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(diào)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(jīng)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(nèi)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(diào)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(diào)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(diào)雨水是一種資源，“以水為友，馭之而非棄之”。其核心內(nèi)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(jīng)路面進入收水井排入市政排水管網(wǎng)，而海綿道路采用透水結構，并與路側(cè)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(cè)雨水口。容易造成積水，暴雨來襲時極易發(fā)生內(nèi)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?，底基層采用穩(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(cè)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，