对道路海绵化设计的思考与分析

邹悦 张强

1.身份证号码：3202111990****3442 江苏 无锡 221400

2.中国市政工程中南设计研究总院有限公司 江苏 南京 210000

引言

伴随着城市建设的大力推进，城市的土地利用率增长迅速，城市内的土地硬化现象凸显，雨水渗透能力下降。城市的地下水得不到补给，且雨水均需通过城市管网来收集排放，管网压力大，很多地方出现积水现象。所以，海绵城市的建设已经成为城市建设的重点内容。因此，在城市道路设计时，海绵城市理念已经逐渐成为其中必不可少的重要内容[1]。

道路的海绵建设措施有两大类。第一类运用于车行道及人行道范围，采用透水结构措施。透水结构分为全透水结构与半透水结构。第二类运用于绿化范围，采用生物滞留设施。生物滞留设施按照在道路不同部位的使用分为生物滞留带与生态树池。

1 城市道路的组成

城市道路断面组成有机动车道、非机动车道、人行道以及绿化带。供汽车、摩托车等机动车行驶的部分为机动车道。供自行车、三轮车、电动两轮车等非机动车行驶的部分为非机动车道。供行人步行使用的部分称为人行道。双向机动车道中间的绿化带隔离设施称为中央分隔带。机动车道与非机动车道中间的绿化带隔离设施称为机非分隔带。

2 路面结构海绵方案分析

2.1 机动车道

机动车道的路面结构选择需考虑因素：①机动车的行车舒适性；②雨水下渗对路基路面的损害；③行车荷载对路基路面强度、承载力的要求；④在道路海绵建设的背景下，结合地方相关部门的考核指标，尽可能考虑采用透水路面。

机动车道路面结构有不透水或透水混凝土路面与不透水或透水沥青路面。

首先，是否选择混凝土路面。随着社会的发展，城市车辆保有量增大，汽车行驶速度高，道路行驶舒适性因素是人们车辆出行感受最直接的因素。混凝土路面由于热胀冷缩的性质，无论是透水还是不透水混凝土路面均需要进行切缝处理，横向切缝严重影响行车舒适性。现在绝大多数城市因为混凝土路面舒适性差，均在进行道路白改黑改造。故不建议采用不透水或者透水混凝土路面。

其次，是否选用全透水路面。采用全透水路面时，雨水透过路面结构后，下渗至道路路基。路基是道路的基础，基础好不好直接影响道路的寿命。机动车道对路基承载力有较高的要求，并且路基防渗工作如果做不好，会导致路基泡水损害，承载能力下降。故不建议采用全透水路面。

最后，选用半透水还是不透水路面结构。不透水路面，雨水降落后通过面层表面径流至雨水口收集。半透水路面，雨水降落后渗入沥青层通过基层顶面径流至雨水口。两者都是收集至雨水口，效果无区别。比如，在长三角地区雨水量不大，很少出现暴雨来不及排泄至雨水口问题。故建议在雨水量不大的城市，机动车道建议采用常规的不透水沥青。

2.2 机非混行车道

城市道路中，次干路和支路经常采用一块板断面形式，即机非混行车道，其结构的比选与采用可参照2.1条机动车道的要求。

2.3 独立设置的非机动车道

独立设置的非机动车道的路面结构选择需考虑因素：①城市道路海绵城市理念与部分区域现行的考核指标；②行车舒适性；③雨水下渗对路基路面的损害；④行车荷载对路基路面强度、承载力的要求。

首先，为了合理配合水资源，充分体现海绵城市理念，独立设置的非机动车道与人行道应考虑海绵化设计。结合机动车道与人行道的承载力要求较低，故独立设置的非机动车道考虑采用透水路面结构。

其次，全透水与半透水路面结构的比选。全透水路面结构是面层、基层全部透水并渗透至路基中。适用于急需解决暴雨导致排水不畅以及需要补充地下水区域。对土基的渗透系数有一定的要求且不适用于地质情况比较差的土质，如黄土、软弱土等不良土质。在实际工作中，城市道路路床大多采用水泥或者石灰等无机结合料改良土。渗透系数达不到透水路基要求。故不建议采用全透水路面结构。半透水路面结构分为面层透水路面和基层透水路面。面层透水路面在透水面层下设置封层，雨水进入透水面层后横向排入雨水收集设施。适用于减少表面径流的道路。基层透水路面结构，雨水进入透水面层后进入透水基层后横向排入雨水收集设施。所以，半透水路面结构较好地适用于非机动车道。

面层的选择，非机动车道车速较低，对行车舒适性有一定的要求。兼顾景观效果，可以设置为彩色透水沥青或者彩色混凝土路面。彩色透水混凝土由于是骨架透水结构，水泥含量高了会降低材料透水率，水泥含量低了则造成胶结能力差，强度低。且混凝土路面需要切缝处理，在车载作用下，切缝处会出现啃边脱落现象，下面基层也会反射出裂缝问题。透水沥青路面可有效减少路面积水，避免积水引起的水雾、水溅、水漂及夜间炫光现象[2]。故本文建议非机动车道透水沥青路面。

基层需要有很好的承载力、耐久性、抗冲刷能力。可以采用半刚性不透水基层、半刚性透水基层、刚性透水基层。在最下层透水层下设置下封层，可以采用稀浆封层、沥青表层处治等。也可以采用防水土工布做防渗处理。

值得注意的是在道路交叉口与地块出入口部位，考虑到机动车道的进出，非机动车道与人行道在路口断开处采用的是不透水的机动车道路面结构。故机动车道不透水路面结构与人行道以及独立设置的非机动车道的透水路面结构衔接处，建议采用防渗土工布隔离和盲管收集非机动车道下渗水，以免对机动车道的路基路面造成损坏。

图1 不透水机动车道与透水人非道连接部位平面示意图

2.4 人非共板

城市道路中，机动车交通量较大，断面不富裕，空间受限时采用的人行道和非机动车道公用同一标高板块。该部分的路面结构可参考非机动车道路面结构比选。

2.5 人行道

人行道的路面结构选择需考虑因素：①现行的城市道路海绵城市理念与部分区域存在的考核指标；②人行道的平整度、美观要求；③施工工艺的要求；④面层的防滑、强度等性能要求。

首先，同非机动车道一样，为了合理配合水资源，充分体现海绵城市理念，人行道考虑海绵化设计，建议采用透水路面结构。

其次，人行道的路基承载力要求低，路床路基填筑可以考虑采用透水路基土填筑。在没有不良土质情况下可采用全透水路面，但是需要考虑人行道全透水路面下渗水对相邻的非机动车道与机动车道的路基的损坏作用。如果存在不良土质情况，仍建议采用半透水路面。

面层的选择，人行道常见的透水铺装有透水混凝土、透水砖以及透水沥青。人行道一般标高高于车行道，采用侧石隔离车行道以保证行人的安全。人行道设置树池后有效宽度较窄，采用沥青路面施工工艺难以达到压实效果。故常规人行道考虑透水砖或者透水混凝土两种。如人行道宽度较宽，沥青路面施工方便，建议采用透水沥青路面。

透水砖的种类很多，有普通透水砖、再生透水砖、钢渣透水砖等。可以通过不同的形状、颜色拼接出各种各样的花纹图案。但是如果下基层出现损害，基层不平整，导致基层顶面积水，行人雨天行走容易溅泥。

透水混凝土表面平整，基层可采用透水混凝土或者透水水泥稳定碎石等材料。如基层仍采用透水混凝土的情况下，上下板块同位置进行切缝处理。表面可以采用彩色混凝土绘出各种图案与花纹。

其他人行广场、公园广场、道路两侧商铺广场等可参考非机动车道路面结构比选，可以采用透水沥青路面结构。

2.6 绿化设施

生物滞留设施在道路中，是通过设置下凹式绿化带将雨水流至绿化中，进行蓄存、植物净化。生物滞留设施构通过设置溢流口，待下雨天雨水收集饱和后溢出排入市政收水管和收水口。如设置生物滞留设施段的纵坡较大，以防水流流速过快，雨水来不及渗透。需要设置挡水坎，从而减缓水流速度，增加雨水的渗透。在中央分隔带和机非分隔带中设置的生物滞留设施需要分段设置，不可通长设置，以免防渗出现问题，对路基损坏的概率增加。在生物滞留设施与路基交接处，需要设置防渗措施，以防水渗透到路基中，对路基造成损坏。

2.6.1 中央分隔带。城市快速路的高架桥桥墩一般设置于地面辅路的中央分隔带中，高架桥面上的雨水排泄通过泄水管流至地面道路的中央分隔带。早期排水设计中，水从高处顺排水管下落至地面，水头较大，经常出现严重溅泥现象，对道路环境影响大，美观性差。在海绵生态设计中结合该问题的处理，将中央分隔带填土表面局部下凹，设置生物滞留设施，高架上流落的雨水通过雨水管直接接入生物滞留设施中。两侧可以预留不小于1m的绿化宽度种植植物。

中央分隔带未设置高架桥梁的各等级道路，如果中央分隔带宽度较宽（大于等于3m），也可以考虑设置生物滞留设施。如果宽度较窄（小于3m），采用盲沟收集雨水就近排入雨水井即可。

2.6.2 机非分隔带。道路机非分隔带宽度≥2m时，则具有足够空间设置生物滞留设施；如宽度＜2m，可不设置。道路径流雨水通过道路路缘石的开口进入生物滞留设施中。

2.6.3 生态树池。人行道每隔5～10m可设置一个生态树池，植物采用耐水湿植物。生态树池种植土中掺入一定比例的砾石、碎石以提高渗水能力。底部采用排水砾石层。相邻两个树池之间通过盲管连接最底层的排水砾石层，然后就近排入收水口[3]。

3 结束语

城市建设中道路占的土地面积比例很高，道路海绵是至关重要的一部分，做好道路海绵的设计工作尤为重要。但是还是需要结合城市地质条件、防洪排涝以及道路各部位使用功能的要求，优化合理选择道路海绵设施的做法，