海绵城市在市政道路设计中运用分析

白啸朴 史晨晨

西安星航市政设计研究院有限公司 陕西 西安 710000

海绵城市属于雨洪管理新概念。特别是城市建设要适应环境或雨水的变化，采取该理念可以让城市及时释放积水，防止雨水大量积聚在道路上，影响城市交通系统。在市政道路的设计过程中，积极应用海绵城市理念，可以为市政管理提供更好地帮助，也促进了城市可持续理念的发展，提高地方城市管理资源的利用效率，加强抵御恶劣天气的能力，城市交通体系的稳定性也得到了充分地保证。

1 海绵城市理念

换言之，海绵新型城市的概念是指城市环境面临各种复杂多变的气候变化以及其他复杂且不可逆转的自然灾害的影响下，让城市的内部可以像海绵一样具有极强的“弹性”，可以快速地恢复城市原状。由于该理念在“适应”和“恢复”方面具有很大的灵活性，因此在就雨水的加工、吸收、储存、清理和净化等过程中可以充分体现其优势。之后，将该理念在城市内部雨水的吸收、储存、净化等重要可能性在各种新材料的生产和开发中得到充分发挥，争取其他城市也可以做到像“海绵”一样，能够充分适应并有效改变环境。在城市遭遇暴风雨等自然灾害时发挥吸收、储存、净化的主要功能。当城市需要水资源时，蓄水的能力可以得到有效利用。立足于目前海绵新型城市在我国城市的实际建设情况，要坚持城市绿色发展和环境保护的环保原则、因地制宜、统筹规划建设，结合自然保护技术、人工措施和保护方法。通过保障海绵城市有效防灌、防排水、防涝，有效开展城市雨水集约利用，确保城市生态环境和谐发展。因此，在海绵城市工程的建设和实施中，工作人员应高度重视城市自然资源，如雨水、地表水、地下水的净化和利用。

2 海绵城市理念在市政道路设计的重要性

2.1 改善生态环境

我国经济实力的发展提高了人们的生活水平，大大增加了人们对日常生活中使用优质产品的需求。尽管产品生产多样化满足了人们的需求，但许多材料只是装饰性的，会对环境产生重大影响，并对城市造成严重污染。随着时间的推移，这种现象会降低城市的生活水平。海绵城市道路的建设，不仅减少了这一问题的出现，而且有效改善了城市环境，促进了城市的绿色发展。

2.2 合理利用资源

海绵城市理念的应用可以很好地解决城市道路排水问题。因此，在设计市政道路时，应特别注意废水的处理功能，以最大限度地利用雨水，最大限度地发挥雨水资源的价值。为了提高下水道系统的效率并降低城市供水中断的风险，建筑人员将需要调整和适应城市现有的下水道和蓄水系统，并降低城市的排水和蓄水压力，加强对城市水资源的循环利用。

2.3 提升设计水平

海绵城市的建设不仅改善了生态环境，也促进了城市水资源的合理利用，也提高了城市道路的预期设计水平。同时，这一理念的实施可以有效地实现国家提出的政策，加强城市环境保护。在设计过程中，道路设计师要提前查看城市当前路况，在省市附近进行调查，并据此优化道路设计。设计中充分考虑城市的水资源和环境，保证市政道路设计和建设的合理性、科学性和实用性[2]。

3 海绵城市在市政道路设计中应用措施

3.1 道路路面材料选择

为实现海绵城市建设的实际设计效果，需要重视道路路面材料的选择，对道路进行整体优化。此外，有必要考虑人行步道材料的选择及其防水设计。铺设时使用多孔方砖，使每块砖结构间距约1cm，砖的材料采用透水性较好的硅酸盐水泥砖。在寒冷的冬天，积聚在路面上的水往往会结冰。如果方砖的结构空隙较小，冬天容易堵塞透水气孔，而空隙较大的透水砖可以有效避免这个问题。总的来说，使用透水砖不仅增加了透水效果，而且抗划伤性高，材料成本低，快速透水稳定。铺设透水砖时，应使用碎石作为铺设人行步道的基础，碎石块的断面大小为5cm，铺设人行步道基层应使用20cm的碎石，垫层应铺设7cm厚的天然碎石。使用这种透水砖，结合上述数据，可以让雨水充分渗入透水砖，然后通过透水基层和垫层，改变地面上的水张力。当雨水渗入到垫层时，由于该结构对雨水的渗透性很强，所以雨水可以直接进入排水系统。采用这种铺设方式，既避免了雨水在基层积聚，也降低了人行步道因寒冷而结冰的风险，保证了基层的稳定性。人行道铺设工程完成后，将考虑市政行车道路的建设工作。在正式进行市政道路设计时，优先考虑可渗透的沥青混凝土。由于其优异的透水性和渗透性，以及高孔隙率，多在市政道路设计过程中应用这种优型材料。更为突出的，该材料的内部高孔隙率也可以根据降雨量进行调整和控制。此外，混凝土材料还具有透水、隔音等优点。通过颜色匹配各种道路建设项目和城市环境的设计要求，满足路面设计要求，增强市政道路的整体观赏效果，以充分体现城市的设计风格。在沥青混凝土路面施工过程中，结合城市的实际降水情况，计算雨水在单位时间内通过路面下渗到渗透层的总量，并结合结果得到最终的水流量：Q = qFα，其中 Q 是道路上的雨水流量，以 l/s 为单位；q是降水强度，单位为l/s/m；F是在单位时间内的雨水渗透所占面积，以ha为单位；a为综合雨量径流系数。

3.2 市政道路绿化带的合理设计

在第一阶段，可以先设计下沉类型的绿地。下沉类型的绿地基本上是创造一个比周边低200mm的绿化区域，利用土壤和植被吸收和清洁雨水，剩余的径流从雨水口排入雨水管网中。下沉类型的绿地属于城市道路绿化带，既减少雨水流入，又有助于地下水补给。目前，为了更好地设计城市绿地，必须结合生物滞留区来采取低地势的手段种植花卉和树木，以吸收更多的水分并将其储存，利用微生物净化雨水。在绿色结构设计过程中，设计人员也可以创建一个雨水花园。换句话说，可以在城市道路周围种植树木，以达到减少雨水径流，净化雨水，创造环境美化效果。其次，利用道路绿地的设计工作可以与相应的低影响开发设施相关联。正常情况下，人行道设计中主要种植绿地、灌木和陆生植物，以形成坚固的绿化带结构。但是，如果受到人行道的树木种植限制无法顺利进行树木种植，可以建立一个带有透水设置的、全面的生态化树池。在正常情况下，安装生态树池需要从路面收集雨水并进行适当的汇集处理，雨水一旦进入土壤，就可以补充地下水，改善土壤，促进树木正常生长。在这种情况下，可以提高雨水处理的效率[1]。

3.3 车行道设计

车行道的设计包括机动车道和非机动车道。同时，车行道也是城市系统的核心要素，也是实施海绵城市概念的一个重要组成部分。首先，在道路上施工透水路面结构时，必须考虑地质条件、荷载水平、景观要求和环境条件等因素。受“海绵城市”理念的影响，从路基稳定性方面入手，应加强在非严寒、非膨胀土等地区的轻荷载的市政道路设计上透水路面结构的应用。其次，根据具体情况，在路段设计中应设计面积较大的绿化分隔带。因此，一个道路断面应尽可能选择三幅路或者四幅路。在设计过程中，在机动车道的外侧设计环保型的雨水口，并在其中设置截污装置等，避免非溶解性污染物流入雨水管道。其中，在非机动车道的设计过程中，采取齐平的设计手段。采取该方式，可以让雨水直接流入到非机动车道的两侧分隔带，并在分隔带内部蓄积雨水，利用设备将雨水渗入溢流井，之后再经过处理进入雨水管道。

3.4 开展市政道路以及绿地的衔接设计工作

在暴雨灾害频发的地区，土壤排水往往超过市政排水系统的排水效率。因此，设计工作应充分了解雨水储存技术和管理技术的应用，并进行科学探讨。在雨水流动后排到分流后，可以减少雨水的流量并形成沉淀和过滤。第一次处理后，将处理过后的雨水排到雨水湿地，以进行适当的雨水处理。在没有雨水且长期干燥的地区，应根据雨水径流的特点，结合工程实施过程中雨水储存和使用的具体情况，设置排水管，以便雨水通过排水管直接进入湿地。在雨水资源丰富、旱涝灾害频发的地区，我们在工程过程中合理运用雨水收集技术、净化技术，系统整合渗透技术，将处理后的雨水排入到绿地系统中，可以大大减少对城市环境的污染。正常情况下，道路径流进入雨水花园时，植物缓冲区可以处理道路径流中的污染物，或者可以使用下沉类型的绿地进行处理，这大大提高了净化效果。

3.5 生物滞留带设计

所谓生物滞留带区的设计，就是在市政道路设计过程中充分运用各种植物，充分运用各种生物原理对雨水进行滞留、储存和净化处理。一般情况下，城市环境总体上是平静的。在雨水较多的地区，设计师可以更好地展示设计生物滞留带区域的价值和优势，有效地减少了道路污染源，最大限度地避免了对城市水资源的影响。所以，这也是城市储存和管理雨水的最重要方式之一。此外，设计生物滞留区可以为城市营造丰富而充满活力的生态环境，有效增大城市道路的绿化面积。而且，海绵城市理念在市政道路设计中的应用具有巨大的潜力和应用价值，设计师在设计过程中充分展示了将这一理念应用于城市发展和环境保护的好处。

3.6 附属设施的设计

附属设施的设计是市政道路排水系统设计过程中较为关键的环节，需要对路缘石以及路肩边沟采取合理、科学的设计手段。在采用海绵城市设计理念的过程中，路缘石的设计必须使用透明和分离的概念。立缘石是一种隔离材料，多用于隔离环节以将车流与人流分隔开来。在预制立缘石阶段应用透明设计的目的就是给立缘石创建一个预留孔，利于径流流入疏通渠道中，加快积水流入绿化带。对路肩边沟进行设计时，需要更加关注路侧地表，结合城市道路设计要求，提高城市道路的透水和净化能力。市政道路设计部门可以利用植物的生物性能处理雨水，积极发挥其涵养水分的作用，改进设计工作，更全面地开展协调作业。

3.7 溢流式雨水口设计

通过建设下沉类型的绿地，施工人员可完成雨水倾斜口的相关工作，提高道路的排水效果，同时有效减少在面临恶劣天气时对城市植被的严重影响。在设计溢流式雨水口时，排水沟应设置于植被上方约 5 厘米处，这种设计可以完全排出井中多余的雨水。溢流式雨水口的作用是将雨水引导至排水系统，收集城市雨水，将其蓄积起来。在市政道路工程设计过程中，在原来溢流式雨水口设计的基础上增加了方形井盖，溢水井也得到了相应地调整。换句话说，该设计使用了预制装配式技术，为确保大雨后有效收集雨水，需将雨水口安装在绿化带下方。

3.8 路面结构优化设计

实施海绵城市理念，不仅要注意城市路面的选择，还要注意道路路面结构的设计。在传统的道路排水设计中，排水结构是雨水排水的重要机制，并结合裂隙渗透达到更好地排水效果，这种方法可以将雨水引入排水系统，但不能将雨水保存在路面结构，这显然违背了海绵城市理念的保水功能。因此，必须特别注意优化路面结构设计，以解决排水和保水问题。此外，市政道路需要具备承载能力。施工时要特别注意路面的硬度和刚性的计算。此外，还可在市政道路结构中设计利于吸收雨水的材料，在道路结构内部形成一个存水空间，旨在通过提高整个路面的耐久性来实现良好的吸水率。

3.9 海绵城市雨水体系的构建

海绵城市建设雨水系统是一项复杂而困难的任务，需要各个阶段的协作和配合。同时，应该注意在这个施工过程中对底层基础设施的潜在影响，因为底层基础设施的发展可能会影响整个道路设计过程。在市政道路设计过程中，必须严格坚持低影响的建设理念。通过对这一概念的充分理解和应用，可以实现对现代城市环境的改进。在建设繁荣城市的初期，要认真分析总结影响施工各个方面的因素，以免给建设过程本身带来不必要的麻烦和不便。实施“海绵城市”的主要目的是提高城市人居环境的整体质量，全面解决城市交通和水资源短缺问题，切实解决涉及城市经济社会发展的问题。因此，在市政道路设计过程中，应本着经济一体化和环境保护的原则，处理好“海绵城市”与市政道路建设的关系，对城市用水进行合理规划。

3.10 路缘石与路肩边沟设计

路缘石通常位于道路的两侧，例如人行道和车道之间，是一种标记石。路缘石的设计不仅帮助车辆和行人明确道路的使用要求，也有利于交通秩序的梳通和维护，而且有效地防止了雨水蓄积。此外，设置路缘石时，应尽可能与城市道路路面的设计相一致。同时，也要确保路面表面有设计的引流口，以加速雨水的引流速度，并将雨水引导到绿化带区域。路肩边沟又分为明沟和暗沟，设计其的主要目的是为了让雨水引流呈现“线性”的方式[2]。

3.11 边坡防护设计

在一般情况下，公路工程中多包括边坡防护工程。由于城市道路两侧地块开发，边坡防护没有得到充分利用。然而，随着城市化进程的加快，越来越多的市政道路设计多开始于地块开发前，在两侧的地块建设完成之前，需要考虑以“海绵城市”为理念的城市道路护坡设计。在选择边坡防护方法时，通常使用三种边坡防护方式，分别为植草护坡、生态网格护坡、挡土墙护坡。在城市道路与两侧地形高差较小时，应优先采取种植植被来保护边坡结构。生态网格护坡常用于城市道路与两侧地形高差为2m以上的情况，两种护坡方式对原有水生生态环境影响不大，有利于道路结构与地块的连接。如果道路与两侧地形高差较大，没有放坡条件的，可以考虑使用挡土墙护坡的方法。与其他两种护坡方式相比，挡土墙墙护坡手段的治水能力较差，但护坡具有显著的恢复力。所以，市政道路规划人员必须根据工程实际情况，智能选择护坡方式，按照环境优先原则，有效防止影响路面的安全性[3]。

4 结束语

总之，“海绵城市”理念在市政道路设计过程中占有非常重要的地位。作为市政道路设计师，必须在市政道路设计过程中充分理解该理念，并科学、有效地应用它。这样，才能合理利用水资源，让城市在适应环境变化和应对自然灾害时具有较强的“弹性”以快速地恢复。此外，设计师必须在市政道路设计过程中有效地选择既能保护水资源，又能促进城市道路进一步发展的先进技术和材料。