海绵城市建设在城市道路建设中的应用与分析

2020-08-29沈洪堂

绿色环保建材 2020年8期

沈洪堂

潍坊市市政工程股份有限公司

1 引言

随着我国经济的不断发展，城市化进程在不断推进，城市的规模越来越大，这也使得水资源更加紧缺，然而在雨季又会发生一些洪涝灾害，城市中出现水污染等问题。城市道路作为城市交通的主要场所与途径，也是排水的主要途径，而城市道路中经常出现的内涝积水以及水污染情况也越来越严重，应该引起人们的重视。

图1

2 海绵城市的基本内涵及在城市道路建设中的运行结构

2.1 海绵城市的基本内涵

海绵城市指的是在建设城市过程中，可以像海绵一样，利用城市建筑、道路、绿化、公园等多种类型的公共设施，使得传统的雨水排水方式可以改变，可以有效地提升城市用水安全，利用建筑来进行蓄水、渗水、净水，使得水资源可以得到重复利用，不仅可以改善环境，还可以解决城市水资源短缺的问题，改善生态环境。因此，在城市道路施工过程中，采用海绵城市理念，可以提升雨水排水的安全性，实现城市雨水的蓄积、渗透、净化以及利用，使得水资源可以得到保护和重复利用。

2.2 海绵城市在城市道路建设中的运行结构

海绵城市在道路施工中的运行结构可以分为低影响开发雨水、管渠排水系统以及雨水超标径流排放这三个方面的内容。其中低影响雨水开发体系主要是利用海绵城市的特点，对于雨水进行渗透、蓄积以及净化等功能，从而调整雨水的径流量，调整雨水的径流峰值以及污染情况。管道排水系统主要与低影响开发系统结合起来，完成对雨水的收集、处理以及排放。最后是超标径流雨水排放系统，是由自然雨水、水流调蓄以及泄洪处理等方面构成，对于雨水的径流过量进行调节和处理。

图2

3 城市给排水工程系统中存在的问题

3.1 设施老旧、改造周期长

城市经济的发展以及城市化进程加快，这也使得城市用地量比较大，城市规模不断扩张，城市高层建筑越来越多，这样也会导致城市建筑之间的空间比较小，留给地下排水管道安装铺设的规模逐渐减少。在城市建设中，原有的输送管代与排水管道严重老化，管线不能满足城市给排水的实际需求。不仅如此，随着人们用水量越来越多，对于城市排水量的要求也越来越高，这使得城市建设与给排水之间存在一定的矛盾。如果在城市道路建设过程中不能够合理的布局，没有引起相关部门的注意力，就会造成城市地上和地下建设严重不均衡的现象出现。在城市道路施工中还要对后期的管道维护进行施工，实际上，地下管线严重缺乏维修和养护，使得地下管网的改造速度比较慢。

图3

3.2 没有充分利用雨水资源

随着工程技术的不断发展，在城市道路建设中利用了很多的新材料和新的工艺，使得城市道路的质量得到提升，也使得道路的硬化比例上升，对径流水造成影响，使得雨水被排走，这对于城市地下水的储存非常不利。不仅如此，我国水资源比较匮乏，而雨水的循环利用还处于初级探索阶段，在技术和材料上还有很大的发展空间，如果城市道路在施工过程中不够完善，例如使得雨水与污水在排出的过程中使用同一个管道，就不能有效地利用雨水资源。

3.3 对短历时强降雨天气的承受能力较差

随着温室效应不断严重，我国很多地区气温都出现不稳定，经常在出现一些极端对流天气，出现短时强降雨天气，这种天气随机性比较大，降雨强度较高，在发生后短时间内地面会出现大面积径流，如果城市排水系统不够成熟，或者出现不完善，就会产生非常大的压力，使得排水系统无法满足需求，无法将积水顺利排出，造成城市出现内涝，给人们的出行带来不便，甚至影响到人们的安全。

4 海绵城市理念在城市道路建设中的施工要点

4.1 城市路面施工

一般的城市道路在排水施工过程中，将行车道倾斜1.5%～2%，这样下雨的时候，雨水可以通过重力进入排水口，而绿化带的高度是低于行车道的，这样有利于路面积水排出。在海绵城市理念中，城市道路建设中路面的高度也会存在差异，利用这种差异可以使得雨水顺利进入到低路面中。在绿化带的下方可以设置排水管，在出现降水的时候，雨水首先可以对绿化带进行水源供给，当绿化带中的水充足之后，剩余的雨水可以排向排水管。因此，在排水管中安装一些渗水装置，使得雨水可以通过这些装置进入到地下，形成对地下水的补给。

图4

4.2 城市道路结构层施工

根据当前海绵城市建设的要求，在城市道路施工过程中，对于路面积水的情况可以通过以下三种方式来排水：可以借助路面中的间隙渗透来进行排水；可以通过道路的基层来进行排水，通过基层进入排水管道进行排水；还可以通过进入到基土层进行排水。前两种排水的方式可以使得路面的径流系数降低，从而达到排水的标准，但是没有完成对路面的渗透、滞留以及对蓄水净化的作用。在海绵城市中有一定的施工规范，要求道路基层的土壤的渗透系数不能小于7×10-5cm/s，因此对于一些车流量较大、负载压力较大的道路没有办法进行积水的渗透。一般的人性道路采用的建筑材料主要是花岗岩以及预制混凝土等，海绵城市要求在道路材料选择过程中选择新型的透水材料进行铺装，从而使得地表的热量可以得到散发，路面的透水性以及透气性更强，这对于排水、保护生态都有非常重要的作用。在海绵城市理念下，道路的渗透系数一般情况下都会不小于1.0×10-3mm/s，透水层和地下层之间的距离在1m以上。

4.3 道路排水系统施工

首先，绿化带施工，为了使得路面的排水更加顺畅，在绿化带施工过程中，一般周边的高度都会高于中心，将排水口安置在绿化带的中央，使其可以形成中间低，四周高的情况。在下雨的时候，路面积水可以通过绿化带土壤进行渗透吸收，多余的雨水会顺着排水口排出，这种绿化带施工可以有效减少城市出现洪涝灾害，使得绿化带的土壤渗透系数可以提升，还可以有效地节约对绿化带灌溉的成本，效果比较明显。其次，排水沟施工，在排水沟施工过程中应该以生态保护为出发点，在实际施工建设的过程中应该与当地的自然生态联系起来，排水沟在施工过程中依次可以为绿植层、土壤种植层、水分渗透过滤层、渗排水层以及砂石层。这种排水沟的主要作用是可以将雨水进行渗透，可以对道路中的污水进行过滤，使得环境可以得到保护，还可以对水资源进行充分的利用。最后，排水管施工，在排水管的渗透施工过程中一般采用小粒径、多孔的材料进行PVC管道周围的填充，可以利用多孔的结构，使得雨水更好的蓄积。这种排水管道还有着占地少和透水性强的特点，具有非常广泛的应用。但是在管体周围的一些碎石，在清理过程中比较困难，容易导致管道堵塞，降低渗透效果。

4.4 透水砖施工

（1）挂铺砖线。严格按照工程施工测量取得的中、边线以及标高，使用白线标记铺砖施工作业的方向线与水平线，并以此为基础作为铺砌的依据。（2）试拼与试排。为了确保透水砖铺设的美观性与均匀性，施工人员必须在铺设工作正式开始前，进行试拼，并在试拼工作完成后，按照试拼过程中的编号开展铺砖作业。（3）水泥砂浆调平。施工人员在进行人行道铺砖作业前，必须先铺设一层水泥砂浆调平，然后再进行透水砖的铺砌作业。在进行水泥砂浆的调平时，施工人员应该以测量水平线为基础，明确砂浆铺设的厚度，并在水泥砂浆调平结束后，及时使用刮、拍实等方式找平。（4）质量控制。以人行道设计图纸为依据，开展测量放样工作，然后进行人行道基层表面厚度、平整度以及压实度等各方面的复查工作，并在确定且满足施工要求后施工，才能保证透水砖铺设的质量符合工程整体设计要求。

图5

5 实例分析

以山东省潍坊市为例，这里夏季降雨比较多，胥山街（清平路-和平路）工程全长2km，纵坡为1.8%，道路的综合径流系数为0.9。主路面宽21m，每侧的自行车道宽4m，人行道宽2m，绿化带宽3.5m。在利用海绵城市理念进行道路施工过程中，将主路面按照改性沥青混凝土进行施工，对于人行道则采用的是级配碎石+透水混凝土+透水砖铺装，自行车道采用级配碎石+透水水泥稳定碎石+透水沥青混凝土铺设。绿化带采用草沟，地下设置透水盲沟，对于路面积水过滤的时候采用的是碎石多孔材料。这种施工使得路面积水可以先通过透水路面、植草沟、绿化带等多种途径进行渗透、蓄积以及净化，最终使得道路径流量减少，还可以对环境进行保护。