基于海绵城市背景下的城市道路优化设计

周正 王玮

摘 要：在海绵城市建设的背景下，基于江西省萍乡市对于城市道路建设的相关要求，以国道319五陂段改造工程为例，探索了城市道路设计与景观设计、城市防洪排涝设计等相衔接，为进一步推进萍乡市海绵城市道路建设提供技术支撑。

关键词：城市道路;海绵城市;低影响开发

中图分类号：U412           文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2020）10-0146-03

1引言

为了贯彻和落实中央精神，2014年10月，住建部印发了《海绵城市建设技术指南》，在技术层面上为各地开展海绵城市建设提供了重要指引。2014年12月31日，财政部、住建部、水利部发布《关于开展中央财政支持海绵城市建设试点工作通知》（财建【2014】838号）和《关于组织申报2015年海绵城市建设试点城市的通知》（财办建【2015】4号），在政策和资金层面落实海绵城市建设。

2015年，萍乡市入选国家首批海绵试点城市，2016年确定五陂镇为海绵特色小镇建设区域。

国道319五陂段道路工程作为五陂镇重要的基础设施之一，在城市发展和生态建设过程中具有举足轻重的地位。为响应国家及相关政策法规对海绵城市建设的要求，对道路建设也就提出了新的要求。道路建设除满足自身功能外，还需要利用自身的设施有效控制道路本身产生的雨水径流和面源污染[1，2]。

2工程概况

2.1项目概况

国道319五陂段直接连接萍乡市区，为五陂海绵小镇路网中的重要组成部分，但本次改造段落现状仅为双向4车道的二级公路，路基宽16m，且无非机动车道、人行道，人非系统缺失。该段道路规划红线宽度为55m，本次改造按照《海绵城市建设技术指南》（试运行）的要求对项目道路进行试点改造。

2.2设计目标

依据《安源区五陂镇区控制性详细规划》，并结合《海绵城市建设技术指南》（试运行）提出通过海绵城镇建设，最大限度地减少城镇开发建设对生态环境的影响，道路实现年径流总量控制率大于80%（设计降雨量大于27.1mm），可实现3年一遇重现期下道路雨水经调蓄后安全排放。汇水区域LID设施年污染总量消减率一般可达到40%（以SS表征），依据《萍乡市海绵城市试点建设项目建设技术要求》，319国道共需调蓄容积不低于547m3。

2.3 设计原则

（1）满足海绵城市建设技术要求。

（2）道路LID设施以削减地表径流及其径流污染为主，雨水收集利用为辅助。

（3）道路LID建设不应降低道路范围内雨水排放系统设计降雨重现期标准。

（4）道路LID建设与区域总体规划、控制性详细规划以及相关专项规划为主要依据，并与之协调。

（5）道路LID设施只负责收集道路范围的降雨，地块内部的雨水通过地块内部的设施进行综合利用，且地块内部外排雨水通过雨水管直接汇入市政雨水系统。

3海绵城市系统设计

3.1整体方案

雨水管道主管道布置与道路路基外侧约2m处，行车道、非机动车道以及人行道采用透水铺装。总体排水方案见下图1。

3.2生物滞留带设计

国道319五陂段道路红线宽度55米，局部两侧绿化及中分带宽度2.5～3米，生物滞留设施净宽2～2.5米。所有生物滞留带中的绿化配种均以满足生长条件和景观要求为目标。见图2、3。

设计参数要求：

（1）排水边沟60cm×20cm，坡度随道路纵坡;

（2）调蓄卵石层粒径20mm～30mm，孔隙率12%，设计底标高与车行道路基层持平;

（3）碎石盲沟20cm×20cm，内设DN150穿孔排水管;

（4）排水横管管径DN150，坡度随道路横坡，设置位置同雨水检查井，雨水最终排至道路雨水检查井;

（5）穿孔排水管周围包裹透水土工布，规格为200g/m2。

（6）防渗膜布置原理：在卵石层与车行道路基之间采用防渗措施。防渗膜采用两布一膜防渗土工膜，规格600g/m2，断裂强度≥8.0KN/m，CBR顶破强力≥1.4KN，耐净静水压0.4Mpa，并满足相关规范及标准。

3.3路缘石进水豁口设计

生物滞留沟入流系统是生态滞留沟的一个重要组成部分，其结构可影响到生态沟的净化效果、维护和使用寿命。目前应用较普遍的就是在路缘石上预留豁口，将径流道路滞留沟中。路缘石拦水带构成前三角形形式，单一横坡浅三角形沟泄流能力用修正的曼宁公式计算：

式中：K——修正系数，0.52;

B——路缘石豁口宽度（m）;

h——过水断面水深即豁口高度（m）。

本次设计路缘石豁口B×h=0.5m×0.1m，经计算，豁口过流能力为14L/s，大于道路排泄流量，故雨水豁口布置满足过流要求。

3.4 道路透水铺装设计

透水路面结构的铺装，在提高人行交通舒适性的同时，收集和吸储部分雨水。雨天能大量吸储雨水，为道路两旁花草树木的生长提供水源;晴天能释放水汽，湿润空气，降低路面温度，减轻城市热岛效应，同时在一定程度上也能减轻市政排水管道压力，提高城市抗洪能力。

在人行道下，设置6cm透水砖+3cm水泥砂浆+15cm透水水泥混凝土+30cm级配碎石。在级配碎石以下沿树池边线设置20cm×20cm盲溝。雨水经透水砖渗透，储存于级配碎石内，最终通过盲沟的UPVC穿孔管收集，排入雨水口内。见图4。

3.5环保型雨水口设计

环保型雨水口适用于低影响开发雨水设施内的超过设计降雨量的雨水收集，本次设计雨水口既要满足传统排水系统的功能要求，又能有效地发挥LID设施的生态理念。见图5。

雨水口泄水量一般采用孔口出流公式或堰流公式，考虑实际使用雨水口有部分堵塞等现象，本次设计采用以下公式：

式中：W——雨水篦的进水孔口面积;

C——孔口系数，此处设计方角孔，孔口系数0.6;

h——雨水箅上水深，设计取0.02m;

K——孔口堵塞系数，取2/3;

380mm×650mm雨水口进水口面积为0.124m2

则单个雨水口设计流量为：

该雨水口雨水泄流量为31L/s。道路总面积约14400平方米，雨水口每40米设置一个。

3.6调蓄容积计算

319国道调蓄容积主要包括生物滞留带，调蓄容积主要分两部分，一部分为卵石层蓄水容积和矩形碎石盲沟，一部分为生物滞留带蓄水容积，如下所示：

调蓄体积V=调蓄设施横断面面积×调蓄设施长度

V =（0.34+0.51x12%）×3300m=2409m?，大于547立方米。满足本次“海绵设计”要求。

4结语

随着海绵城市理念的迅速推广，城市道路海绵城市设计也从观念和理念上逐步向工程落地方面发展。结合萍乡市海绵城市建设实践，探讨了目前城市道路海绵城市设计的主要工程措施，萍乡市在以后的研究中应增加相应监测设备，为定量评价城市道路海绵城市建设效果提供更为直观的数据。总之，随着工程实践和基础研究的进一步开展，再配合一定的技术革新措施，城市道路海绵城市设计势必走向一个新的高度[3]。

参考文献：

[1]张新会.城市雨水利用的意义[J].内蒙古水利，2011，（1）：115-116.

[2]徐振强.中国特色海绵城市的政策沿革与地方实践[J].上海城市管理，2015，（1）：49-54.

[3]王宁.基于海绵城市理念的城市道路设计方案探讨[J].给水排水，2016，52（11）：27-31.