基于海綿城市理念的城市道路設(shè)計(jì)方式研討

鄧淼方

摘要： 近年來(lái)，我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加速，城市道路作為城市的重要組成部分，其用地面積占城市建設(shè)用地面積的15%～20%。城市內(nèi)澇等災(zāi)害一直嚴(yán)重威脅著人們的生命與財(cái)產(chǎn)安全，因此，海綿城市理念應(yīng)運(yùn)而生。海綿城市就像海綿一樣，能夠把雨水留住，并讓其被循環(huán)利用。不僅能有效地解除城市內(nèi)澇對(duì)人們生命和財(cái)產(chǎn)造成的威脅，還大大節(jié)約了水資源，有利于促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。為此，本文探討了基于海綿城市理念的城市道路設(shè)計(jì)方式。

Abstract： In recent years， Chinas urbanization process continues to accelerate. The urban road is an important part of the city， the land area of urban road accounts 15%～20% of the land area of urban construction. City waterlogging disaster has been a serious threat to the safety of peoples life and property. Therefore， the concept of sponge city came into being. Sponge city is like a sponge， can keep the rain， and let it be recycled. It not only can effectively relieve the threats on peoples lives and property caused by city waterlogging， but also can greatly save water resources and promote the citys sustainable development. To this end， this paper discusses the urban road design based on the concept of sponge city.

關(guān)鍵詞： 海綿城市；設(shè)計(jì)；城市道路；方式

Key words： sponge city；design；urban road；way

中圖分類號(hào)：U412.37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）30-0139-03

0 引言

我國(guó)城市化發(fā)展的過(guò)程一直深受城市內(nèi)澇、雨水資源流失、水環(huán)境惡化以及排水系統(tǒng)老化落后等問(wèn)題的困擾，這些問(wèn)題不僅制約著城市的可持續(xù)發(fā)展，還嚴(yán)重影響著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。城市道路作為城市建設(shè)的重要組成部分，在城市建設(shè)中有至關(guān)重要的作用。有研究表明，道路次降雨徑流量約為25%，而污染物卻高達(dá)40%～80%。因此，城市道路雨水徑流量大且污染嚴(yán)重，是城市面源污染的主要來(lái)源。

海綿城市就像海綿一樣，能夠把雨水留住，讓其被循環(huán)利用。即指遇雨時(shí)，能夠吸收、存蓄、補(bǔ)充地下水、凈化雨水、調(diào)節(jié)水循環(huán)；在缺水時(shí)，能夠?qū)⑺尫懦鰜?lái)加以利用，從而實(shí)現(xiàn)城市中水活動(dòng)的“自然化”，不僅豐富了城市景觀，還大大增強(qiáng)了城市的生態(tài)功能，讓城市更宜于居住。

海綿城市以“滲、滯、蓄、凈、用、排”六個(gè)字為指導(dǎo)方針，其建設(shè)既要達(dá)到生態(tài)目標(biāo)，又要滿足城市功能。因此，要以六字方針為基礎(chǔ)，實(shí)施低影響開(kāi)發(fā)城市設(shè)施建設(shè)，以綠地與廣場(chǎng)、建筑與小區(qū)、城市道路等基礎(chǔ)設(shè)施為載體，突破“以排為主”的傳統(tǒng)城市雨水管理理念，構(gòu)建低影響開(kāi)發(fā)城市道路雨水系統(tǒng)。通過(guò)有組織的匯流、轉(zhuǎn)輸?shù)阮A(yù)處理，將雨水引入道路紅線內(nèi)以及外綠地內(nèi)，再通過(guò)設(shè)置具有雨水儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)等功能設(shè)施對(duì)雨水進(jìn)行進(jìn)一步的處理與利用，實(shí)現(xiàn)基于海綿城市理念的城市道路設(shè)計(jì)（圖1所示）。

1 基于海綿城市理念的城市道路建設(shè)的重要性

隨著我國(guó)城市建設(shè)的發(fā)展，城市規(guī)模越來(lái)越大。道路及建筑覆蓋率的不斷增大使得硬化地面也隨之增多，大大減弱了雨水的滲透能力。在雨季，由于降雨量增大易形成洪峰，不僅造成了城市部分區(qū)域嚴(yán)重積水，還會(huì)加劇溫室效應(yīng)以及城市熱島效應(yīng)，致使極端水文條件、極端氣象條件增多。

城市化進(jìn)程的不斷加快，使得城市道路在城市建設(shè)中的地位日益突出，其用地面積占城市建設(shè)用地面積的15%～20%。道路路基范圍雨水的收集量非?？捎^，然而，目前這些水資源并沒(méi)有得到有效利用。因此，實(shí)施基于海綿城市理念的城市道路建設(shè)顯得尤為重要，應(yīng)在現(xiàn)有的雨水利用研究基礎(chǔ)上，研究新型路面材料以及雨水就地滲蓄與利用方式，推動(dòng)低影響開(kāi)發(fā)城市道路建設(shè)的發(fā)展。表1為各種措施對(duì)徑流水質(zhì)和水量的處理效果。

2 基于海綿城市理念的城市道路設(shè)計(jì)方式

目前，城市道路建設(shè)的過(guò)程，主要是以“路面橫坡收集-雨水口-市政管網(wǎng)”的道路雨水排放方式，雨水的控制和利用主要體現(xiàn)為“排”，忽略了對(duì)生態(tài)與環(huán)境的保護(hù)。這種排水方式存在許多缺陷，例如：綠化帶未能有效地蓄留雨水，需要經(jīng)常性地澆灌綠化帶，消耗了大量自來(lái)水資源；雨季排水不暢，導(dǎo)致路面嚴(yán)重積水、面層濕滑；道路雨水被直接排入河道，不能有效地滯蓄雨水以及補(bǔ)充地下水；雨季地表徑流量增加，易造成洪澇災(zāi)害等。因此，要對(duì)城市道路實(shí)施低影響開(kāi)發(fā)建設(shè)，完善城市道路排水、蓄水等功能。圖2為基于海綿城市理念的城市主干道雨水管線布置斷面圖。

2.1 城市道路的路面材料選擇

傳統(tǒng)的城市道路路面主要采用瀝青混凝土和水泥混凝土。為了實(shí)現(xiàn)海綿城市的建設(shè)，應(yīng)科學(xué)、合理地選擇城市道路的路面材料。透水瀝青路面的組合形式為：一是，路面水從面層進(jìn)入基層，再排入臨近排水設(shè)施；二是，路面水進(jìn)入表面層，再排入臨近排水設(shè)施；三是，路面水進(jìn)入路面后滲入路基。前兩種組合形式解決了“排”以及降低路面徑流、噪音的問(wèn)題，但未能解決滲、滯、蓄、凈等問(wèn)題。第三種組合形式只有路基土滲透系數(shù)≧7×10-5cm/s的小區(qū)道路、廣場(chǎng)以及公園等中輕荷載的道路才可采用，而城市主干路、快速路等車流量大的重型、超重型荷載的道路不能采用透水路面。因此，要想實(shí)現(xiàn)低影響開(kāi)發(fā)建設(shè)，相關(guān)部門加大城市道路路面材料的研究力度，共同研究高強(qiáng)度、高環(huán)保的瀝青路面材料。

2.2 道路橫坡及綠化帶設(shè)計(jì)方式

傳統(tǒng)的城市道路設(shè)計(jì)方式主要是把道路做成由中間向道路兩邊傾斜的模式，排水口在道路的兩側(cè)，雨水由道路排水口匯入雨水管系統(tǒng)，綠化帶主要呈現(xiàn)為高于道路25～40cm的凸起模式。為有效地解決城市道路“滲、滯、蓄、凈、用、排”的問(wèn)題，建議把道路做成向中央綠化帶傾斜的模式，將雨水排放到綠化帶中，同時(shí)，綠化帶更改為低于道路5～10cm的凹型模式，以便對(duì)雨水進(jìn)行收集。此外，在綠化帶下方還要設(shè)置碎石盲溝，在盲溝底面且超過(guò)路基工作區(qū)的深度范圍設(shè)置碎石層。在設(shè)計(jì)中還應(yīng)減小雨水管徑、減少道路雨水口篦子，采取智能開(kāi)關(guān)的控制模式，當(dāng)雨量較大且地面水不能排除時(shí)才打開(kāi)雨水篦子的開(kāi)關(guān)，對(duì)雨水進(jìn)行收集并排至雨水管排水系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)道路橫坡及綠化帶進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)由簡(jiǎn)單的雨水管收集模式轉(zhuǎn)變?yōu)橛删G化帶滲溝“滲、滯、蓄”以及反向路基滲流、路面滲透、雨水管收集的三種流向模式。

2.3 道路人行道設(shè)計(jì)方式

由于人行道的人行荷載較低，設(shè)計(jì)中可使用透水人行道板進(jìn)行鋪砌。其中，基層可使用透水混凝土進(jìn)行鋪砌，墊層可使用碎石層。為了有效地減少對(duì)路基工作區(qū)的影響，需在靠近道路一側(cè)設(shè)置隔離層，并設(shè)置約30cm的碎石溝，其深度應(yīng)由路基工作區(qū)的深度來(lái)確定，還應(yīng)將路基底面碎石滲水層與人行道范圍內(nèi)雨水連接起來(lái)，有效地實(shí)現(xiàn)雨水滲流的處理。人行道側(cè)綠化帶的，也可按照綠化帶雨水收集的方式進(jìn)行處理，設(shè)置滲溝以及底層滲水層。此外，透水人行道對(duì)土基有一定的滲透性要求，其土壤滲透系數(shù)應(yīng)≧1.0×10-3mm/s，且滲透面距地下水位應(yīng)>1m。

2.4 邊坡支護(hù)方式

在山區(qū)，道路邊坡在道路紅線范圍上也占據(jù)了很大的比例，其穩(wěn)定性與生態(tài)處置是低影響開(kāi)發(fā)城市道路建設(shè)的重要內(nèi)容。道路路基的防護(hù)主要分為沖刷防護(hù)以及坡面防護(hù)，除此之外，還有灰漿防護(hù)、植草防護(hù)、擋土墻、護(hù)面墻等防護(hù)方式。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，海綿城市理念被越來(lái)越重視，與此同時(shí)，生態(tài)護(hù)坡被廣泛地應(yīng)用于城市建設(shè)中，平鋪草皮、植樹、植草等模式運(yùn)用廣泛。石質(zhì)邊坡是一種處置相對(duì)麻煩的邊坡，其開(kāi)挖會(huì)造成嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境破壞。因此，如何較好的實(shí)現(xiàn)石質(zhì)邊坡支護(hù)，是海綿城市建設(shè)過(guò)程中急需解決的問(wèn)題。建議在石質(zhì)邊坡設(shè)計(jì)過(guò)程中，要根據(jù)巖層的性質(zhì)及其走向，合理地確定出邊坡坡比，適當(dāng)放緩坡率，同時(shí)采取窗式護(hù)面墻植草、掛網(wǎng)噴土植草以及方格網(wǎng)植草等方式進(jìn)行支護(hù)；盡量避免采用抹面、噴漿等方式。此外，在邊坡坡腳處要設(shè)置排水溝，在溝底要設(shè)置碎石盲溝，并使其與道路基礎(chǔ)底面的碎石滲水層連接起來(lái)，以達(dá)到有效處理雨水滲流的目的。

3 結(jié)語(yǔ)

基于海綿城市理念的城市道路設(shè)計(jì)在緩解城市內(nèi)澇災(zāi)害、補(bǔ)充地下水源、控制徑流污染、凈化城市水質(zhì)等方面具有重要的作用。海綿城市的建設(shè)不僅僅是一個(gè)具體的方法或一個(gè)單一的工程就能夠做到的。城市道路的建設(shè)需要從設(shè)計(jì)層面考慮雨水的資源化，構(gòu)建雨水利用的格局，明確目標(biāo)，將政策落實(shí)到位并制定具體的建設(shè)措施。實(shí)現(xiàn)遇雨時(shí)吸水蓄水，需水時(shí)釋放利用，促進(jìn)雨水資源化、降低面源污染、減緩道路排水系統(tǒng)壓力、避免城市內(nèi)澇災(zāi)害，改善“逢雨必澇，雨停即旱”的狀況，達(dá)到基于海綿城市理念城市道路建設(shè)的最佳效果。

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