水进行多途径储存和蓄积，这就有效降低了排水系统的压力[4]。③它能降低雨水径流污染，海绵道路应用后雨水经过路面渗入地下，通过土壤、生态设施等将雨水附带的路面污染物截留和吸附干净，达到优化水质的目的。④它能让路面行驶更加安全和舒适，海绵路面的透水性能保证路面没有积水，轮胎粘附力极大增加，水雾也得以减少，行车更加安全。⑤透水路面能够降低路面和轮胎间空气的压缩和抽吸，行车更加舒适并且降低噪音。⑥它能改善城市微气候，海绵道路因为路侧配套低影响开发设施的作用，极大提升含水量，路面温度降低，有效缓解城市的热岛效应，调节城市微气候。

3 海绵城市理念下的城市道路系统化设计

1）城市道路路面材料

过去城市路面常应用水泥混凝土和沥青混凝土。海绵城市理念下，城市道路路面层材料要合理选择。透水沥青路面常有以下三种组合形式。其一，路面水由面层渗入基层继而排到邻近排水设施。其二，路面水直接进入表面层继而排入邻近排水设施。其三，路面从路面渗入路基。前两种只顾排水和减低路面径流，却忽略了雨水的蓄积、滞留和净化。第三种形式的道路荷载较差，只能在路基土渗透系数超过一定标准的广场、公园等道路中应用，对于城市干道则不能应用透水路面。所以我国必须加强对城市道路路面材料的研究，形成一种强度和环保力较高的沥青路面材料。

2）道路横坡和绿化带

过去城市道路设计常是中间向两边倾斜模式，道路两边有排水口，雨水从排水口进入雨水管系统，而绿化带则高于道路水平线。在海绵城市理念下，必须保证道路向中央绿化带倾斜，保证雨水顺利排入绿化带。另外绿化带要比路面高度要低，设计成凹型模式，为雨水收集提供便利。绿化带下要有碎石盲沟，盲沟和路基之间设置碎石层。要减小雨水管径和雨水口篦子，应用智能开关控制模式，如果雨量太大则自行打开雨水篦子，雨水收集后排进雨水管排水系统。不仅有绿化带渗沟收集雨水，而且还新加了路面渗透和反向路基渗流两种流向模式[5]。

3）道路人行道

人行道荷载较低，铺砖可应用透水人行道板，人行道基层的铺砌可以应用透水混凝土，垫层则应用碎石层。在靠近道路边设置隔离层和30cm厚的碎石沟，深度要符合路基工作区深度，可以充分降低对路面工作区的影响。要把人行道内雨水和路基底面碎石渗水层加以连接，对雨水渗流充分处理。透水人行道必须保证土基土壤渗透系数及渗透面与地下水位的距离超过一定标准。

4）边坡支护

海绵城市理念下，石质边坡处理尤其需要注意，其处理麻烦，开挖时容易破坏生态环境，必须要对石质边坡支护有效解决。在设计石质边坡时要按照岩层性质和走向来决定，科学确定边坡坡比并稍微放宽坡率，并应用方格网植草、挂网喷土植草或者窗式护面墙植草等方式支护，边坡坡脚位置要有排水沟，沟底要有碎石盲沟，充分连接上道路基础底面碎石渗水层，从而达到对雨水渗流有效处理的目的。