基于LID的海绵道路系统化设计研究

刘艳 赵芳琴

摘 要：基于低影响开发（Low Impact Development，LID）理论，通过分析海绵道路和传统道路的区别，对海绵道路进行LID设施衔接优化设计，并根据池州市的齐山大道进行实例分析，对海绵道路进行优化设计。

关键词：LID;海绵道路;优化设计

中图分类号：U412.37 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）19-0097-03

Abstract： Based on the theory of LID， by analyzing the difference between sponge road and traditional road， the LID facility connection optimization design of sponge road was carried out， and an example of Qishan Avenue in Chizhou City was analyzed to optimize the design of sponge road.

Keywords： LID;sponge road;optimization design

每年春夏汛期，城市内涝灾害频发，各城市陆续出台排水防涝行动方案，以降低洪涝灾害对城市交通安全的影响，减少其产生的水体污染，削弱其对人民生命和财产安全的威胁。对于现代化城市的可持续发展，仅以末端治理为主的传统城市雨洪管理技术显然已经不能满足其需求，因此，建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”和倡导城市与自然共生的低影响开发理念尤为关键[1]，同时也为我国城市内涝灾害、热岛效应和水环境污染等问题的解决提供了新的研究思路。海绵城市的建设和基于LID理念的海绵道路结构设计是缓解相关问题的有效途径，引起了国内外越来越多研究者的极大关注和深入研究。

1 LID理念内涵

低影响开发（Low Impact Development，LID）指在自然场地开发过程中采用源头控制、分散式措施来维持场地开发前的水文特征[1]。LID是一种对自然雨水进行收集再利用的水循环管理手段，通过模拟自然场地的水文机制，倡导从雨水径流的源头采用细分管理区域、缩小研究规模、多种方式并行的技术措施对雨洪进行管理控制，以保持和恢复研究区域自然水文功能，达到维护城市水系平衡和节约自然水资源的目的。与传统雨洪管理模式相比，LID的管理手段较为适合当下的城市发展趋势。

2 海绵道路与传统道路的区别

随着国家对海绵城市的建设力度不断加大，对海绵道路系统的研究也有了非常大的进步。传统道路建设中雨水管理的主要目标是尽快排出路面上的雨水，以道路的拱横坡和纵坡排水，点式雨水口收集，下水管道输送为主。传统道路的不透水路面面积约占道路面积的75%，绿化带面积约占25%，整体透水铺装率不足30%，路缘石和绿化带的设置高出路面的雨水口10～20cm。由于透水的绿化带只能吸收本区域的雨水，路面上的雨水均从雨水口流入下水管道中，遇到强降雨天气，路面的雨水径流不能及时排出，就会导致路面严重积水，甚至产生城市内涝。海绵道路建设的主要目标是从路面源头控制雨水积水量，保证路面不积水，控制洪峰面源污染，降低流入地下的水质的污染程度;规划设计中的雨水排放，以道路拱横坡、纵坡和边沟的雨水径流管道排放为主，下沉式绿化带和海绵路面的渗入储存并行。海绵道路建设结合LID技术设施，可以很好地降低路面积水量，提高强降雨天气的道路通行能力，也可以控制非点源污染[2]。

3 基于LID的海绵道路设施衔接优化设计

3.1 机动车道

国内以往的机动车道大多采用硬化路面，城市化进程的加快也导致不透水区域增加，自然降雨与地下水不能及时进行交换，加剧了城市内涝和热岛效应;同时，路面的积水容易导致路面产生水雾、行车打滑等现象。透水性路面的出现，可以从源头上削减径流总量，快速排出路面积水，有抗滑降噪的作用，缓解城市内涝;自然降雨与地下水资源的交换，可降低城市热岛效应。机动车道上的透水性路面一般采用透水沥青混凝土铺装[3]。

机动车道路上面层采用透水沥青混凝土铺装，雨水通过空隙进入透水沥青混凝土面层结构的内部，为防止雨水渗入路基，破坏道路强度，在路面结构的中下面层和基层之间铺设非透水性材料，则渗入的雨水从不透水层顶面沿着道路横坡排至盲沟或道路分隔带中。若机动车道与人行道相接，则需要在基层埋设排水管，每段距离的雨水均可排至雨水检查井内，实现纵向节点式收集雨水。

透水机动车道路中拱横坡的设置宜为1.0%～1.5%，道路最小纵坡不宜小于0.3%，最大纵坡不宜大于6.0%。

机动车道与排水管道衔接的示意图如图1所示。

3.2 非机动车道和人行道

近年来，透水性铺装在机动车和非机动车道的应用虽不多，但在人行道中的应用却较为广泛。非机动车道和人行道的透水性铺装，一般采用透水砖或透水水泥混凝土铺装，雨水通过透水砖间隙或透水水泥混凝土间隙渗入土壤，减少路面积水，补充地下水;地下水也可蒸发至路面上方，有效调节道路表面的温度和湿度。根据路面透水材料的情况，透水性非机动车道和人行道的路面拱横坡宜设置为1.0%～2.0%，纵坡应小于2.5%。图2为非机动车道与人行道衔接效果图。

3.3 绿化分隔带

城市道路绿化分隔带依据其所处的位置和功能不同，一般可分为分车绿带、路侧绿带和行道树绿带3种，具有隔离车道、防眩光、净化空气和美化城市的作用。

传统的绿化分隔带和道路之间的路缘石高于路面10～20cm，路面雨水径流无法进入绿化带中，只能通过节点式雨水口汇入下水管道中排出，而绿化分隔带只能接受自身小范围的雨水量，且滲透能力较差，无储存和净化雨水的功能。

綠化分隔带可以采用的LID绿化设施有下沉式绿地、植草沟和雨水花园等[4]，一般低于路面5～15cm，设置相应的碎石层净化雨水;行道树的绿化带可以采用生态树池，设置相应的木屑层。为了更好地将道路上的雨水径流导入绿化带中，一般采用开孔路缘石。应在LID绿化设施下面布置防渗材料来保护路基。绿化分隔带与LID设施衔接设计如图3所示。

3.4 露天停车场

停车场分为室内停车场和露天停车场。根据占地性质，露天停车场又可分为路内停车场和路外停车场。接下来对这两类露天停车场和LID设施进行衔接优化设计。

3.4.1 路内停车场

3.4.1.1 路上停车场。路上停车场一般设置在交通量较小的路上，如老城区、居住区和商业区机动车辆少的支路，通常无绿化分隔带，多为单幅路或双幅路，分布在机动车道的两侧。因机动车辆停在道路两侧，影响雨水正常径流，且车辆若经常停至雨水口处，容易造成雨水口坍塌损坏。

路上停车场路面采用透水沥青混凝土铺装，通过排水管接雨水井和LID路缘石豁口，将路面和渗入路面的雨水排至绿化带或雨水管道中。路上停车场与LID设施的衔接方式设计如图4所示。

3.4.1.2 路边停车场。路边停车场一般设置在交通量较大的地方，如商业区和居住区的主干道和次干道，通常为三幅路或四幅路，设置在车行道的路缘石外侧，路边停车场一般采用透水砖结合草皮铺装，如图5所示。

3.4.2 路外停车场。路外停车场一般需要的面积较大，若采用传统不透水路面铺装，那么不仅会在强降雨天气造成雨水积留，导致路面湿滑，还会在高温天气造成停车场地过热。适当地结合LID设施，可以有效缓解此类问题。

LID设施的选择和路外停车场衔接方式优化如图6所示，设置场地坡度，让雨水可以自然地流向植草沟、下沉式绿地、雨水花园、生物滞留带和渗井等LID设施内部，还结合了透水砖铺装或多孔嵌草砖，使雨水可以下渗，然后汇入渗井，减少路面积水。为了在高温天气给车辆提供遮阳防晒的功能，下沉式绿地和生物滞留带中的树木种植多以枝叶繁茂的大树冠乔木为主。

4 案例分析

齐山大道是池州市海绵城市项目示范路段，位于池州市主城区内，包括南段（陵阳大道-高速转盘）以及北段（九华山大道—陵阳大道）2个标段。齐山大道北段工程北起石城大道，南至陵阳大道，设计全长约1.6km，道路红线宽度38m。齐山大道南段北起陵阳大道，南至高速路口，全长约2.3km，道路红线范围60m。齐山大道路段地形平坦，与清溪河有2处交错之地，属生态敏感及内涝风险较为突出地区。

针对齐山大道采用大孔隙开级配排水式沥青磨耗层（Open Graded Friction Course，OGFC）透水铺装路面，渗透系数较好，具有抗滑、降噪的作用。为了防止雨水渗入路基，降低道路强度，在路面结构的中下面层和基层之间布置不透水材料层。雨水径流从OGFC层快速渗入道路结构内部，到不透水层顶面汇集，沿着横坡排至盲沟或绿化分隔带中;与人行道相接时，则在基层纵向埋设排水管，节点式收集雨水并排至雨水检查井内。齐山大道透水机动车道路拱横坡采用1.0%～1.5%，最小纵坡不小于0.3%，最大纵坡不大于6.0%。采用开孔路缘石将机动车道和非机动车道面层的雨水径流收集至机非分隔带内，经下沉式机非隔离带进行源头削减后无组织漫流至道路红线外的LID设施内部。系统化设计后的齐山大道横断面布置型式如图7所示。

5 结语

海绵道路的建设需要结合LID理念，选择相应的LID技术设施，完成对各种场地路面的排水、蓄水设计和建设工作。案例通过对道路横断面优化设计，增加道路绿化带宽度，利用透水铺装、生物滞留带、植草沟及其他生态排水技术渗透、调蓄、净化道路雨水，以减缓海绵道路路表的雨水径流量，有效防止城市内涝及热岛效应。

参考文献：

[1]《海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建（试行）》发布实施[J].城市规划通讯，2014（21）：8.

[2]孙芳.基于海绵城市的城市道路系统化设计研究[D].西安：西安建筑科技大学，2015.

[3]方庚明.浅析海绵城市理念的城市道路系统化设计[J].中国高新技术企业，2017（5）：133-134.

[4]赵建伟.海绵城市在市政道路设计中的应用分析[J].低碳世界，2019（2）：209-210.