海绵城市理念在市政道路设计中的应用研究

姜宁宁　康洪强

(1.北京科智成市政设计咨询有限公司，北京　102600;　2.中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京　102600)

0　引言

海绵城市是国外低影响开发设计理念的中国应用，是一种运用渗、滞、用、蓄、净、排等技术来对雨水径流峰值、总量以及污染进行控制的暴雨管理和面源污染处理技术。顾名思义，海绵城市就是将城市比喻为海绵，在应对自然灾害以及环境变化时能够具有良好的“弹性”，即下雨时能够吸水、储水、净水以及渗水，在需要时能够将储存的水资源释放出来并进行有效利用，以实现城市良好的水文循环[1]。近年来城市频繁发生内涝，同时不少城市缺水严重，大量雨水径流被无序排放。城市雨水径流带来的污染越来越严重，根据统计，北京污染总量中30%以上来自溢流雨水[2]。海绵城市的设计理念为解决城市内涝与缺水，实现资源有效利用，减弱城市面源污染提供了解决思路。传统的城市道路工程是利用道路排水系统对雨水径流收集后进行集中排放，为了解决内涝问题，雨水排出系统往往非常庞大，对雨水资源的浪费也非常有限。为此，本文就在市政道路设计中引入海绵城市理念，综合道路、雨水系统、道路绿化多方面的设计进行探讨。

1　市政道路海绵城市方案设计思路

城市道路雨水通常经路面横坡汇流到雨水口，然后经由市政管网进行排放。市政道路海绵城市方案设计要从“以排为主”转变为“充分利用雨水资源和实现生态保护”的设计思想，设计可实现蓄流雨水、避免雨涝灾害、实现雨水顺利排出、补充地下水的雨水系统方案。

海绵城市人行道的设计思路是让雨水一部分通过透水砖等透水材料后被土地渗透吸收，一部分经绿地过滤后被土地渗透吸收或被周围雨水收集设施收集后利用或排放。

海绵城市车行道的设计思路是：利用道路周边植草浅沟进行雨水初级处理后排入雨水口或在路中行车隔离绿化带与路侧绿化带下设置渗透管收集雨水后排出。

2　设计原则与注意事项

市政道路在设计方案之初，应首先设立整体方案海绵城市设计目标，然后从道路路网、走向、结构、径流收集方式、雨水利用方式、竖向与景观设计等方面进行市政道路海绵城市方案整体设计。

在市政道路海绵城市方案设计中，需要遵循以下几点原则：

1)因地制宜，从设计目标、经济性、施工方便、管理难易等方面对雨水收集利用设施进行充分比选，综合考虑道路红线内外海绵空间的利用，注意海绵设施与道路的衔接关系。

2)在保证道路交通安全与排水畅通的情况下，在经济可行性范围内尽可能地减少市政道路的不透水表面积。

3)将市政道路海绵城市设计与周围原有自然人文景观充分考虑，保证整体景观的协调与美观，体现生态景观价值。

5)合理设计渗透路面与周边绿地，充分利用设施的入渗能力，延长径流时间，减小雨水收集系统投资。

6)为便于雨水流入雨水收集设施中，在进行市政道路设计时，道路应合理地设计道路横向的坡向，保证路面、道路绿化带、道路外绿地竖向设计的整体性。

市政道路的海绵方案要由以排为主转为排、渗、滞、蓄和净综合设计方案，完善城市道路的排水和蓄水功能。通过路面横坡收集雨水到雨水口，然后经由市政管网来对雨水进行排放的方案可以根据雨水收集的情况进行缩小，但要有所保留以防雨涝灾害发生。人行荷载较低给了设计师很大发展空间，可在人行道设计使用透水砖铺装，同时充分利用人行道侧的绿地进行下沉式绿地、生物滞留带、湿地塘的设计，将海绵城市与景观设计结合。

在城市道路的海绵城市设计方案中，材料的选择是重要的一环。道路材料要尽可能的透水，要保证雨水快速排除，不出现眩光、打滑等影响道路安全的情况。在机动车道上可选择多孔混凝土、泡沫混凝土和透水沥青作为路面材料，但在路面结构基层与中下面层需要选择不透水的材料，以避免雨水破坏路基，并汇集雨水排入路侧雨水收集系统。在人行道可选择同质砖、半透水的舒布洛克砖或是钢筋混凝土透水系统。钢筋混凝土透水系统透水性能达0.02 cm/s，辅助排水与下渗效果最好，但造价也最高，可根据项目投资与地区环境选用。

雨水资源化利用是市政道路海绵城市设计的重要目标，雨水收集与资源化利用设施是海绵城市的重要组成部分。道路周边绿地和滞蓄池收集是市政道路雨水收集与利用的两种主要方式。道路周边绿地收集是通过在道路周边设置下沉式绿地、植物缓冲带、植草沟等实现。雨水经过道路绿地后，雨水中的大部分污染物被截留在绿地，同时通过下渗周围地下水可以得到补充，雨水汇集时间被延长，洪峰流量被消弱，减轻市政管网排水压力。雨水滞蓄池可设置在道路两侧或路面下，也可用于解决下凹路段最低点处积水。汛期通过雨水滞蓄池将雨水收集储存起来，可调蓄雨峰，实现错峰排流，储存起来的雨水经过处理还可用于周边绿化与车库用水等。

海绵城市的城市道路系统化设计注意事项如下：

1)出于安全考虑，对于一些主干路及车流量较大的重荷载道路则不宜采用透水路面。

2)设计过程应考虑地形地势导致的片区衔接问题，确保系统完整性。

3)考虑道路纵坡与横坡对雨水汇集的影响，保证雨水及时被收集到道路海绵城市设施中。

4)雨水利用前应根据用途进行净化处理。

5)为降低工程造价，所选植物应尽量在本地植物中选取，所选植物应具有较强耐污染、耐淹和耐盐性。

6)市政道路设置海绵城市设施后，要特别注意避免因雨水下渗导致的路基不稳与管线位移，延长道路使用寿命[4]。在设计方案中需考虑市政道路下燃气等工程管线的保护与路基防水，做好相应的防渗措施，避免因暴雨造成事故发生。

7)道路的设计纵坡一般应大于基础横坡，从而保证雨水流向道路分车绿化带中心。

3　结语

本文阐述了市政道路海绵城市设计过程中的注意事项与设计原则，市政道路海绵城市方案设计要从“以排为主”转变为“充分利用雨水资源和实现生态保护”的设计思想，设计可实现蓄流雨水、避免雨涝灾害实现雨水顺利排出、补充地下水的雨水系统方案。在设计过程中要因地制宜，首先确定雨水的资源化利用目标，再通过雨水收集与利用措施来实现雨水滞蓄和利用，降低路面径流污染，缓解道路的排水压力，实现城市生态文明建设目标。

参考文献：