市政道路工程海绵设计探讨
——以厦门新机场莲河片区莲嶝路为例

方伟南 （中国城市建设研究院有限公司福建分院，福建省 福州市 350100）

海绵城市作为促进生态文明建设的重要措施，遵循生态优先的原则，通过人工建造低影响开发措施，结合自然渗流过滤，达到雨水蓄积、渗透、净化的目的。市政道路项目中，主要是收集处理路面雨水，因路面雨水污染物含量较多，主要考虑将收集到的雨水通过下凹绿地、微地形等设施下渗处理，超过控制率之外的雨水溢流至市政雨水管网。

1 项目概况

本项目名称为厦门新机场莲河片区莲嶝路（翔安南路－滨海旅游路段）工程，起点与现状翔安南路相交，终点与滨海公园大道相交。本项目道路等级为城市主干路，设计速度60km/h，桩号K0+000～K0+680段为双向六车道，道路红线宽43m，桩号K0+680～设计终点段为双向四车道，道路红线宽38m。

2 设计计算

2.1 控制目标

控制目标：本项目采用年径流总量控制率作为控制目标，根据《厦门市翔安区海绵城市近期建设规划》（2018年版），确定本项目年径流总量控制率为70%，对应降雨量为26.8mm。

2.2 调蓄计算

根据实际汇水排向，对汇水区域进行划分。根据汇水区域的下垫面类型的实际面积，计算加权平均径流系数，本项目径流系数趋势为：绿地0.15，路面0.8，人行道0.2。

由于路灯基础、绿化植物会占据一定的绿地面积，同时考虑道路纵坡的影响，本次设计需要对径流控制率进行折减，折减系数取0.8。折减系数考虑了路缘石及台背、溢流式雨水口、路灯基础、树球、灌木茎等设施所占用的绿地面积。经过折减后，主要计算指标详见表1。

表1 海绵城市径流总量控制率计算指标

经计算，本项目实际总调蓄容积为852.00m3，实际设计调蓄降雨深度为32.29mm，径流总量控制率为75.2%，加权径流污染控制率为58.8%，下凹绿地有效水深为0.15m，绿地淹水时间为7.58h。综上，本项目加权综合年径流总量控制率满足本地区规划70%的年径流总量控制率的要求。

根据《厦门市海绵城市建设技术规范》（2018.08）第5.2.13条规定“下凹式绿地应低于周边铺砌地面或道路，下凹深度宜为100mm~200mm。本次设计下凹绿地深度取值200mm，有效水深取值150mm，可以满足70%的年径流总量控制率的指标。

2.3 年径流污染控制率

生态型低影响开发设施对道路雨水的污染去除原理是雨水的渗透过滤和污染物吸附，以及土壤中微生物对有机污染降解。

根据《厦门市海绵城市建设方案设计技术导则》(2018.08)，并结合相关工程经验，本项目透水铺装SS削减率取值85%，绿地SS削减率取值55%，沥青路面SS削减率取值85%，各汇水分区面积详见表1，经计算得加权径流污染控制率为58.8%，满足径流污染控制率≥45%的要求。

3 LID设施设计

本项目含2.0m、3.0m宽绿化带及5.0m、6.0m宽中分带，两侧绿化带和K0+680～K1+106段中分带采用下凹式绿化带，K0+000～K0+680中分带采用微地形绿化带。

3.1 下凹式绿地

下凹式绿地进水口低于设计机动车道边缘5cm，下凹式绿地面层低于机动车道边缘约20cm。车行道内雨水先经分段设置的开口路缘石汇集，首先流经砾石缓冲槽，随后进入下凹式绿地，部分雨水下渗后，通过底部的透水软管排入雨水系统，超过设计降雨量的雨水通过溢流式雨水口排入雨水系统中。下凹式绿地结构层为：40cm种植土+10cm粗砂+30cm碎石填料。在种植土与碎石层中间设置透水土工布，防止土的流失。为保证下凹绿地的有效储水容积，本次设计设置C20素混凝土靠背,可防止雨水渗入道路基层，同时保持下凹式绿地结构层的稳定。

3.2 微地形处理

桩号K0+000～K0+680段中央分隔带设计微地形处理雨水。根据《海绵城市建设工程施工图设计导则及审查要点》（DB3502/Z5032-2018），当机动车道坡向外侧，路面径流无法到达中央分隔带时，中央分隔带只消纳自身雨水即可，可不做下凹，当中央分隔带＞2m，可根据实际情况结合景观做适当微地形处理。

结合本项目特点，本项目桩号K0+000～K0+680段的中央分隔带设计为微地形，中央分隔带仅消纳自身水量，无客水汇入。微地形直接下凹，下凹坡度为1：5~1：10，底部不进行换填，其纵向坡度根据道路纵坡确定。横向坡度为1:8，由两侧坡向中间。

3.3 透水铺装设计

为提高地面透水能力，道路慢行系统采用透水性硬化做法。本项目中的人行道、非机动车道均采用透水材料铺设，以便雨水入渗回补地下水，人行道和非机动车道的结构设计见表2。

表2 人行道和非机动车道的结构设计

本项目透水铺装地面设计降雨量不小于41mm，仅收集来自人行道区域的雨水径流，满足雨水综合利用径流总量控制率不低于70%，相应的设计降雨量为26.8mm的要求。

4 海绵工程施工注意事项

下凹式绿地的主要材料包括管道、碎石、种植土、有机质。这些材料应按设计要求和相关规范正确配置和施工，从而保证低影响（冲击）开发设施能够发挥设计功能。

为保证下凹式绿地的性能，不但要确定工程中所使用的材料及其配比，还要重视施工方法和施工顺序。

a.混凝土靠背和透水土工布、防渗膜的铺设，应当在道路路床铺设完成后进行。下凹式绿地基槽开挖时，采用人机配合方式，在设计沟槽底标高以上5~10cm的土层，采用人工开挖的方式挖至设计标高。

b.砾石层施工和管道的铺设：混凝土靠背和透水土工布、防渗膜的铺设完成后，砾石层与管道的铺设需交替进行。底部需先铺约10mm厚的砾石层，再铺设排水花管，接着铺设剩余的砾石层至设计厚度。

c.种植土层：检查确保砾石层和管道高程的满足要求之后，再铺设种植土。

d.有机覆盖层施工：种植土层完工后铺设有机覆盖土。有机覆盖层尽可能保持松散状态，铺设厚度50mm左右，铺设完成后让土层自然沉降。

e.景观工程施工：应保证施工时雨水不进入绿地，如果已有径流通过，需要在完工后清除绿地内的沉积物并及时植草。景观植物依据绿化专业设计要求选用。

f.移除淤泥围栏：所有的景观工程完工后，设计单位和施工单位应检查是否所有景观工程施工质量符合要求，是否存在没有被保护的土壤，确认无误后，即可拆除景观区域周围的拦泥网[4]。

5 结语

我国市政道路工程建设正处于快速发展的时期，未考虑雨水资源化利用的市政道路是城市下垫面硬化的主要原因之一，结合海绵城市建设理念，有必要对市政道路雨水进行有效的蓄积、处理，有助于缓解解决水环境污染、水资源紧缺等问题。所列举的项目属于新建城市道路，以问题为导向原则，通过小范围的低影响开发设施设计，达到控制目标，望能为其他新建城市道路的海绵设计提供参考借鉴。