城市道路海绵设计常见问题探究

2021-03-22赵晓燕

运输经理世界 2021年5期

赵晓燕

(南京市建设工程施工图设计审查管理中心，江苏南京210000)

0 引言

随着中国城市化进程加速发展，环境问题日益尖锐。土地自然肌理和水生态环境改变导致城市内涝和水污染问题凸显，海绵城市理念为城市水环境治理提出了系统性解决办法。2014年住房和城乡建设部发布《海绵城市建设技术指南》文件，为海绵城市建设提供了指引，江苏省据此制定了《江苏省海绵城市建设导则》，积极构建低影响开发雨水系统。回顾近几年建设，对发现的问题进行分析总结，研究对策，以利于推动海绵城市建设健康发展。

1 海绵城市建设实施路径

海绵城市建设中，坚持规划引领，自上而下确定建设目标。提出综合控制指标，划分海绵城市建设管理分区后，将控制指标层层分解。各地块内，在建筑、道路、公园等项目建设时布设受雨水影响低的设施，完成年径流总量控制率和面源污染削减率这两项约束性指标及透水铺装率、下凹绿地率等鼓励性指标。

2 海绵城市建设常见问题

建筑工程中屋顶、楼栋之间的绿地空间有利于形式多样的海绵设施布设。城市道路工程为实现交通功能，承载繁重的汽车荷载，为保证安全性和耐久性，以密实路面为主。城市道路在海绵设施建设时限制较多，存在一些困难和问题[1]。

2.1 由于空间限制，海绵设施难以实施

由于用地紧张，城市道路规划红线宽度，红线范围内必须要设置车行道、非机动车道和人行道和基本的附属设施带。除少数景观道路外，城市道路路幅内绿化带和路外侧市政绿地面积均比较小，大量支路甚至采用一块板形式，仅能满足交通功能。没有设置下凹式绿地、植草沟、生态树池等海绵设施的空间。

2.2 海绵城市控制指标难以达到

结合南京市海绵城市规划建设指南要求，城市道路年径流总量控制率以所在地块的平均指标为基准，结合不同道路等级和建设阶段上下浮动5%～10%，具体指标见表1。

表1 市政道路用地规划年径流总量控制率指标

如果没有预留海绵设施足够的空间，就很难达到50%～80%的年径流总量控制率指标。

2.3 海绵城市设计存在的问题

海绵城市设计是一个系统性工程，道路设计前期阶段未充分考虑海绵设计，在施工图设计阶段，发现横断面设计仅能解决交通功能和管线布设功能，难以布设海绵设施。城市道路采用的低影响开发雨水设施种类单一。比如，凹式绿地、生物滞留带（池）、植草沟和透水路面。这些设施的设置目的在于将路表雨水引入路面以下，滞留蓄存。这与路基路面设计防水封水理念相违背，路面路基的大多病害和变形均与水的浸润和冲刷有关。若保证路基强度和稳定性，必须采取相应的排水措施或隔水措施，以消除或减轻水对路基的危害。路面的病害也多与水侵相关，路面水渗入路面后，如存留在骨料缝隙内不排除，在车轮高速作用下产生高压水动力，反复冲刷掏空细骨料，导致路面的强度降低产生病害。虽说普遍采用防渗膜、防渗土工布等材料将蓄水设施与路基路面隔离，但实际效果和使用寿命难以保证，导致道路设计人员在布设海绵设施时非常谨慎[2]。

3 解决办法

针对以上问题，结合工作实践分析总结，提供一些解决问题思路和办法。

3.1 对于城市道路空间问题，须在项目前期解决

规划部门在满足功能性布设的基础上适当加宽道路红线，尤其对于新规划的开发区等新城区，应预留足够的绿化空间。在保障市政道路通行能力和交通安全的前提下，协调红线内外用地空间和竖向布局，为道路雨水的排除创造条件。

3.2 城市道路控制指标偏高问题

海绵城市建设是一个系统工程，海绵管理分区的综合控制指标，在分解过程中，应充分考虑地块的用地性质、现状条件，尽量统筹合理。对于老城区的已建市政道路项目，可适当降低要求，通过在红线外设置水体、公园、广场等项目，使加权后的综合指标满足要求，不应一刀切采用单一的指标控制。

如南京某新区海绵专项规划中对不同类型用地分别提出不同控制指标（见表2）。以年径流总量控制率为例，总指标设定为80%，经过目标分解，道路交通设施用地分配指标为50%，绿地和广场指标90%。此专项规划考虑不同类型用地实施海绵设施的难易程度，合理制定分类指标，确保加权后指标达成，值得借鉴。

表2 海绵城市建设控制指标

3.3 加强系统化、精细化设计

在设计早期阶段应重视海绵设计，在可行性研究阶段、初步设计阶段，设计单位应充分研究，提出海绵城市建设目标和控制指标，在设计方案中根据计算分析成果提出落实指标的途径，为建设主管部门提供决策依据，确保后期海绵设施建设有足够的实施空间和资金。

加快研究编制海绵设计规范规程，虽然各地编制了海绵设计导则，但早期编制比较仓促，缺乏科研基础和实践经验，设计方法和设计标准不够严谨，各地导则甚至有互相矛盾之处。近几年在海绵城市建设中生产了大量实践经验和研究成果，应在此基础上，编制海绵城市设计规范规程，规范建设行为，推广先进经验。

设计工作应实事求是，海绵城市建设规划指标中，年径流总量控制率和面源污染率削减率为约束性指标，必须强制满足，但受制于实施条件，难以达标。设计人员为了完成指标，有时会选择不当的计算方法，得到失真的计算结果，以应付审查。有项目在仅设置人行道半透水路面的情况下，年径流总量控制率计算结果居然高达80%，明显不合理。设计人员应坚持实事求是，拓宽思路，积极主动争取规划和建设主管部门支持，确保设计方案合理可行。

设计人员需强化海绵设计理念，不“谈水色变”，允许部分雨水下渗，通过技术措施解决路基路面与下凹式绿地、渗沟、植草沟的生态树池等设施之间的隔水防水问题。在确保路基强度和安全的前提下，疏通雨水下渗、蓄存、满溢和缓释的通道，保持道路的适度自然弹性。

做好海绵设施精细化设计，路幅宽度有限时，横断面设计可以优先设置机非分隔带。城市道路一般设置向外横坡排水，中央分隔带标高较高，难以收集路面雨水，对提高年径流总量控制率作用不大。机非分隔带在机动车道的下游，有利于消纳机动车道雨水。从海绵设计角度，设置机非分隔带优于中央分隔带。对于没有绿带的道路，可设置生态树池，精选耐涝植物，疏水蓄水生物净化，选择耐久性好的隔水材料，确保雨水不侵入道路主体，进而引发病害。

路面结构可采用透水沥青混凝土、透水水泥混凝土和透水砖等透水结构。透水沥青混凝土和透水水泥混凝土通过减少混合料中细集料的配比，在混凝土内部形成均匀的蜂窝孔隙，达到透水目的。透水水泥混凝土具备材料易得性、施工方便、平整度高的优点，同时也有结构强度相对较低的缺点，适用于轻型交通量的非机动车道和人行道。其结构组合设计多采用半透水路面，路面水渗入透水路面后，通过碎石层内盲沟快速排除，半透水路面蓄存功能不强。透水砖采用人工拼装方式，平整度稍逊，优点是通过优选填缝料，拼装缝隙不易堵塞，透水性能保持更为长久。

3.4 因地制宜，探索海绵设施新途径

路面初期雨水污染严重，设置新型雨水口，分离初期雨水进入污水管道排入污水处理厂，利用完备的城市污水处理系统，比自然生物净化效率更高。

南方城市地下水位较高，地面渗蓄效果不好，可建立地下排水管道系统和地下蓄水池系统，降低地表径流峰值。乔木巨大的树冠对雨水具有截留功能，树根对下渗水有引导功能，植物本身具有蒸腾作用，可有效地调节地表径流量，降低大气污染物。道路密植行道树，占地小，树冠在道路上空重叠成荫。将乔木灌木纳入海绵设计范畴，不仅有利于完成海绵控制指标，而且随着树木生长，对径流总量控制和污染控制能力会不断增长。建立空中乔木树冠截流、地面渗流滞流和地下管沟蓄流立体协作的海绵系统，打造真正的海绵城市。