摘要:通过优化道路横断面布置，采用半透及全透式路面结构，结合路侧绿地及公园设置生态集水沟和生态边沟等技术措施，在塘沽湾新城海河南路和国兴路的建设融入海绵城市理念，实现了海河南路道路范围内雨水资源的全部利用，国兴路慢行系统及绿化带内雨水资源的充分利用，采用在透水结构底部设置碎石盲沟的方式保证全透式路面结构冬季抗冻要求，对于海绵城市理念在北方类似地区市政道路建设中的应用可以提供案例参考。
关键词:海绵城市;塘沽湾;市政道路;透水结构;集水沟
2016年4月，天津市被列为海绵城市试点城市。为减少城镇开发建设行为对自然水文环境和水生态环境的破坏，将天津市建设成“自然积存、自然渗透、自然净化”的海绵城市，缓解城市化过程中带来的水生态破坏、水环境污染、水资源短缺、水安全风险、水文化消失等问题，因地制宜地选用海绵城市的技术措施。海绵城市理念下的城市道路结构设计需要遵循“渗、滞、蓄、净、用、排”的发展原则，实现对道路作用的充分挖掘，加强道路交通和城市发展建设的有效融合，实现对自然资源的合理高效利用。市政道路工程中应用的海绵城市技术措施主要包括:透水路面、生态树池、雨水花园、环保型雨水沟、植草沟等。市政道路建设由于其涉及专业多、综合性较强的特点，在规划设计中主要可以通过优化横断面布置、与周边地块及绿地设计协调、选择具有渗水性能的路面结构等方式实现海绵城市的功能。城镇道路海绵城市控制目标应以削减地表径流与控制面源污染为主、雨水收集利用为辅。机动车道雨水应以调蓄排放为主，人行道雨水应以入渗为主。塘沽湾新城占据天津市滨海新区地理中心区位，海河湾区，紧邻塘沽老城区、自贸区和经济技术开发区。充分利用便捷的交通条件，塘沽湾以休闲与居住功能为主，并与滨海新区商务金融区专业服务经济差异互补。利用海河沿岸的天然优势，构建复合型、立体化、多功能的绿色生态体系，通过退堤、盐碱化治理等手段将沿岸生态景观体系融为一体，通过注入多样性的功能活动，设计低干扰的自然环境以及低能源消耗的基础设施。在塘沽湾新城的开发建设过程中，积极融入海绵城市的理念，从区域总体布局的角度统筹公园建设、路侧绿化与市政道路设计的协调，形成比较完善的雨水收集、利用、调蓄排放的系统。设计主要选择与海河平行布置的滨河景观路———海河南路，以及规划有路侧绿化带的国兴路，将市政道路设计与公园绿地相结合，优化设计方案，实现海绵城市的功能。
1总体方案
海河南路为沿海河布置的城市次干路，道路红线宽度为30m，海河南路与海河之间为滨河公园绿地，道路设计与滨河公园设计结合，公园绿地内设置生态集水沟用于拦截、渗滤路面雨水。国兴路为城市主干路，道路红线宽度为50m，道路两侧红线以外各有5～15m的路侧绿化带，绿化带内布置生态边沟，用于收集非机动车道及人行道雨水。
2海绵城市设计
2．1平面及横断面方案
海河南路线位与海河平行，曲线段均面对海河方向。横断面设计采用三幅路形式，机动车道、非机动车道及人行道均为面向海河的单向坡，侧分带侧石外露高度15cm，每隔15m设置一处1m宽开口，非机动车道、人行道与机动车道统一高程。道路范围内不设雨水收水井，雨水除通过透水路面就地渗透以外，经地表径流通过侧分带开口汇入海河一侧的生态集水沟内，雨水经生态集水沟净化后收集。如雨量过大，过量雨水进入沿海河绿地，由公园绿地设计统一考虑该部分雨水的利用。国兴路采用四幅路断面形式，侧分带内侧侧石外露高度15cm，侧分带外侧与非机动车道、人行道为统一高程并设置坡向路外的横坡，人行道外侧路侧绿带内设置生态边沟。中央分隔带内雨水就地渗透利用，机动车道雨水经过收水井直接调蓄排放，非机动车道及人行道范围内雨水通过透水路面渗透后，经地表径流汇入路侧生态边沟内，生态边沟内设置溢流井，过量雨水仍排入市政排水管道。
2．2路面结构方案
考虑国兴路为城市主干路，繁重的交通需求对路面结构质量要求较高，且车辆尾气对路面污染较严重，机动车道采用常规的不透水路面结构。海河南路考虑为滨河景观路，以小汽车交通为主，机动车道采用排水路面。国兴路、海河南路的非机动车道和人行道均采用全透结构，其中非机动车道路面结构为:4cm彩色透水混凝土+20cm普通透水混凝土+25cm级配碎石，总厚度为49cm，人行道路面结构为6cm彩色透水花砖+3cm粗砂垫层+15cm透水混凝土+25cm级配碎石，总厚度49cm。考虑冬季积水的冻胀作用对结构的破坏作用，在透水结构底部设置20×20cm的碎石盲沟，外覆土工布作为反滤层，碎石中间布置PVC集水管，将过量的雨水就近导入路侧生态集水沟或生态边沟。
2．3水量计算
海河南路与公园绿化统筹考虑，雨水资源全部利用，不进行水量核算。国兴路路侧生态边沟水量计算考虑截留降雨深度30．4mm，径流系数0．3。根据极限强度法，可算出降雨深度大于30．4mm时的降雨强度为291．5L/(s*hm2)。根据表1中水量计算结果确定生态边沟顶宽2．5m，深0．3m，有效水深0．2m。
2．4海绵城市相关指标分析
选取综合径流系数、年径流总量控制率、年径流污染控制率三个指标，进行设计方案海绵城市理念的应用效果。不透水沥青路面径流系数取0．9，表层透水沥青路面径流系数取0．5，非机动车道及人行道透水铺装径流系数取0．3，绿地径流系数取0．15。根据不同类型铺装面积比例，计算综合径流系数:海河南路为0．33，国兴路为0．6。对应于降雨深度30．4mm的年径流量控制率为79%。年径流污染控制率大于40%。
3结论
(1)塘沽湾新城海河南路和国兴路的建设融入海绵城市理念，综合利用了优化道路横断面布置、透水路面、生态集水沟、生态边沟等技术手法，实现了海河南路道路范围内雨水资源的全部利用，国兴路慢行系统及绿化带内雨水资源的充分利用。海河南路综合径流系数小于0．33，国兴路综合径流系数小于0．6;对应于降雨深度30．4mm的年径流量控制率为79%;年径流污染控制率大于40%。(2)市政道路中应用海绵城市理念应结合周边地块规划、道路线型、横断面分幅等因素，因地制宜地选择海绵城市技术措施，在保证道路使用功能和结构强度要求的前提下优化断面布置，突破道路红线的限制系统布置海绵城市系统。(3)对于冰冻地区透水路面结构的应用，不仅需要考虑透水结构对雨水渗、滞的功能，同时需要考虑冬季积水冻胀作用的影响，可通过在透水结构底部设置碎石盲沟，及时排除冬季融雪水，避免出现积水。
参考文献:
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作者:代景旺 王绍华 单位:天津市政工程设计研究院