LID理念下城市道路排水系统设计

张映鹏

（湖南省交通规划勘察设计院有限公司，湖南 长沙 410000）

1 低影响开发理念的目的与意义

鉴于传统城市普遍存在的暴雨积涝灾害和道路排水问题，而国内的海绵城市和LID发展和研究起步较晚，尤其是针对城市道路海绵城市的研究还较为薄弱。因此，本文主要研究的低影响开发理念下的城市道路系统化设计，能够有效地缓解雨水排放问题、改善城市道路水文生态环境。

2 城市道路低影响开发 （LID）系统技术路线图

2.1 城市道路的传统排水方式

传统的城市道路建设以满足城市道路功能为目的，雨水控制和利用主要体现为 “排”。这种以 “路面横坡收集—雨水口—市政管网”为主的道路雨水排放方式，主要有以下弊端：①道路径流雨水经市政管网直接进入河道，道路绿地不能有效地滞蓄雨水；②道路绿化浇洒需要消耗大量的自来水，加剧了水资源短缺的现状；③雨季地表径流量大幅度增加，洪涝灾害频发。

2.2 城市道路与LID的关系

城市道路在海绵城市中占有重要的地位：首先，城市道路是雨水径流产生和排放的重要场所，城市道路不仅接收排放自身范围的雨水径流，建筑与小区中经过LID设施消纳后的其余雨水也会进入城市道路下的雨水管网系统，增加城市道路的雨水负荷；其次，城市道路是海绵城市建设的重要部分，在城市内涝防治等方面发挥着重要的作用。

在进行海绵城市道路系统设计时，LID不能完全取代城市道路的灰色建设，要结合 “绿色+灰色”的思想，绿色是LID设施，灰色是城市道路硬化路面、路缘石等。只有两者结合，才能更好地完成海绵城市道路系统设计。同时结合“源头与末端”、“蓄与排”、“地上与地下”的思想，才能更好地进行海绵城市建设。

2.3 （LID）系统化技术路线方案设计

城市道路应在满足道路交通设施等基本功能的前提下，结合常用 “渗、滞、蓄、净、用、排”技术，道路低影响开发雨水系统从雨水产汇流的三个重要阶段 （源头、中途、末端）来设计。

城市道路径流雨水应通过有组织的汇流与转输，经截污等预处理后引入道路红线内、外绿地内，并通过设置在绿地内的以雨水渗透、储存、调节等为主要功能的LID设施进行处理。LID设施的选择应因地制宜，经济有效、方便易行。

海绵城市道路的设计思路是在满足交通功能和安全的基础上，结合道路的纵坡和路拱横坡，利用道路车行道、人行道、停车场和绿化带设置透水铺装、植草沟、下沉式绿地、雨水湿地等LID设施，经过渗透、净化、调蓄，生态排水，实现城市道路的 “海绵”功能。本研究就城市道路低影响开发 （LID）系统化设计技术路线进行了总结，形成系统化设计路线图，此图适用于各等级道路的海绵城市LID设计，实际工程设计时应根据具体情况选用合适的LID措施及其组合模式。

图1 城市道路低影响开发 （LID）系统化设计技术路线图

海绵城市道路采用LID技术设施，不仅可以保证道路的通行能力，还能在解决道路排水问题的同时防止雨水对路面稳定性的影响。

车行道可采用全透式或半透式沥青路面、人行道采用透水铺砖和树池，将侧分带设计成下沉式绿带，通过路缘石开口将路面雨水引入下沉式绿带，多余的雨水通过溢流雨水口接入道路雨水管道系统，将常规雨水口改为环保型雨水口，道路红线外绿带的下沉式设计等等海绵城市LID措施相结合，利用道路红线内和红线为的绿地范围，根据道路的等级、横断面布置形式的不同，采用不同形式的LID措施组合，在满足交通功能和安全的基础上，实现城市道路的海绵功能。

3 LID理念下的城市道路设计成果

3.1 下沉式生物滞留设施

人行道采用透水铺装，下设过水暗涵，近期雨水通过过水暗涵排入道路边沟，就近接入周边水系，远期道路外侧建设生物滞留草沟，草沟多余的雨水通过溢流雨水口接入道路下的雨水管道系统。下面介绍过水暗涵和挡流堰的做法。

1）过水暗涵，人行道下设置过水暗涵，将雨水引入到外侧的下沉式绿带或生物滞留带等LID措施绿化带。暗涵开口有效宽度1000mm，高100mm，布设暗涵的位置无透水铺装。暗涵开口的间距和暗涵的过水断面尺寸根据道路路幅宽度计算确定。

2）挡流堰，为控制生物滞留带中的水位及流速，保证其调蓄空间，草沟内需设置挡流堰，同时挡流堰可保证分段收水，避免下游雨水口收水负荷较大。挡流堰堰高比溢流雨水口进水标高高出10cm，挡流堰采用钢筋混凝土堰，厚度10cm。

3.2 路缘石

人行道行道树采用生态树池，生态树池布置在道路两侧人行道行道树之间，在道路两侧设置开孔路缘石，将车行道雨水径流导入生态树池内，下渗过滤再通过软式透水管排入雨水检查井。

生态树池内部主要包括换填层、砾石层和软式透水管，相关要求如下：

1）换填层，种植土应满足稳定渗透速度不小于75×10-6mm/h。当不能满足要求时可采用当地材料进行级配改良，但任何换填层级配土壤都需进行试验，实验数据符合相应指标后，方可换填施工。换填层推荐土壤配比为40%砂+40%原土+20%椰糠。

2）砾石层，底部砾石层的石材应进行冲洗以尽可能的减少细骨料的含量，粒径采用3～5cm。石材样本和粒度分布结果应送检以验证其粒径分布 （PSD）是否符合设计要求。

3）透水土工布，种植土层和水洗砾石层之间铺一层长丝透水土工布。单面面积质量不小于300g/m2。

4）卵石，生态树池内部四周，开孔处、溢流式雨水口周围应散铺彩色抛光鹅卵石，起到沉淀杂质、缓冲径流的作用。卵石粒径采用3cm～5cm。

5）软式透水管，水洗砾石层中设置软式透水管将多个生态树池串联，软式透水管采用FH150。

溢流雨水口布置于生态树池内，就近接入雨水检查井内。生态树池内的溢流雨水口采用圆形或方形溢流雨水口，溢流雨水口采用预制装配式混凝土结构。

3.3 植草沟

1）旱溪，旱溪采用不规则抛物线形断面，开口宽度在1m～10m之间，主线放坡段平均宽度2m，主线桥梁段平均宽度4m。高1.1m，采用1∶1放坡；蓄水层高0.3m，安全高度0.1m，采用1∶1～1∶4放坡；换土层厚0.3m，水洗碎石0.3m（碎石孔隙率不小于30%）。

2）生物滞留带。生物滞留草沟采用梯形断面，扣掉路缘石宽度后上宽2.2m，底宽0.95m，高1.25m，坡度为1∶0.5；蓄水层高0.2m，安全高度0.15m，坡度采用1∶2，种植土0.6m，级配碎石0.3m（碎石孔隙率不小于30%）。

生物滞留带由覆盖层、换填层、土工布、碎石层、防渗膜等部分组成。

3）消能沉淀池。路面雨水进入下沉式绿带或植草沟等海绵措施的雨水集中入口处，设计卵石铺装，可起到一定的缓冲作用，防止对种植土的冲刷。

4 结语

城市道路LID设计是在满足道路基本功能的前提下，再根据低影响开发控制的目标和道路横断面设计的情况，进行选择组合LID措施。LID措施多种多样，组合方式也很多，LID设计没有固定的模式，我们需根据不同的情况灵活运用设计。