曾伟
中天华宇工程设计有限公司,南京210019
摘要:伴随着我国城市化进程的快速推进,城市内涝、地下水枯竭、地面径流污染、热岛辐射效应等问题频发。为解决上述问题,“海绵城市”建设应运而生,其理念在城市道路设计中得到了广泛的应用,比如道路纵横断面设计、路面结构层设计、溢流口设计及生物滞留设施设计等。经过多年实践,建设取得了一定效果,也引发了相应疑虑。本文基于“海绵城市”理念,讨论其在城市道路设计中的应用以及相关思考。
关键词:海绵城市;道路设计;低影响开发
0 引言
伴随着我国城市化进程的快速推进,人口数量、城市规模显著增加,相应的“城市病”也逐渐显现出来,比如城市内涝、地下水枯竭、地面径流污染、热岛辐射效应等等。为缓解、改善相应的问题,进一步提高人民生活水平,国家住房和城乡建设部于2014年10月颁布了“海绵城市”建设的指导文件--《海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建(试行)》,并于2015年4月和2016年4月纳入30个城市进行“海绵城市”建设试点。
1 “海绵城市”设计的应用
城市道路作为整个城市交通系统的重要主体部分,具有地表径流面积广、径流系数大等特点,在其建设过程中遵循并贯彻“海绵城市”建设理念对于更好地发挥城市的海绵体作用具有不可估量的影响。在满足道路功能与安全、景观要求的前提下,充分利用城市道路自身及周边绿地空间落实海绵设施,结合道路横断面和市政雨水管网,利用不同等级道路的中分带、侧分带、人行道和道路附属设施建设下凹式绿地、植草沟、雨水湿地和透水铺装等海绵设施,通过渗滞、调蓄和净化等方式,最大限度地增加滞蓄空间,实现道路径流污染控制、径流总量调蓄和雨水资源化利用的目标。
1.1道路纵、横断面设计
道路纵坡、横坡设计是重点内容,须考虑行车安全及排水顺畅等因素,通常应满足《城市道路工程设计规范》及《城市道路路线设计规范》。纵坡最好控制在0.3%-6%,横坡最好控制在1%-2%之间,坡向分隔带下凹绿地。新建城市道路可以结合平面布置、规划红线内外绿地空间、道路纵坡及标准横断面、路面雨水收集系统布设等,建议优先采用传输型植草沟排水。车行道、非机动车道的雨水通过横坡经雨水口汇集至下凹绿地,再由设置在下凹绿地内的溢流口进入排水盲管,最终汇入雨水管排放,以实现海绵城市技术指标中“渗、滞、蓄、净、用、排”的综合展示效果。
1.2路面结构层设计
重交通的路面结构通常仍采用常规的不透水结构,但轻交通或人行道可以采用透水水泥混凝土路面结构或者透水沥青混凝土路面结构。为避免积水对路基的浸泡、冻胀造成破坏,通常在透水结构层底部设置一定尺寸的级配碎石盲沟,盲沟中间设置带孔的PVC盲管,盲沟外包裹透水土工布作为反滤层,将路面渗入的过量雨水导入排水管或生态草沟。人行道通常采用透水铺装结构,由下至上分别为素土夯实层-碎石垫层-透水混凝土基层-透水性面砖层。
1.3溢流口设计
溢流口是雨水收集排放的主要设施,其高度既要低于道路路面以利于雨水径流,顶部一般应低于汇水面100mm,又要高于绿化带以利于蓄水,这样使得区域内收集到的雨水通过重力自然流到下凹式绿地中。当蓄留的雨水达到一定深度时,通过溢流式雨水口排放到雨水管网,一方面可以节约绿地灌溉水,另一方面可以过滤地面污染物和补充地下水,从而实现渗水、滞水、蓄水、净水、用水、排水的功能。溢流式雨水口根据汇水范围可以采用双篦雨水口,也可以采用三篦雨水口,绿地下沉深度应根据植物耐淹特性和土壤渗透排水能力确定。在下凹式绿地具有蓄水功能的地方,可根据纵坡的大小分段设置小挡水堰,尽量提高下凹绿地的有效蓄水容积。
1.4生物滞留设计
生物滞留设施指在城市道路两侧雨水花园等地势低洼的地段,通过植物-土壤-微生物组成系统,蓄留及下渗雨水、削减径流总量和峰值、过滤径流雨水的设施。生物滞留设施自上而下按功能通常可分为蓄水层、覆盖层、换土层、反滤层和砾石层等5部分。生物滞留设施作为低影响开发LID的典型技术之一,不仅可以削减径流峰值和调控雨水径流总量,还能在一定程度上调控城市面源污染,因此在设计中受到重视。在城市道路设计中常采用生物滞留带、滞留花坛和生态树池等,能有效控制小到中雨以及处理暴雨初期的雨水。为了能更高效的处理雨水,生物滞留设施宜分散布置且规模不宜过大,通常控制生物滞留设施面积与汇水面面积之比为1:20~1:10。生物滞留设施的蓄水层深度通常控制在20~30cm,应根据植物耐淹特性和土壤渗透排水能力确定。
图1 生物滞留设计
2 海绵城市设计中存在的问题
经过多年“海绵城市”建设,取得了一定的成果,但“一下雨就看海”的城市内涝问题仍然频繁见诸报端,甚至出现了海绵城市建设是否有效的质疑意见,笔者也试图从几方面进行思考。
2.1设计理念保守,创新不足
城市道路因为径流面积大、系数高等特点,成为海绵城市建设的重要组成部分和载体。设计上通常利用不同等级道路的中分带、侧分带、人行道和道路附属设施建设下凹式绿地、植草沟、雨水湿地和透水铺装等海绵设施,通过渗滞、调蓄和净化等方式,实现道路径流污染控制、径流总量调蓄和雨水资源化利用的目标。径流面积极大的车行道部分仍然采用传统的面层加封层的保险思路,而传统水泥混凝土路面或沥青混凝土路面建设利用的材料均强调非透水性,且“水损坏”已成为传统道路破坏的主要因素。虽然有《透水沥青路面技术规程》的指导,但是实际设计中,设计者仍倾向传统不透水方案。
2.2 施工质量控制不严
施工作为“海绵城市”理念实现的关键方,起着重要作用。但是,“海绵城市”建设部分通常不影响车辆通行安全及道路使用年限,导致施工方往往对“海绵城市”建设的关注度不够。在追求利润最大化的同时,往往忽略对质量的把控。比如,在中分带、侧分带植草沟施工过程中,容易出现盲沟的级配碎石不清洗就直接填埋、选择的透水盲管环刚度不足、透水土工布厚度不够等问题,导致后期盲沟淤堵失效。
2.3 运行维护不完善
道路维护管养人员的关注点通常在车辆行驶安全方面,而忽视对“海绵城市”设施的维护。建立海绵道路运行维护管理制度、定期对道路进行日常巡查,尤其是汛期,应加强海绵设施安全性检查,保证安全运行,发挥效益。配备专职运行维护技术和管理人员,实行培训上岗制度。养护单位根据海绵道路体量的大小、周边绿地基本情况和技术措施制定相应的岗位操作手册、设施和设备保养手册和事故应预案,并应定期修订。针对道路的级别和所采取的技术措施指定相应的评价标准。合理配置养护设备、检测设备和专业养护技术人员的数量,确定相关技术标准。比如,当透水铺装渗透能力出现不足时,可采用高压水枪冲洗、负压设备抽吸等方法进行清理。
3结语
“海绵城市”概念的提出,要求突破传统的城市道路设计模式,为我国城市道路设计带来了新思路。总之,“海绵城市”并非简单的城市建设规划,而是需要以整体性建设为考量,通过运用全新的城市建设理念,达到构建健康城市生态系统的目标。其不但能够避免城市发生洪涝灾害,还促使城市水资源蓄存能力不断提升。城市道路是城市建设中的关键内容,也要充分引入海绵城市理论,在建设过程中建立完善的雨水循环利用系统,从而将自然生态与供排水关系协调好,让海绵城市的作用真正体现出来。
参考文献:
[1] 曾伟. 基于“海绵城市”理念的城市道路设计优化措施[J].建筑工程技术与设计,2015(10):1.
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