“海绵城市”理念在道路工程设计的应用——以沈浦泾路-清泉路为例

杭欢

（上海之景市政建设规划设计有限公司　上海　201508）

引言

伴随着现代城市化进程的步伐不断的加快，城市中的道路工程也在朝着更加生态化和绿色化的方向发展。作为人们出行和交通的核心部分，对其的设计工作主要包括行车道、人行道、中央分隔带等部分，并将这些部分进行统筹规划，从而使得其实现合理设计。在道路设计中排水的设计则尤为重要，为了更为有效的解决雨水所带来的各种问题，引入海绵城市的理念则尤为关键。海绵城市的发展理念主要是指利用一定的技术手段，使得城市拥有海绵一样的弹性的性质，在面对城市中各种环境的变化，以及出现的各种不良自然灾害时，能够具有足够的能力自行修复，从而实现较好的“弹性”特性；一方面能够提升城市抵御自然灾害的能力，另一方面能够在雨水天气时做到吸水、渗水和净水，并且能够在水资源缺乏时将储存的水进行利用，形成一个良好的可持续发展的生态环境[1～4]。因此在城市道路工程的设计过程中要对这方面进行综合考虑，结合道路现状，使得海绵城市理念得到良好的利用和发挥。

1　海绵城市理念引入的重要性

能够有效的利用雨水资源。在道路设计中采用海绵效应，一方面可以优化城市中的相关基础设施体系，从而能够对原繁杂的排水体系进行优化和对设计不足的排水体系进行补充；另外一方面则是能够很好的去解决城市中出现的洪涝灾害等问题。在城市遇到洪涝灾害时，能够对其进行改善，将雨水进行有效的回收利用，从而从根本上解决城市系统中在排水方面的困扰，在干旱时，利用此收集的雨水进行灌溉，从而形成一个良好的生态循环系统。通过这种理念的灌输，以及相应政策的制定，从技术上和政策上为城市道路的建设朝着一个健康稳定的方向发展提供了更加有利的保障。

2　基于海绵城市理念的道路设计要点

在海绵城市的建筑中，其核心理念就是打造一个与城市的可持续发展进行相互结合的自然的、生态的水循环系统。因此在城市道路工程的设计中要将其功能进行综合考虑，从而达到良好的应用效果。

2.1　道路工程总体规划

根据相关的技术标准，并与城市目前的整体情况相结合，对其进行整体的综合规划与设计。在道路设计中要对城市现有的湖泊河流、绿化树木等进行保护，最大限度的降低施工对现有的生态环境的破坏。进行合理的选线布局，并综合协调道路的空间布局，充分利用道路的各组成部分设置雨水的滞、留、渗等相关设施，从而做到切实有用对道路区域内的雨水进行收集并进行最大限度的利用。

2.2　道路横截面设计

在进行道路的设计时，要进行排水系统的综合考虑，在对传统道路排水设施进行设计时，将道路排水设施设置有一定的坡度，以便于雨水的汇入和收集，一般在绿化带处设置排水井，提高路面的排水能力。在海绵城市理念中，通过设置路面横坡度，让积水通过能够在短时间内流入标高较低的地方，并在此处进行统一的收集和处理。在道路两旁的绿化带处设置相应的排水管，在下雨时，雨水通过排水管实现对绿化的浇灌，待土壤湿度达到一定程度时，再通过排水管排放到相应的地下排水系统中，实现了水资源的有效合理利用。除此之外，相关政府部门应该对排水管的相关渗透装置进行合理的安置，进而提高排水系统对雨水的处理能力。

2.3　道路结构层析设计

道路工程的相关设计工作者在对其进行规划设计时，一定要严格结合海绵城市建设的相关规范和标准。在目前的道路排水系统中比较常见的有三种方式，第一种方式为道路路面上的积水通过路面相关的排水井，进入到城市道路的给排水系统中；第二种方式为通过路面的相关研究技术，设置相应的路面中间缝隙，使得雨水通过缝隙深入到周边的排水设施中；第三种方式为路面的积水直接渗入到下面路基层中，通过路基内设置的排水管排除。但是在城市道路中，车流量较大，载荷较高，积水的渗透会出现阻碍，因此需要进行相应材料的选择，在人行道的位置应该尽量采用透水性的材料或是透水性好的混凝土材料，加强城市道路的透水性，并且能够有效的减少城市的地热效应，更能够使得土壤保持通透，从而大面积的实现了城市绿化。

3　海绵城市理念在项目中的应用

3.1　项目概况

本项目的设计工作主要是朱泾镇金龙新街（沈浦泾路-清泉路）道路工程。项目工程中的道路为东西方向，以沈浦泾路为起点，终点为清泉路，道路的总长度为359.80m。所要设计的道路等级是城市中的次干路，设计的标准速度为40km/h；在进行路面承载能力计算时采用的路面设计荷载为BZZ-100标准车荷载，沥青路面的设计使用年限为15年。因道路东侧工程范围外的规划掘石港桥近期无法实施，因此本次断面按近远期结合设计：预留中间16m的中央绿带，远期掘石港桥建设时可在中央绿带内建设引桥基础；两侧设计8m机非混行车道则作为引桥辅道，与终点清泉路平面交叉，该方案既满足近期需求，又符合远期规划。因中央绿化带较宽，本工程在进行路面排水设计时，引入了海绵城市的构想。

3.2　纵横断面设计

3.2.1纵断面设计

本次掘石港桥接坡预留段是根据北侧现有亭枫公路跨掘石港桥（金山大桥）的建设规模和高程控制，按照掘石港桥中孔跨度60m、中孔分孔线处桥面高程11.0m的标准进行控制。预留桥接坡长度约295m，坡度3.16%，起坡点桩号K0+263.66。经征询建设单位的意见后，掘石港桥近中期无建设计划，且位于朱泾镇区外，但远期也有实施的可能。为减少桥梁建设时金龙新街道路的废弃量，故本工程道路纵断面设计需要近远期结合考虑。本工程金龙新街红线宽度40m，但跨掘石港的道路红线宽度为24m，故在掘石港桥接坡的起坡点之前，可按40m道路红线实施到位，起坡点之后，则按掘石港桥辅道设计。本工程一般路段按正常道路设计即可，远期掘石港桥实施时，可利用中央分隔带进行桥接坡改造，一般路段设0.3%的排水纵坡。

3.2.2横断面设计

根据项目初步设计评审意见和批复，本工程道路标准横断面设计分为二段：

（1）工程起点至K0+225.00段按一般道路工程设计，标准横断面布置如图1所示。

图1　一般路段标准横断面示意图

（2）处于远期掘石港桥的预留桥接坡段的桩号K0+225.00至工程终点桩号K0+376.79段，道路标准横断面布置如图2所示。

图2　路段标准横断面示意图

3.3　道路排水设计

3.3.1路段雨水口布置

路面雨水通过路面横坡排向两侧的街沟，平均每隔40m设置一对侧立式双箅雨水口。雨水口应设在道路汇水点处，一般情况下采用立箅式雨水口，在无缘石的路面、地面低洼聚水处设平箅式雨水口。立箅式雨水口进水孔底面低于附近路面10mm，平箅式雨水口箅面低于附近路面10～20mm。

3.3.2下凹式绿化带设计

K0+225.00至工程终点段的中央绿带按下凹式绿化带设计，这种方式的设计是将其做成浅碟型的，也就是在进行绿化带中心标高设计时，依据两边路面的设计标高，将其设计值小一些，并且在进行雨水口的标高设计时，将其值定在绿化带的标高和路面标高两者的范围之内，从而使得汇水区域的雨水能够流入绿化带内，待绿化带内土壤达到一定的湿润度后，剩余的雨水从相关的排水管排出。这种设计的有点就是一方面可以减少城市洪涝灾害的发生，增加了土壤的渗入量；另一方面能够降低绿化带植被在被浇灌时的水资源的利用，从而实现了节约用水的目的。

在本路段的道路设计中，充分采用了此种方法的绿化带设计，将中央绿带的地面标高设计为低于两侧路缘石10～20cm。绿地内种植草皮。在车行道一侧，铺设防渗土工膜，其伸入路基以下不小于50cm，以达到路面结构防水作用。该方案的投资较少，排水设施的蓄水、渗水能力较强，实现了水资源的循环利用，发挥了良好的工程效益。

3.2.3生态排水沟设计

生态排水沟是将建设的生态措施和工程措施相结合的综合排水设施，将地理人文和生态环境进行融合，样式美观。这种排水沟的设置的优点是能够对渗入的雨水进行一定程度的净化，美化环境，减少污染，实现雨水真正的可持续化利用。

3.3.4渗透管渠设计

渗透管采用的是穿孔的PVC管，在其周围用20～30mm的碎石或是其他多空材料进行填充，使得从路面上汇集到雨水管中的积水，通过PVC管孔进入到碎石层中，然后向碎石层外的土壤内进行渗入，从而起到一个良性的内部循环作用。这种管道一方面是占地面积较小，另一方面可以与其他排水设施进行综合使用，增加了其利用率，降低了工程施工难度。

3.4　路面铺装设计

在道路设计时，考虑到海绵城市的应用理念，面层材料通常选用透水材料进行铺装，主要的材料为：透水水泥混凝土铺、透水沥青混凝土及碎石等。本工程原地面标高在3.05～3.56m之间，地下水位标高为2.58～2.91m。本工程路面最低设计标高4.00m。考虑到地下水位较高、路基土渗透系数过低，不宜采用全透式路面，故本工程拟将车行道路面采用常规路面结构设计，人行道按半透式铺装设计，本工程段设计的具体结构层次见表1。

表1　结构层用料

4　小结

本文在进行沈浦泾路-清泉路项目设计时，对道路的纵横断面、路面材料及排水设施的设计等方面融入了海绵城市的发展理念，突破传统的以排水为目的的建设理念，通过引入海绵城市的多生态化的绿色发展方式，有效的降低了工程对城市的污染，在一定程度上降低了洪涝灾害对城市的影响，提升整个城市的空间环境建设。随着城市化的快速发展，对生态环境方面的诉求也变得越来越高，因此海绵城市的发展方向将成为现代城市发展建设中的主力军，这种发展理念能够更好的推动城市道路的良性建设，形成一个可持续的绿色发展的有机生态环境。

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