廖文礼
新余市建筑设计院 江西新余 338000
摘要：目前，道路工程建设步伐日益加快。传统道路给排水设计可能出现排洪压力较大、雨水流失严重等问题，导致暴雨积涝，影响行车安全性、舒适性及使用寿命。为解决这一问题，我国提出海绵城市建设理念。近年来，国内外学者及工程技术人员也探讨了海绵城市道路给排水优化设计方法，并提出一些有价值的研究成果。但是，工程技术人员在开展城市道路给排水设计任务时，仍以工程类比法为主，方案较保守，造成资源浪费。因此，研究海绵城市在城市道路给排水中的应用具有十分重要的工程意义。
关键词：海绵城市；市政给排水；设计
1 海绵城市在道路给排水中的应用思路和原则
1.1 海绵城市道路设计原则
海绵城市理念用于道路给排水设计应当遵循以下4个方面的原则：（1）生态优先。道路给排水设计要保护好河流、湿地等水生态敏感区，尽量维持道路开发前的自然水文特征。（2）节水为重。对于缺水地区，可尽可能地改善非常规水源利用率，以直接回用或间接涵养方法来缓解缺水压力。（3）系统性治水。道路给排水设计要最大限度修复水系、优化生态环境，尽可能地实现生态效益最大化。（4）因地制宜。给排水设计要结合当地的水文地质，合理规划低影响开发技术（LID）设施，以最大限度提高道路的排水能力。
1.2 海绵城市道路设计思路
在进行海绵城市道路给排水设计时，首先要树立LID的建设理念：一方面要求合理利用生态环境中的水，即雨水进入道路后要利用绿池处理，绿池应设在道路红线外，并布置LID设施，确保道路雨水充分利用，或者在道路两侧布置足够绿化带,吸收红线以外含水量；另一方面要避免雨水淤积，在绿化带中将排水口和雨水管道进行组合。总之，海绵城市道路给排水设计思路是在确保正常交通的前提下，合理布置道路横断面、绿化带、透水性材料等，确保“海绵”功能正常发挥，实现道路系统性排水。具体排水系统如图1所示。
.png)
图1 海绵城市道路排水系统
2 海绵城市道路给排水管网优化设计
给排水管网水力计算是海绵城市道路设计的基础，给排水管网分为树状管网和环状管网。前者水力计算简单；后者水力计算较复杂，但都是基于水头损失方程、能量方程等计算理论，对管网的流速、管径等参数量化，以提高给排水管网利用效率。同时，城市道路管网应当在满足水力计算条件的前提下，优化其布置形式。道路给排水管网布置基本原则是施工简单、工程量小、水流畅通。具体设计应重点关注排水体制的选择、管网平面布局方式、管网纵向交叉方式。
2.1 排水体制选择
城市道路排水管网需要满足雨水、生活污水等排放需求。城市管网常见排水体制包括合流制与分流制，前者工程造价低、施工工期短，但对水体污染严重，在老旧城区排水管网应用较多。随着“海绵城市”建设理念提出，分流制排水在给排水设计中的应用日益广泛。在选择道路排水管网体制时应当按照城市规划、环保、气象条件等考虑。即使在同一城市，排水管网体制也不是固定不变的，也可能因各区域的外部环境差异，分流制和合流制排水体制同时存在。
2.2 管网平面布局方式确定
城市道路给排水管网平面布局指给水管道、排水管道等总体走向和布置形状，与沿线用地性质、地形地貌、施工技术等密切相关，主要有垂直布置和平行布置2种方式。垂直布置使得各种给排水管道相互交叉垂直穿过，管沟开挖深度大，施工技术要求高，工程造价高，同时可能影响后期的城市建设；平行布置给排水管道是城市管网常用方法，一般包括鱼刺式、木梳式、篦子式。其中，鱼刺式是双向平行布管，适用于道路两侧汇水面积相差不大的平坦地区。木梳式有单侧布管和双侧布管2种方式，前者布局简单，适用于道路横向坡度较大的单侧汇水区域，在丘陵地区较常见；后者管线交叉少，无主干管，设计施工方便。篦子式是双侧布管，一般用在道路横向坡度较小的平原区域。
2.3 管网纵向交叉方式确定
在城市道路给排水管网设计期间，由于地形地貌、服务功能、地下管线等因素的干扰，管道纵断面设计较复杂，变化也较多。城市给排水管道之间的接口方法有管顶平接、水面平接、管底平接等。当给排水管道和其他市政管线相遇时，可采用上跨和下穿2种交叉方式。如果采用上跨式，给排水管道开挖深度小，施工简单，工程造价低，但可能导致检查井高度不符合规范要求；如果采用下穿式，给排水管道埋深大，施工技术要求高，检查井高度容易满足，但局部管道应顶管施工。
3 海绵城市在道路给排水设计中的应用
3.1 道路行车道和人行道优化
在降雨量大的区域，城市道路的机动车道和非机动车道可以选择透水沥青混凝土铺装，上面层采用OGFC混合料，中、下面层选择乳化沥青作为封层来减小路面渗水性。同时，可在上面层的透水层中埋设排水管，使得入渗雨水能够沿着道路横坡汇入排水管，通过排水管接入两侧绿带。分车绿带两侧路缘石均采用开口立缘石，并在两侧分车绿带中设置雨水口。
人行道可使用透水砖进行铺装，透水基层为25 cm级配碎石，并在人行道透水基层埋设排水软管，通入路侧绿带。
3.2 路拱横坡优化
随着城市道路功能日益完善，横断面宽度也逐渐增大，6车道、8车道的主干路越来越多。相关统计资料表明，对于多雨地区超过6车道的城市道路路面选择1%～2%横坡已经无法满足其排水需求。故可把对向行车道分别设置成双向路拱，以提高路面排水速度，这样，相对于盲目增加路拱坡度更加经济合理。
3.3 下凹式绿化带设计
城市道路两侧绿化带标高一般超出横断面，这使得降雨期间路面汇集的雨水难以自然地流进两侧绿化带，只能利用雨水口流进排管网，很大程度上增加了管网负担。为了充分利用雨水，减轻管道排水压力，道路横断面的绿化带可优化为下凹式，使雨水在下凹式绿化带汇集、利用。但是，路基在雨水浸泡作用下强度会逐渐减小，路面结构稳定性也会受到影响，为了降低下渗雨水对路基强度的影响，应在绿化带底部及两侧铺防水土工材料，使得下渗雨水和路基隔离。当道路两侧存在林草地，应将人行道横坡向林草地倾斜，使得降雨流向林草地。在年降雨量不大的地区，城市次干路或支路横断面可采用单幅路凹形断面。当城市交通量较小或路基横断面宽度不大，还可在道路中部设置排水沟渠和雨水井，将雨水引入路基的排水管道中，如图2a所示。三幅路下凹式绿化带形式同理，如图2b所示。
.png)
图2 海绵城市道路下凹式绿化带
4 结语
1）海绵城市理念用于城市道路给排水设计中应当遵循生态优先、节水为重、系统性治水、因地制宜等原则。
2）海绵城市道路给排水设计思路是在确保交通前提下，合理布置道路横断面、绿化带、透水性材料等，确保“海绵”功能正常发挥，实现道路系统性排水。
3）给排水管网优化设计是海绵城市道路设计的基础。
4）选择透水性路面结构、优化路拱横坡、设置下凹式绿化带设计等可以实现道路的“海绵功能”，提高其给排水能力。
参考文献
[1]胡伟.城市道路给排水设计与规划中存在的问题分析与解决措施[J].工程建设与设计，2019(5):172-173.
[2]阳琪琪.海绵城市在市政道路给排水设计中的应用分析[J].工程技术研究，2019,4(20):201-202.
[3]浦华友.海绵城市在市政道路给排水设计中的应用[D].合肥：安徽建筑大学，2017.