海绵城市在市政道路设计中的应用策略

肖 椿，孟 军

中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北 武汉 430056

1 工程案例

佛山市顺德区龙盆北路东延线工程起点接碧桂路，终点接逢沙大道，全长约1815.43m，道路宽度为47m、56.5m、57.5m及68.5m。其作为城市主干路，主要设计内容为市政道路雨水工程设计，主要采用透水铺装、下沉式绿地等海绵设施。

2 海绵城市概述与建设理念

2.1 海绵城市概述

海绵城市指的是在城市的建设和发展过程中，为了应对环境的恶化、暴雨等自然灾害，使城市就像海绵一样可以自由地吸水和放水。海绵城市在市政道路设计中的应用,即可以实现渗水和储水的重要作用，还可以实现对污水的二次利用。此外，通过自然力量实现对雨水资源的处理是海绵城市在市政道路设计中应用的根本目的，能够使城市具备生态能力。

从防雨防洪的角度来看，海绵城市在市政道路设计中的应用可以缓解城市排水压力，满足城市防水防洪的基本要求，这是海绵城市在市政道路设计中的根本目的和主要目标。

从水资源利用的角度来看，海绵城市在市政道路设计中的应用实践可以使实现城市对雨水资源的合理利用。我国的水资源严重短缺，而海绵城市是解决水资源短缺的一种有效方法，这也是海绵城市对城市作出的主要贡献。

2.2 海绵城市建设理念

近年来，海绵城市在市政道路设计中得到了迅速地推广与普及。“海绵”是一个形象的词语，就是先“吸收”城市道路上的雨水，然后再利用的一个过程。海绵城市在市政道路设计中的应用可有效解决内涝、水资源短缺等难题。海绵城市建设理念是在经济与社会快速发展的背景下应运而生的一种新理念，它在提高雨水水资源利用效率和节约水资源等方面发挥了极其重要的作用，具有十分广阔的发展前景。

3 海绵城市建设要素

3.1 渗透

当前形势下，随着城市化进程的不断加快，城市中高楼林立，柏油马路成为常态，绿地面积逐渐减少，渗水能力随之下降，越来越多的雨水只能流入地下水管道，造成了严重的水资源浪费。因此，海绵城市在市政道路设计中的应用目的就是将水循环通道“打通”，并将渗透的作用充分体现出来，保证水循环的畅通无阻。

3.2 蓄水

蓄水指的就是将雨水保存下来，是减少雨水径流的重要途径之一。随着城市化建设的不断发展，自然地形地貌遭到了严重的破坏，如果雨水在短时间内汇集到了一个地方，该地就可能产生内涝。因此先将雨水收集起来，再实现对其的循环利用十分必要。蓄水是海绵城市在城市道路设计中的一个鲜明的特征，在降雨集中的季节能够避免过量的雨水在地表堆积造成灾害，发挥出极其重要的作用。

3.3 滞留

海绵城市在城市市政道路的设计中还具有滞留雨水的优势，通过改变地形结构与地表设施对雨水的流速和流量进行调节。滞留可以缓解雨水形成的高峰，达到以时间换空间的目的，将其供给于植物，节约灌溉水量[1]。

3.4 净化

净化是海绵城市市政道路设计中的一个十分重要的环节，净化在对雨水的回收、再利用的过程中发挥着不容忽视的重要作用，也只有通过净化后的雨水才可以实现再利用的目的。但是，净化这一要素是需要根据对雨水不同的用途进行分类，是一项具有针对性的工作。目前，净化主要包括生物净化法和土壤净化法两种[2]。

（1）生物净化法。生物净化法指的是在地势较低的区域内，通过植物、土壤及微生物蓄渗的能力，对实现雨水净化的一种方法。但需要注意的是，生物净化法应严格根据植物的耐淹能力、土壤和微生物的渗透能力进行。

（2）土壤净化法。土壤净化法指的就是在对雨水收集的同时通过土壤对其进行净化。雨水通过净化处理，再将其用于城市绿化浇洒、景观用水等，土壤净化法要结合所处的区域环境设置不同的净化体系[3]。

需要明确的是，海绵城市与传统雨水处理的方式之间有着很大的差异性，海绵城市在雨水截留、城市生态环境改善方面具有极其重要的现实意义。其中，城市绿地和广场设计是海绵城市在市政道路设计中的两个最为关键的环节，可以实现对雨水滞留和再利用的目的。

4 海绵城市在市政道路设计中的应用策略

4.1 透水铺装设计

在该项目中，透水铺装设计的主要作用在对道路结构进行调整的基础上对人行道的透水性进行优化，实现对道路结构内径流污染的清除，提升市政道路的透水能力。基于此，在市政道路的铺装设计中，应选择具备透水能力的铺装材料。通常情况下，使用到的铺装材料分别为6cm厚的透水砖、2cm厚的中粗砂调平层、15cm厚的多孔隙水泥稳定碎石以及15cm厚的级配碎石。不同的材料也有不同的使用用途，例如透水砖通常被应用到市政道路人行道的设计中，而透水混凝土通常被应用于建筑或小区的道路。总的来说，无论在任何区域应用透水砖，透水性、透气性、保水性都是铺装材料的基本要求。海绵城市在市政道路设计中的应用，要求人行道设计中使用透水砖材料，在雨水多发的季节雨水能够渗入地下，这样不仅可以有效控制路面上的大量积水，还对地下水进行了充足的补给。

该项目透水人行道路面结构为6cm厚的透水砖+2cm厚的中粗砂调平层+15cm厚的多孔隙水泥稳定碎石+15cm厚的级配碎石，路面横坡为2%。其中，透水砖渗透系数要求不小于1.0×10-2cm/s，透水水泥砼的孔隙率不小于15%，渗透系数不小于1.0×10-2cm/s，中粗砂均为透水性好的路面材料。人行道透水铺装示意图如图1所示。

图1 人行道透水铺装示意图

4.2 侧分带设计

侧分带设计主要通过以下两个步骤实现：一是雨水的收集，此时，对侧分带设计的高度要低于20cm，侧分带雨水口的位置要设置在种植层与道路高度的中间，其目的是保证二者之间的均匀性；二是对雨水的过滤，先将雨水资源进行过滤，实现雨水清洁。

由于需要考虑到该项目的特点，侧分带的设计采取下沉式的设计理念，具体如下：

（1）机动车道路缘石设计采取开口措施，并用立篦式雨水篦子替换；

（2）根据雨水的流向在机动车道路缘石的进水口处设计初期雨水沉泥及溢流设施，待初期雨水进入沉泥及溢流设施再去除成渣后，流入与侧分带中；

（3）绿地吸水呈饱和状态之后，侧分带开始蓄水，当蓄水的深度满足设计要求时，通过雨水溢流井排入地面层机动车道下设的雨水检查井内，再经过传输最后排入附近的河道中；

（4）对于侧分带内的路面结构层和分隔离带底面的铺设应符合相关防渗要求，以防止水流的渗透给路基的内部与结构带来的损害。为保证下沉式侧分带内雨水的顺利排出，还应设置雨水溢流井及横向排水管，这样做的目的是保证超量的雨水可以排入道路的雨水管网系统内。下沉式绿化带设计平面图如图2所示。

图2 下沉式绿化带设计平面图

5 结束语

综上所述，随着经济与社会的不断发展，海绵城市的建设是我国在倡导环境保护过程中一种十分实用的方法。因此，相关部门应加大对海绵城市的建设力度，这样一来，海绵城市市政道路的设计中存在的问题也就有了新的解决方法与思路。随着海绵城市的建设与发展，相信我国的生态环境一定会向着良好的方向不断发展，城市中的洪涝、雨水径流污染、水资源匮乏及生态环境恶化等问题将会得到有效的缓解。