基于“海綿城市”理念的城市道路設計探討

1、2 0 1 6 年1 0 月第1 0 期 城市道橋與防洪 道路交通1D O I ：1 0 ．1 6 7 9 9 ／j ．c n k i ．c s d q y f h ．2 0 1 6 ．1 0 ．0 0 1基于“海綿城市”理念的城市道路設計探討柯水平1 ，張樹寧2 ，白子建1( 1 ．天津市市政工程設計研究院，天津市3 0 0 0 5 1 ；2 ．天津大學建筑設計規(guī)劃研究總院，天津市3 0 0 0 5 1 )摘 要：海綿城市是新一代的城

2、市雨洪管理理念，相比傳統(tǒng)的快排模式具有補充地下水、減少徑流污染、調節(jié)城市氣候等～系列優(yōu)點。道路系統(tǒng)作為城市雨水相關設施的主要載體和組成部分，道路海綿化是海綿城市建設中不可或缺的一環(huán)。在梳理海綿城市基本理念基礎上，對比分析海綿道路與傳統(tǒng)道路的優(yōu)缺點，并對城市道路設計中存在的一些關鍵問題進行探討。關鍵詞：海綿城市；低影響開發(fā)( L I D ) ；城市道路設計中圖分類號：U 4 1 2 ．3 7 文獻標志碼：A 文章編號：1 0 0 9 ～7

3、 7 1 6 ( 2 0 1 6 ) 1 0 —0 0 0 1 - 0 40 引言城鎮(zhèn)化快速發(fā)展在帶動地方經濟增長的同時引發(fā)了一系列城市環(huán)境問題。一方面，城市內澇不斷，徑流污染嚴重；另一方面，城市地下水位下降嚴重，水資源嚴重匱乏。據(jù)報道，全國6 0 0 多個城市中有2 ／3 不同程度缺水。這一矛盾現(xiàn)象充分暴露了傳統(tǒng)城市雨洪管理模式的不足：調蓄能力差，徑流污染嚴重，雨水資源化利用率低?！昂＞d城市”是我國提出的新一代雨洪管理模式，是指城市能

4、夠像海綿一樣，在雨洪管理方面具備彈性，下雨時吸水、蓄水、凈水，需要水時將蓄存的水釋放出來并加以利用。在提高城市雨水調節(jié)的基礎上，補充地下水，提高雨水利用率。城市道路是城市排水系統(tǒng)的重要組成部分，因此有針對性地對城市道路進行海綿化設計，對于海綿城市建設來說至關重要。1 海綿城市基本理念與道路的海綿化【1 羽1 ．1 海綿城市概述與I _ I D海綿城市的核心是應對城市發(fā)展過程中出現(xiàn)的暴雨洪澇災害、雨水資源流失、雨水徑流污染等一系列雨水問題

5、。實現(xiàn)海綿城市主要有三種基本途徑：( 1 ) 保護原有生態(tài)系統(tǒng)保護城市中原有的河流、湖泊、濕地、林地、草地等生態(tài)系統(tǒng)，在開發(fā)過程中，采用低影響開發(fā)收稿日期：2 0 1 6 - 0 6 —1 4作者簡介：柯水平( 1 9 8 4 一) ，男，湖北黃石人，高級工程師，從事道路交通系統(tǒng)規(guī)劃與設計工作。( L I D ) 理念，最大化保留原有生態(tài)面貌。( 2 ) 修復被破壞的生態(tài)系統(tǒng)對已被污染的、破壞的生態(tài)系統(tǒng)，運用海綿城市理念進行修復，最大程

6、度還原破壞前的生態(tài)面貌和功能。( 3 ) 新建海綿生態(tài)系統(tǒng)在已開發(fā)區(qū)域或生態(tài)植被較少的區(qū)域，采用L I D 技術和設施，新建一批海綿生態(tài)設施，控制開發(fā)強度，降低不透水鋪裝面積，最大限度減少城市開發(fā)對城市原有水生態(tài)的影響。L I D 全稱是L o wI m p a c tD e v e l o p m e n t ，即低影響開發(fā)。L I D 強調雨水是一種資源，“以水為友，馭之而非棄之”。其核心內容是最大程度維持原有水生態(tài)系統(tǒng)，保持開發(fā)前

7、后包括徑流總量、峰值流量和徑流污染等水文特征不變。盡量降低不透水面積，減少徑流污染，緩解洪澇災害，提高雨水利用率，如圖1 所示。時m圖1 k i d 水文原理示意圖1 ．2 城市道路的海綿化城市道路的海綿化是相對于傳統(tǒng)城市道路而言的。傳統(tǒng)城市道路一般采用不透水結構，雨水經路面進入收水井排入市政排水管網，而海綿道路采用透水結構，并與路側其他L I D 設施銜接，雨水萬方數(shù)據(jù)2 0 1 6 年1 0 月第1 0 期 城市道橋與防洪 道路交通

8、 3非機動車道或機動車道上，排水幾乎全靠路側雨水口。容易造成積水，暴雨來襲時極易發(fā)生內澇。海綿道路則是對傳統(tǒng)道路在雨洪管理方面的全面升級，多角度出發(fā)，全面提升道路的“滲、滯、凈、蓄”等功能。其與傳統(tǒng)道路的不同主要體現(xiàn)在以下幾個方面( 見表1 ) 。表1 傳統(tǒng)道路與海綿道路對比項目 傳統(tǒng)道路 海綿道路蹯咖材科 掰買掘凝土或動青路面結構 不透水結構綠化帶透囂面’不利于滲邊溝 速蓑凝土邊溝' 雨水流雨水口 位于路面路緣石 寺繞石盎平石

9、大孔隙透水混凝土、瀝青多種透水結構低于路面，滲透、凈化作用強生態(tài)植草溝。雨水流速慢，過濾凈化作用強位于路面與綠化之間豁口、打孔或間隔式3 ．2 透水路面結構設計探討3 ．2 ．1 透水瀝青路面結構根據(jù)《透水瀝青路面技術規(guī)程》( C J JT 1 9 0 一2 0 1 2 ) 要求，透水瀝青路面結構分為三類。I 型：路表水進入表面層后進入鄰近排水設施( 見圖4 ) 。表面層通常采用4 c m 厚P A C 一1 3 透水瀝青，中下面層采用

10、密級配瀝青混合料，厚度介于6 。8c m ，上面層與中面層之間設置封層，封層材料的滲透系數(shù)不應大于8 0m L ／m i n ?；鶎硬捎冒雱傂曰鶎樱谆鶎硬捎梅€(wěn)定性基層。該種結構主要適用于需要減小降雨時路表徑流量和降低道路兩側噪聲的各類新建和改建道路。透水瀝青混合料上面層防水黏結層密級配瀝青混合料中下面E半剛性材料上基層圖4 一種1 型透水瀝青路面結構示意圖( 墮位：c m 】Ⅱ型：路表水由面層進人基層( 或墊層) 后排入鄰近排水設施(

11、 見圖5 ) 。該類型透水瀝青路面的表面層一般為厚度4 c m 的P A C 一1 3 透水瀝青，下面層均選用6c m 的P A C 一1 6 或8c m 厚的P A C 一2 0 透水瀝青混合料，基層上層采用透水瀝青穩(wěn)定類基層，厚度依照暴雨強度確定，其與路基中層設置封層，中下部采用半剛性基層，墊層采用穩(wěn)定類墊層。Ⅱ型路面結構適用于需要緩解暴雨時城市排水系統(tǒng)負擔的各種新建、改建道路。透水瀝青混合料上面E透水瀝青混合料F 面E透水基層(

12、瀝青類)防水黏結層半剛性材料上基層圖5 ～種I I 型透水瀝青路面結構示意圖( 單位：c mⅢ型：路表水進入路面后滲入路基，其上下面層和路基均為透水材料( 見圖6 ) 。面層為厚度4 。6e m 厚的P A C 一1 3 透水瀝青混合料，基層為半剛性基層，厚度依據(jù)交通量和防凍深度確定，墊層采用粒料類墊層，厚度不宜小于1 5e m 。但是這種結構強度較低，因此只適用于路基土滲透系數(shù)不小于7 x1 0 巧c m ／s 的公園、小區(qū)路、停車場

13、、廣場和中輕型荷載道路。透水瀝青混合料上口透水瀝青混合料下日i 。劃o ．11l} ?～ ? l 』；i ‘- 一一一一 一，? ，一 一?l二 H } ：：4 jfI圖6 一種?型透水瀝青路面結構示意圖3 - 2 _ 2 透水混凝土路面結構透水混凝土路面結構可根據(jù)透水程度分為兩種：半透水混凝土路面結構和全透水混凝土路面結構。半透水性混凝土面層采用透水混凝土材料，( 見圖7 ) 。厚度介于1 8 ～2 0e m 之間，基層為半剛性基層，