海绵城市建设中道路路拱形式的设计探讨

孔繁莉

(华蓝设计集团有限公司市政院，广西 南宁 530011)

海绵城市建设中道路路拱形式的设计探讨

孔繁莉

(华蓝设计集团有限公司市政院，广西 南宁 530011)

道路路拱的灵活设置能够更大限度地利用道路范围的绿地进行雨水的渗、滞、蓄。文章基于海绵城市建设理念，从利于道路雨水消纳出发，分析了道路设计中路拱的多样形式，并分析了设置不同路拱对道路的影响及提出了相应的解决措施，对海绵城市建设中道路的设计具有一定的借鉴意义。

海绵城市建设；道路路拱；灵活设置

0 引言

当前，我国正面临着城市雨洪、城市内涝、雾霾污染、水系污染、水资源短缺、地下水位下降、地下水枯竭、水生物栖息地丧失等一系列严重生态问题，在此背景下国家出台了一系列的相关政策，提出建设海绵城市。

建设海绵城市不仅仅局限于排水工程领域，还涉及到工程建设的景观、建筑、道路等多个专业。能否改变传统的道路路拱坡向，更深入地将海绵城市建设理念运用在道路工程建设中，是当下海绵城市建设中的热门议题。本文从道路工程的交通安全、设计、施工等方面阐述了改变传统路拱坡向后对道路的影响，并阐述了如何解决这些影响，对海绵城市建设中的道路设计有一定的指导意义。

1 海绵城市建设理念在道路工程中的应用

海绵城市是指城市能够像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。

海绵城市突破了传统的“以排为主”的城市雨水管理理念，依托建筑、绿地、广场、道路、水系等多种基础设施，充分考虑到城市基础设施运行安全和城市水安全，综合利用渗透、滞留、蓄存、净化、回用、外排等多种生态化技术，使其在不发生洪涝灾害的同时又能合理地资源化利用雨水和维持良好的水文生态环境，从而起到补充地下水、调节水循环的作用。海绵城市是实现从快排、及时排、就近排、速排干的工程排水时代跨入到“渗、滞、蓄、净、用、排”六位一体的综合排水、生态排水的历史性、战略性转变。

城市建设中的道路工程排水也应采用“渗、滞、蓄、排”等绿色措施，将“慢排缓释”和“源头分散”的海绵城市建设理念融入道路设计中。“渗”——采用透水人行道铺装从源头减少径流，净化初雨污染。“滞”——利用道路红线内的绿带及就近的绿化用地建设下沉式绿地，并收纳路面雨水汇集于其中，可降低雨水汇集速度，延缓峰现时间，既降低排水强度，又缓解了灾害风险，属于低影响开发控制的举措。“排”——绿化带渗、滞、蓄饱和后的多余雨水通过市政雨水管网排放。

道路工程建设作为市政工程中所占面积比例较大的部分，在满足使用功能的前提下，应尽可能地按海绵城市的建设理念进行实施。为遵循低影响开发建设的原则，道路在不影响使用功能的情况下，应采用透水路面结构层，但由于市政道路中的主干路、次干路、支路所承担的交通量较大，而水稳定破坏是道路路基的重中之重，为保证道路通行的基本功能，车行道路面结构在目前的工程条件下尚不能完全采用全渗透性的路面结构层，但可采用在中下面层设置排水管的半透性路面结构层。人行道结构层由于不承受重型荷载，可采用全渗透性的路面结构层。道路建设过程中为了最大限度地满足低影响开发，除设置人行道透水铺装结构层外还应充分利用道路红线范围内的绿地来消纳路面硬化后的雨水。即路面径流雨水先流入道路内的中央分隔带、侧分带及人行绿带等道路绿地，充分利用绿化带的渗、滞、蓄，当其绿化带内的雨水饱和时，多余的雨水通过设置在绿化带内的溢流式雨水口排放至市政雨水管道。道路绿化带内的植物应选用耐污耐涝的乡土植物。

2 灵活的道路路拱形式，更有利于路面雨水的渗、滞、蓄

海绵城市建设中道路消纳雨水主要分两大部分：(1)通过人行道及路面的结构层，下渗雨水。(2)通过道路内的绿化带尽可能地消纳路面雨水。由于传统的路拱横坡方向为路中高、路侧低的方式，仅能使顺坡向的路面雨水进入绿化带内，十分有限，如何使更多的路面雨水流经绿化带后，再排入雨水管网，最大限度地利用道路范围的绿地进行雨水渗、滞、蓄，与道路的路拱设置息息相关。传统路拱形式和调整后的路拱形式如图1～2所示。

图1 传统路拱形式示意图

图1中能够收纳路面雨水的仅为人行道绿化带，而图2收纳路面雨水的为中央分隔带、侧分带、人行道绿化带，不难看出，通过改变道路路拱的坡向，道路内收纳路面雨水的绿地面积明显增加，因此采用灵活的路拱形式，对于更大程度地利用道路绿地渗、滞、蓄水作用较大。

(a)

(b)

3 反向及双向路拱对道路行车安全的影响

首先，海绵城市建设理念提出之前，设计的常规道路中，在小半径曲线时，为保证车辆的平稳转弯，规范容许设置超高，最大超高值远远大于常规的路拱坡率1.5%与2%，标准段与超高段之间采用相应的过渡段，通过实践行车检验及道路规范的要求，可知反向路拱对路面的行车基本无影响。因此，调整为单向的反向路拱，对行车并无影响。其次对于半幅路，改变以往单向路拱的形式，而将半幅路设置为双向路拱，是否影响行车安全。公路中三、四级公路，宽度一般为6.5～8 m，路拱为双向，但在山区实际行车过程中允许车辆位于路中央行驶，及左右车轮在不同的路拱上，从车辆自身的受力来看不仅对于车辆的平稳无不利影响，甚至车身更趋于水平，更加稳定，因此在半幅路断面采用双坡向路拱，对行车亦并无安全影响。

4 反向及双向路拱对道路其他设施的影响及解决措施

设置反向和双向路拱对行车安全并无影响，对道路其他设施的影响主要有平面交叉口处竖向标高的设置及中央分隔带内的溢流式雨水口的设置问题。

(1)采用了双向及反向路拱在平面交叉口处的竖向处置有两种方式。①交叉口处与常规设计一致，中间高四周低的方式，该方式需要在交叉口前将路拱调整至常规形式，即路中高路侧低的形式。两种路拱之间的变化通过设置过渡段处理，过渡段宜按道路规范中超高过渡段的方式进行设置。②直接按反向路拱进行交叉口范围内的竖向设计，意味着在交叉口中央出现的低洼地带，在该低洼地带设置雨水口，可解决交叉口内的路面排水问题，但对交叉口的行车有一定影响，并且此处设置的雨水口要求承载能力较高，需特殊设置。因此方式二一般不予采用。

按方式一处理，标准段与交叉口段之间需要设置过渡段，过渡时以路中为基点进行旋转，如图3所示：

图3 标准段与交叉口段之间的过渡形式示意图

过渡段长度宜按城市道路规范中超高过渡段的方式进行设置，见式(1)。

过渡段长度Le=b·△i/ε

(1)

式中，b——为路拱有变化的路面宽度；

△i——为路拱变化前与变化后的代数差；

ε——为超高渐变率，按表1取用。

表1 ε取值表

(2)设置反向和双向路拱使路面雨水能够排入中央分隔带内，充分利用了中央绿化带的渗、滞、蓄，当绿化带内的雨水饱和时，多余的雨水将通过溢流式雨水口排放至市政雨水管道。但由于雨水管一般布置在非机动车道下，对于较宽的道路中央分隔带内的溢流式雨水口，连接至道路下的雨水管检查井，横向连接管距离较长，横跨半幅道路，对道路路基施工要求较高。主要表现在为保证连接管顶的路基压实度须单独处理该部分路基，换填路基填料或局部地段采用小型压实机具，尽管如此施工中管顶压实度仍难以保证，则对路基稳定性有一定的影响。并且数量较多的横向支管使得路基施工不能大幅进行，对施工工期影响较大。因此较宽的道路较窄的中分带，一味按海绵城市建设，并不经济。当中分带宽度<2.5m，若在内设置LID设施时，有以下情况：①由于中分带较窄时利用中分带收纳的雨水绿地面积较小，对建设海绵城市的作用有限；②中分带较窄时不利于清理维护LID设施；③设置在中分带内的溢流式雨水口连通至市政雨水管的横向连接管数量较多，间距较长，横向连接管的埋设对道路的路基路面施工质量有一定的影响；④需要改造常规道路的路拱方向，并需在交叉口前进行路拱渐变过渡，增加施工难度。鉴于以上原因，中分带宽度<2.5m时，不考虑在内设置LID设施。当中分带宽度>4m时，应在内设置LID设施。从有利于海绵城市建设的角度出发，不建议采用中分带宽度在2.5～4.0m之间的路幅形式。

以上车行道路拱设置根据绿化带的位置及宽度可反向或双向设置，以充分发挥道路绿地消纳雨水的作用。人行道的路拱则更应灵活设置，当人行道内有绿化带时，人行道横坡可外高内低，当道路红线外有绿地时，人行道横坡可外低内高。

5 结语

综上所述，为海绵城市建设的深入推进，将“慢排缓释”和“源头分散”的海绵城市建设理念融入道路设计中，让更多的路面雨水先流入道路内的中央分隔带、侧分带及人行绿带，当绿化带内的雨水饱和时，多余的雨水再通过设置在绿化带内的溢流式雨水口排放至市政雨水管道，从而最大限度地利用道路范围的绿地进行雨水的渗、滞、蓄。道路路拱的设置不必拘泥于传统的路拱坡向，车行道与人行道路拱坡向的选择应根据中央分隔带、侧分带及人行绿带等绿化带的宽度、位置进行灵活多样的设计，可设置为路中低或路边低的单向横坡，也可设置为路中路边均低的双向横坡。

[1]CJJ37-2012，城市道路工程设计规范[S].

[2]住房城乡建设部.海绵城市建设技术指南——低影响开发雨水系统构建(试行)[Z].2014.

Discussions on Design of Road Arch Forms in Sponge City Construction

KONG Fan-li

(Municipal Institute of Hualan Design Group Co.，Ltd.，Nanning，Guangxi，530011)

The flexible setting of road arch can make more use of the green space within road range for rainwater infiltration，stagnation and accumulation.Based on the concept of sponge city construction，and starting from helping the road rainwater consumption，this article analyzed various road arch forms in road design，and analyzed the influence of different road arches on the road and then proposed some corresponding measures，which has certain reference significance for the road design in sponge city construction.

Sponge city construction；Road arch；Flexible setting

孔繁莉(1973—)，高级工程师，研究方向：道路工程设计。

U412.36

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.12.005

1673-4874(2016)12-0017-04