王浙盈WANG Zhe-ying

（三江生态环境有限公司，杭州 310000）

0 引言

市政道路承担着城市资源和人的空间流通的主要功能，是城市市政系统的重要基础设施之一。据不完全统计，当前国内大中型城市的硬化道路面积占城区建设用地面积比重已超过15%，且有逐年上升的趋势；而传统的道路设计理念主要关注于道路的积水外排，尚未兼顾到积水的渗透及路面径流控制问题，大量的硬化道路严重削弱了城市对雨水的渗透和积蓄能力，在雨季很容易诱发城市内涝灾害，影响了城市市政设施对恶劣环境的抵抗“韧性”，同时也加剧了城市在夏季炎热环境下的“热岛效应”。为了降低道路硬化对城市自然环境的影响程度，提高城市对雨水的综合利用能力，解除城市内涝风险，实现城市市政道路的可持续发展，以低影响开发为主导的“海绵城市”设计理念应运而生；本文拟将“海绵城市”设计理念应用到市政道路的“海绵化”改造实践中，希望摸索出一套适合城市道路“海绵化”改造方案，为“海绵城市”的建设提供些许借鉴。

1 海绵城市”概念分析

“海绵城市”一般是指城市雨水、积水综合管理系统，是指新建各类雨水、积水的吸收、收集、存留、净化、排放设施。使城市具备像“海绵”一样的“韧性”与“弹性”，能够抵抗强降雨等突发性自然灾害造成的不利影响。当雨量充沛时，雨积水综合设施能够快速吸收、净化并集纳雨水，在雨量不足或气候干燥时，集纳的雨水能以各种形式释放并利用，这种“一吸一释”的特点与海绵的特性完美契合，搭建了人类活动与自然生态之间的和谐共生关系。

2 海绵城市理念的重要性分析

2.1 有利于改善城市生态环境

在传统的城市排水系统建设中，过分追求排水效率往往导致或多或少忽视生态修复或保护，引起路面径流增多，增加城市内涝危机，导致城市的发展受到一定的限制。相反，海绵城市的建设侧重于生态保护基础设施建设，营造“海绵体”，减少城市内涝危机。由此可见，传统城市建设带来的后果一般是路面硬化严重、生态环境脆弱、洪涝灾害频发等，而海绵城市带来的是可渗透路面，有净化和渗透作用的雨水花园、绿色屋顶以及海绵停车场等，在保护城市生态环境的同时，有效消解城市的热岛效应。在城市环境问题日益严峻的今天，传统城市建设已难以满足可持续发展的要求，建设以海绵城市为代表的新型城市，已经成为大势所趋。目前，已有130 多个城市在城市设计理念中加入了海绵城市的设计方式，海绵城市设计理念旨在修复城市水生态，为居民提供一个良好的城市居住环境。

2.2 有利于水资源的合理利用

海绵城市概念中道路设计的主要思路是解决城市蓄水和排水问题。结合实际情况进行城市道路设计中的水资源综合利用，提高蓄水、排水系统的效率，防止出现城市内涝。与此同时，为缓解城市蓄水、排水压力，提升水资源二次利用率，可对现有的或者新增的蓄水、排水系统进行改造升级，这样既能防止内涝，也能解决水资源日益匮乏的现状，有效地提升城市水资源调节能力。

3 海绵城市理念的市政既有道路改造施工工艺

3.1 下沉式绿化带改造

市政道路两侧绿化带改造是海绵城市建设的关键，下沉绿化带可以提高雨水收集能力。将路缘石设置在绿化带两侧，高度控制在120cm～150mm 左右，开孔间距控制在6m 左右，有助于雨水的排出，在进水口处设置消能池，池内填满卵石，以防止雨水对种植土的冲刷，充分发挥绿化带的涵水功能。溢流式雨水口在绿化带当中的应用，可以在暴雨天气下保障良好的排水效果，其间距控制在30m 左右，能够在紧急情况下运用雨水管网对雨水进行排泄处理，防止影响城市道路交通。砂滤层、人工填料层和植被层、蓄水层等，是下沉式绿化带的基本组成。在设置砂滤层时应该对中粗砂和砾石的直径加以控制，一般在30mm 以内，厚度在250mm 左右。为了能够在蓄水池当中有效收集多余渗水，还应该按照设计要求设置φ100PVC 渗水管。在人工填料层施工中，针对材料渗透性进行检测，施工厚度在800－1000mm 左右，能够实现粗颗粒的过滤，同时起到有效的支撑作用，增强整体承载力。在植被层施工中，应该选择月季、海棠和桂花等，确保其具备良好的耐寒耐水性能，控制灌木、草本植被、地被植物和乔木的厚度。针对初期雨水，可以通过植被层进行吸收和过滤处理。建设150－200mm 高的蓄水层，可以有效解决径流冲刷对道路造成的破坏问题。

3.2 海绵技术在透水铺装改造

由于道路工程为城市道路次干路，车流量相对较大，在应用海绵技术过程中需要关注道路路面结构荷载的实际需求，同时还要关注车辆尾气所产生的污染问题。因此，在进行机动车道设计时要采用透水路面结构设计方式。费机动车道位置不会涉及机动车尾气污染的问题，因此，在选择道路结构时可以采用全透水结构设计。但是在选择道路头水结构铺装设计的过程中，还要引起注意的是道路透水铺装设计的厚度，厚度的选择要根据施工道路路面规划的透水性能情况、承载力情况，以及《海绵城市建设技术标准》规定透水铺装设计按照以下的标准来进行设计。①在进行非机动车道透水铺装设计的过程中，道路的表面层需要采用透水性沥青砼，规格可以采用3cm 的PAC10，下层面的透水性沥青可以采用4cmPAC13 的规格；公路的基层要采用透水性能比较高的水泥混凝土，规格可以选择19cm 的厚度；采用10cm 厚的3∶7 的砂垫层来作为垫层的材料；这时费机动车道道路的透水结构厚度就要控制在36cm 左右。②在进行人行横道透水铺装设计的过程中，面层要选择透水性路面板，规格可以是50cm×25cm×8cm 的；选择3cm 的厚透水干硬性的水泥中粗砂来作为调平层设计规格；基层的设计可以选择15cm 厚度的水泥混凝土；垫层可以和费机动车道的垫层规格相同，选择10cm 厚的3∶7 的沙碎；综合来说人行道的道路透水铺装结构的厚度也可以控制在36cm 左右，和非机动车道的厚相同。

3.3 中央绿化分隔带改造

城市道路包含的内容比较多，主要分为机动车道、非机动车道、人行道、中央绿道、道路两侧绿道等，其中还包含雨水篦子、边沟、路肩、路缘石、地下排水管等部分，中央绿道改善城市道路环境，能够有效的降低交通事故的发生，尤其是夜间事故，消除视觉疲劳，进一步提高行车的安全性。此外，道路两侧人行道绿化带可以美化城市，对改善城市的面貌也非常重要。

如图1 所示。

图1 中央绿化分隔带

通过改造城市街道中央绿化带和人行道绿化带，能够有效改善其功能，增加吸水量，遵循了海绵城市的理念，提高其自身的吸水特性。绿化带设计的形式比较多样化，通常包括：单行行道树、双座行道树、花坛行道树、行道树和园地、苗圃行道树等形式。但是这种方案需要人工定期对绿色植被进行浇水。将这些绿化带设计为生态沟渠、凹进绿地等，最大的优势是可以解决人为浇水问题，延长浇水间隔，有效省去了人为浇水这一环节，从而降低人员方面的成本，达到节约用水的效果。

3.4 车行道改造

道路是城市道路中最重要的道路。以往在巷道设计中往往忽略路面渗透性的考虑，加剧了巷道积水问题。缩短了车行道路面应有的使用年限，大幅度增加在市政道路建设和维护方面的各类成本投入。设计人员需要强化城市车行道给排水设计中对于海绵城市理念的应用。在材料的选用方面，设计人员应当优先选择具有较强渗水效果的材料，严格依照施工设计方案要求进行路面施工，综合考虑车行道的实际走向，切实降低地表水径流量。进行车行道施工时，应当充分结合车行道的实际使用情况，设计采用分层的方式进行施工，通常可以分为三层，对非透水性材料以及透水性材料进行混合使用，切实提升车辆行驶的稳定性，减少雨水因素对于路面造成的破坏。

3.5 生态植草沟改造

生态植物沟，顾名思义植被浅沟或者生物沟，主要是收集雨水的第一道设施。它的主要优势是取代了传统的雨水排水系统，实现对雨水的运输。对于植草沟内的植被高度通常需要控制在100-200mm 的范围内。

生态植草沟的形式主要为倒三角或者梯形边坡，坡度（垂直∶水平）≤1:3，纵坡<4%，合理控制沟内流速<0.8%，如图2 所示。

图2 生态植草沟

在规划建设生态植草沟时，需要结合种植沟的深度、宽度、最大允许蓄水深度等各方面的因素进行设计，以免因蓄水深度问题而损害绿色植物的自身的生命力。此外，避免因为计算的深度不符合设计要求，无法发挥生态植草沟设计的作用。

3.6 环保型雨水口改造

雨水进口作为道路排水系统的起点，是连接地面和地下管网的重要节点。城市道路上的雨水通过雨水进口进入排水管道，在雨水排放过程中起着重要作用，也是进入水体的面源污染来源，因此，雨水口是海绵型道路建设过程中的重要关注对象。本次设计采用环保型雨水口，结合初期雨水处理技术，将雨水篦子的过水和截污功能分离，在雨水篦子下方增设截污挂篮装置和专用滤砖。滤砖由砾石和活性炭等配比而成，可净化雨水，同时具有防蚊虫防臭和扰流的作用。这种简易的雨水口截污净化措施，在不改变传统雨水口结构的基础上，有效调控道路雨水径流，达到净化初期雨水，且不影响雨水正常排放的效果，可以控制径流污染，缓解黑臭水体，日常安装维护便捷。

3.7 溢流蓄水设施改造

溢流蓄水设施的合理改造也是当前道路改造的重点。首先，溢流式雨水管要设置好。在下沉式绿化带当中设置溢流式雨水口，将间距控制在30m 左右，相较于绿化带而言要高出100mm 左右，控制直径在0.5m 左右。当土层含水饱和后水位持续上升，高于溢流井顶面标高时溢流入溢流井并排入雨水管系统排走。运用钢筋混凝土结构对底座进行处理，同时连接雨水管道和暗管，保障管道系统的通畅性。借助于绿化带对雨水进行收集并使用透水铺装加以渗滤处理，以存雨池为集中处理区域，在自然沉淀作用下对杂质进行分离。在正常情况下，池内的雨水都能为绿化灌溉提供支持。而当遇到特大暴雨天气时，则可以通过市政雨水管道对超出的雨水进行排出，借助于其他基础设施加以集中处理。

3.8 下凹式绿地改造

又称低势绿地，在凹深度方面发挥着非常重要的作用。下凹式绿与在线形形式的生态植草沟相比，该技术形式的面积相对来说比较大。其中主要利用的是开放空间的优势，对雨水进行储存，其中使用最多的形式是“面状”，可以收集和容纳大量的雨水。

在狭窄、凹陷的地区，落水管溢流口通常控制在溢流口上方50-100mm 处，100-200mm 为凹陷的最佳深度范围。

相比生态草沟略，下凹式绿地有所不同，下凹式绿地对雨水最大的优势是雨水容纳量比较大，因此在选择植物时，应首选具有耐水性强、生命力强的植物。同时，必须提前准备好下凹式绿地与道路的边界工作，避免雨水破坏道路路基，提高道路的稳定性，有效延长道路的使用寿命。（如图3）。

图3 下凹式绿地

4 海绵城市理念的市政既有道路改造施工的具体措施

4.1 合理设计和布置城市绿化带

绿化带的设计和布置是市政道路建设中常用的绿化方法之一。通过科学合理的绿化带布局，可以实现对雨水的收集和存储，特别是降水比较多的季节，可以有效避免雨水聚集。通过绿化带的合理布设，也可以有效提升城市道路的绿化质量和绿化效果，最大限度减少水资源的浪费，实现水资源的循环再利用。在实际的绿化带设计和施工过程中，要充分考虑施工周围土地对于雨水的渗透能力，采用更加适合当地施工环境的设计方案，使绿化带成为天然的雨水收集设施。

4.2 道路施工材料的选择

建筑企业在选择建筑材料时，既要保证城市道路的施工质量，又要满足雨水渗透和雨水收集的要求，提升城市道路的实用性以及在生态环境保护方面的重要作用。在城市道路材料的选择上，应该尽量选择符合海绵城市透水性要求的建筑材料，以提升路面对雨水的渗透能力，减少路面雨水的积存，保证道路在降水较多时的正常使用和道路安全。在道路施工过程中，也应该选择健康环保的建筑材料，避免施工材料对于周边环境的破坏和污染，将可持续发展和绿色施工理念贯彻到城市道路施工过程之中。

4.3 合理运用植草沟

在海绵城市理论的应用过程中，要合理利用植草沟，在保证能有效调度水资源的前提下，增强市政道路的绿化效果。具体施工中，科学的设置雨水花园和湿地，种植合适的植物，增强景观效果。以雨水花园为例，利用土壤、植物等过滤作用，提升雨水的净化效果，方便补充地下水，实现水资源的利用目标。雨水流入花园，在土壤、植物等多层过滤下，由溢流口进入盲管，而盲管又和花园的雨水管相连，在雨水管的作用下，将净化后的雨水送至蓄水区，待蓄水区的水满后，送至市政网管，形成雨水收集、净化、蓄水、再用的过程。值得注意的是，需要定期清理和维护雨水花园中的河卵石，便于更好发挥效果。

5 结束语

实施既有市政道路改造，可以有效改善道路交通条件，特别是在海绵城市建设背景下，提升雨水处理能力，防止出现严重洪涝灾害，保障人民群众的生命财产安全。在编制改造施工方案时应该结合城市道路实际情况，保障雨水得到高效化处理，提高社会效益及生态效益。在施工当中，加强对下沉式绿化带改造、人行道透水铺装和溢流蓄水设施改造等工艺环节的严格把控，提高整体改造质量，以促进城市化发展。