基于海绵城市理念的城市道路设计方案探讨

杨玉叶

合肥鲲鹏房地产开发有限责任公司，安徽合肥 230088

近年来，城市化进程的步伐越来越快，城市绿地面积以及自然流域面积逐渐缩小，导致城市水文条件受到很大影响，地表径流量逐渐增加，但是雨水下渗以及蒸发量却越来越小，导致城市内涝风险大大增加。与此同时，在城市开发建设过程中，水资源不可避免的受到污染，加剧了城市水资源紧缺的局面。现阶段，传统的雨水排放模式已经无法满足现代社会的发展要求。城市道路必须更好地适应环境变化，像海绵一样具备吸水、渗水、蓄水以及净水功能。相较于传统的雨水排放措施，海绵城市道路设计可以有效控制地表径流，保护生态系统。将海绵城市理念应用到城市道路设计中，是建设现代化城市的重要途径，也是实现城市经济良性循环的关键举措。文章主要探讨基于海绵城市理念的城市道路设计方案[1]。

1 海绵城市概述

1.1 海绵城市理论

在建设海绵城市时，应当坚持生态优先的基本原则，将自然环境与人工改造有机结合起来，在确保城市防洪排涝安全的前提下，对雨水进行自然汇集、下渗以及净化，从而实现对雨水资源的最大化利用。在进行海绵城市规划建设时，规划师需要对自然降水、地下水以及地表水的系统性特征进行全面考虑，在此基础上有效协调给排水等各个环节。对城市发展过程中的雨水问题进行有效处理，是建设海绵城市的主要目标，这些问题有雨水污染、缺水、雨水径流等，其处理方式主要分为以下3种：

第一，对城市原有生态系统进行保护。城市生态系统包括湿地、天然河道、池塘、湖泊、草原及森林等，这些海绵体是城市进行雨水储备的重要途径，能够促进城市水系统良性循环。

第二，对城市生态系统进行恢复、修复。过去在城市建设过程中，受各方面因素影响，城市海绵体或多或少受到一定破坏，此时需要利用海绵城市理念对其进行恢复与修复。

第三，新建城市海绵体。在海绵城市建设过程中，采取LID技术进行新一批城市海绵体建设，对城市发展规模进行合理控制，尽可能实现城市不透水区域面积的减小，降低城市建设对水系统的破坏与干扰[2]。

1.2 海绵道路的优缺点

1.2.1 海绵道路的优点

第一，对地下水进行有效补充。调查研究显示，传统的城市道路设计采取快排方式，雨水需要通过路面向排水管道中汇集，并且尽可能快地通过给排水管道排出，向城市河流、湖泊中流入，雨水基本上都是由管道排出，地下水也就很难得到及时补充，导致对雨水资源的利用效率较低。通过建设海绵道路，可以实现雨水由路面向基层的深入，在层层渗透作用下，雨水能够有效补充到地下水中。在道路两侧建设LID设施，雨水可以向地下渗透，实现对雨水资源的最大程度利用。

第二，降低洪峰量，减少城市排水系统压力。过去在城市道路设计中，要对地表雨水进行迅速排泄，主要是通过城市排水系统来实现的。然而，随着城市建设速度越来越快，城市不透水区域的面积也有了显著增加。一旦出现持续性暴雨天气，城市排水系统很难迅速将雨水排出，从而引发城市内涝。海绵道路的建设能够对雨水进行蓄水、渗水、滞水，从多个途径实现对雨水的排泄，在这种情况下，城市道路排水管道的流速、流量会大大降低，进而减小城市排水系统压力。

第三，解决雨水污染问题。在降雨天气，雨水会对路面进行冲刷，进而受到多重污染，包括路面重金属、垃圾以及可溶性污染物等，导致城市径流污染严重。通过建设海绵道路，雨水可以直接通过路面向地下渗透，在下渗过程中，路面生态设施以及土壤微生物会对雨水进行一定程度的处理，大大减少雨水污染物，从而达到净化雨水的目标，解决城市雨水污染问题。

第四，提高城市道路安全性。实践研究表明，雨天的海绵道路路面没有积水现象，车辆在行驶过程中，轮胎和地面附着力会大大增加，车辆行驶造成的雨雾现象会明显减少。在这种情况下，雨天车辆行驶的安全性得到有效提升。与此同时，海绵道路具有透水性特点，车辆在行驶过程中，轮胎和路面之间的压缩、抽吸现象会得到改善，有效提升行车舒适度。

1.2.2 海绵道路的缺点

海绵道路虽然具有很多优点，但是在实际应用过程中依然存在一些缺陷，具体表现如下：第一，道路抗剪性不强。海绵道路具有良好的透水性，这也就意味着道路结构密实度不高，相较于传统路面结构，海绵道路抗剪性相对薄弱。在重荷载车辆刹车、转弯过程中，路面很容易产生剪切破坏；第二，路面清理工作量大。受特殊道路结构影响，海绵道路具有较大的孔隙率，在运营过程中，细小的砂砾可能会导致道路孔隙受到堵塞，因此要经常对路面进行冲洗，从而保持道路孔隙畅通[3]。

2 基于海绵城市理念的城市道路设计方案探讨

2.1 海绵道路的透水沥青路面结构设计

第一，Ⅰ型透水沥青路面结构设计。当地表径流进入路面上面层后，会进入到临近排水设施中。一般采用厚度为4cm的PAC-13透水沥青作为表面层材料，采用密级配沥青混合料作为中下面层材料，其厚度约为6～8cm。基层属于半刚性基层，底基层则属于稳定性基层。在城市道路设计中，要想实现道路两侧噪音、地表雨水径流量的减小，一般采用Ⅰ型透水沥青路面结构设计方案。

第二，Ⅱ型透水沥青路面结构设计。当地表径流进入路面上面层后，同样进入到临近排水设施中。采用厚度为4cm的PAC-13透水沥青作为表面层材料，采用8cm厚度的PAC-20或6cm厚度的PAC-16透水沥青混合料作为下面层材料。上基层属于稳定性基层，所用材料为透水沥青，封层被设置在上面层和中面层二者之间。基层属于半刚性基层，垫层则属于稳定性垫层。对于暴雨多发地区，要想有效解决城市内涝问题，一般采用Ⅱ型透水沥青路面结构设计方案[4]。

2.2 海绵道路的透水混凝土路面结构设计

第一，半透水混凝土路面结构设计。使用18～20cm厚度的透水混凝土作为道路面层。将不透水封层设置在面层和基层二者之间。当雨水渗入到面层时，由封层表面向排水设施中排入，从而有效保护基层，使得基层免受雨水冲蚀。半透水混凝土路面结构具有较高的孔隙率，因此路面结构强度不高，通常用于非机动车道。

第二，全透水混凝土路面结构设计。面层厚度通常为18～20cm左右，属于透水型面层。将厚度约15cm的垫层设置在基层和土层之间。地表雨水径流可直接向路基渗透，路面稳定性和承载力相对薄弱，因此，非机动车道、人行道以及景观道路中一般采用全透水混凝土路面结构设计。

2.3 海绵城市道路的LID设施组合优化设计

海绵城市将传统排水系统、超标雨水径流排放系统和低影响开发雨水系统结合在一起。传统排水系统和低影响开发雨水系统相互配合，起到收集、运输和排放雨水径流的作用。

第一，机动车道和公交用专用车道。目前，城市地下水资源普遍存在匮乏现象，为了改善这一问题，需要利用雨水对地下水进行补给。利用透水路面即可有效解决这一问题，同时对城市热岛效应进行有效缓解。除此之外，为了防止雨水对路基造成冲刷和侵蚀，在设计路面结构时一般采取不透水基层。当雨水向不透水基层渗透时，雨水可以沿着基层表面向盲沟、分隔带中排放。

第二，非机动车道和人行道。调查研究显示，在降雨天气，传统的非机动车道、人行道等表面普遍有积水问题，导致行人、行车安全性受到一定影响。为了解决路面积水问题，在设计非机动车道及人行道时，设计师可选用透水铺装，实现雨水向路基的直接渗透，不仅可以有效改善路面积水现象，还能补给地下水，促进水循环。

3 结语

综上所述，随着经济的发展和社会进步，城市建设水平有了显著提升。现阶段，人们的环保意识有了很大提升，对城市环境问题的关注程度也越来越高。海绵城市属于现代城市规划设计理念，在城市道路设计中应用海绵城市理念，不仅能够有效提升道路安全性，还能补给地下水、改善径流污染，从而促进城市生态系统良性循环。在设计海绵道路时，设计师应当着重考虑对雨水资源的合理应用，在此基础上构建雨水利用系统，减轻城市排水系统压力，改善雨水径流污染现象，有效防止城市洪涝灾害出现，提高城市道路建设水平，实现经济效益、生态效益和社会效益的共同提升。