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基于“海绵城市”理念的城市道路设计优化措施
【摘要】针对城市发展过程中出现的水资源短缺、内涝、径流污染及生态破坏等诸多问题,国家提出了建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”新理念。城市道路是城市空间的重要组成部分,道路硬化占地面积占城市建设用地面积的15%~20%,雨水径流量大,污染严重。本文主要探讨基于“海绵城市”理念的道路设计与传统道路设计方法相对比的优化措施。
【关键词】海绵城市;低影响开发;道路设计
1 引言
随着城市化进程的快速发展,城市发展过程中遇到的城市内涝、水资源匮乏、雨水径流污染等共性问题日益突出。传统城市建设模式中,路面、广场等均采用大面积硬化,解决内涝、排水问题基本靠修大水管、修多泵站等方式,但水患仍然频发。为从源头缓解洪涝灾害、削减城市径流污染负荷、有效利用水资源、构建可持续发展的城市生态环境,国家提出了建设“海绵城市”的新理念,提倡构建低影响开发(LID)雨水系统。“海绵城市”新理念的提出,改变了传统城市建设观念,其目的是让城市能够像海绵一样,在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水
“释放”并加以利用。
2 城市道路建设现状
城市道路是径流雨水及其污染物产生的主要场所之一,在设计中采用新的措施进而控制径流雨水显得尤为重要。目前在城市道路建设过程中,主要以满足城市道路交通功能为目的,在雨水处理思路上主要体现“快速排除”和“末端集中”上,忽略了环境保护和资源再利用;这种以“路面横坡收集―雨水井―排水管网―河道”为主的道路雨水排放方式,主要缺陷有:①道路雨水经市政排水管网快速进入河道,不能滞蓄雨水而对地下水进行补充;②绿化带不能有效蓄留雨水,而浇灌绿化需要消耗大量水源,造成了水资源的极大浪费;③雨季地表径流大幅增加,极大加重了管网和泵站的运行负荷,造成城市内涝。
3 城市道路设计优化措施
在城市道路设计中可通过以下几种措施来优化传统设计理念:

%~2%横坡向外倾斜排水至道路雨水篦子后汇入雨水管系统,绿化带用道路侧石做成高于车行道的凸起形式。优化后路面横坡坡向分隔带,路面雨水通过道路横坡排入下凹式分隔带,浅层土壤饱和后多余雨水通过篦子雨水收水井(高出绿地50~100mm)进入雨水主管内。雨水主管可以设渗井,收集的雨水通过渗井下渗进入深层通过滞渗补充地下水。
图1 道路标准横断面图

城市道路路面结构传统做法一般采用不透水水泥混凝土或沥青混凝土。根据建设部发布的《透水沥青混凝土技术规程》和《透水砖路面技术规程》规范,规定透水混凝土路面应满足道路路面使用功能,并满足透水、抗滑、降噪要求。随着透水深度,透水沥青路面通常可分为三种组合形式:一是,路面水进入表面层后通过面层高空隙率排入临近收水设施;二是,路面水由面层进入基层(或垫层)后通过盲管排入临近收水设施;三是,路面水透过路面后渗入路基。前两类减小了降雨时路表径流,解决了“排”的问题,但是未解决“渗、滞、蓄、净”的问题。第三种形式路面水渗入路基,但规范要求路基土渗透系数大于或等于7×10-5cm/s,也就意味着交通量大、荷载重的道路不能采用透水路面。
人行道路面结构传统的做法是采用水泥砂浆预制砖和花岗岩道板等密封型人行道铺装材料。优化后,人行道采用新型透水性铺装材料以代替传统的铺装方法。选择透水性铺装材料能有效减少城市的地热效应,具有透水透气散热功能,使土壤保持通透,有利于生态绿化,使城市更接近于自然。雨水可以透过结构层而深入地下,达到滞蓄目的。透水人行道要求土基应具有一定的渗透性能,
×10-3mm/s,且渗透面距离地下水位应大于1m。
图2 人行道透水铺装结构层

①车行道路面排水
车行道路面雨水通过横坡排入下凹式绿化带,下凹式绿化带一般低于车行道5~10cm,内设低影响排水设施。绿化带侧石根据纵断面及地区暴雨强度设计按一定距离设置开口,确保道路雨水顺利流入绿化带雨水收集系统。道路没有绿化带时,雨水应从人行道下通过盖板排水槽或排水管接入道路外侧植草沟。
图3 下凹式绿化带
②人道路面排水
人行道路面排水主要分为两部分,一是通过透水结构层渗入地下滞蓄,另一部分是通过排水底基层排入绿化带雨水收集系统。

在多山的城市地区,道路边坡支护是道路建设的重要部分。传统的边坡防护一般分为坡面防护和冲刷防护,有植草防护、灰浆防护、护面墙、挡土墙、混凝土预制板等防护方式。在城镇化背景下,低影响城市开发越来越重要,道路边坡在满足稳定性的基础上进行生态护坡在城市建设中得到更多的应