海綿城市在市政道路設計中運用分析

白嘯樸 史晨晨

西安星航市政設計研究院有限公司 陜西 西安 710000

海綿城市屬于雨洪管理新概念。特別是城市建設要適應環境或雨水的變化，采取該理念可以讓城市及時釋放積水，防止雨水大量積聚在道路上，影響城市交通系統。在市政道路的設計過程中，積極應用海綿城市理念，可以為市政管理提供更好地幫助，也促進了城市可持續理念的發展，提高地方城市管理資源的利用效率，加強抵御惡劣天氣的能力，城市交通體系的穩定性也得到了充分地保證。

1 海綿城市理念

換言之，海綿新型城市的概念是指城市環境面臨各種復雜多變的氣候變化以及其他復雜且不可逆轉的自然災害的影響下，讓城市的內部可以像海綿一樣具有極強的“彈性”，可以快速地恢復城市原狀。由于該理念在“適應”和“恢復”方面具有很大的靈活性，因此在就雨水的加工、吸收、儲存、清理和凈化等過程中可以充分體現其優勢。之后，將該理念在城市內部雨水的吸收、儲存、凈化等重要可能性在各種新材料的生產和開發中得到充分發揮，爭取其他城市也可以做到像“海綿”一樣，能夠充分適應并有效改變環境。在城市遭遇暴風雨等自然災害時發揮吸收、儲存、凈化的主要功能。當城市需要水資源時，蓄水的能力可以得到有效利用。立足于目前海綿新型城市在我國城市的實際建設情況，要堅持城市綠色發展和環境保護的環保原則、因地制宜、統籌規劃建設，結合自然保護技術、人工措施和保護方法。通過保障海綿城市有效防灌、防排水、防澇，有效開展城市雨水集約利用，確保城市生態環境和諧發展。因此，在海綿城市工程的建設和實施中，工作人員應高度重視城市自然資源，如雨水、地表水、地下水的凈化和利用。

2 海綿城市理念在市政道路設計的重要性

2.1 改善生態環境

我國經濟實力的發展提高了人們的生活水平，大大增加了人們對日常生活中使用優質產品的需求。盡管產品生產多樣化滿足了人們的需求，但許多材料只是裝飾性的，會對環境產生重大影響，并對城市造成嚴重污染。隨著時間的推移，這種現象會降低城市的生活水平。海綿城市道路的建設，不僅減少了這一問題的出現，而且有效改善了城市環境，促進了城市的綠色發展。

2.2 合理利用資源

海綿城市理念的應用可以很好地解決城市道路排水問題。因此，在設計市政道路時，應特別注意廢水的處理功能，以最大限度地利用雨水，最大限度地發揮雨水資源的價值。為了提高下水道系統的效率并降低城市供水中斷的風險，建筑人員將需要調整和適應城市現有的下水道和蓄水系統，并降低城市的排水和蓄水壓力，加強對城市水資源的循環利用。

2.3 提升設計水平

海綿城市的建設不僅改善了生態環境，也促進了城市水資源的合理利用，也提高了城市道路的預期設計水平。同時，這一理念的實施可以有效地實現國家提出的政策，加強城市環境保護。在設計過程中，道路設計師要提前查看城市當前路況，在省市附近進行調查，并據此優化道路設計。設計中充分考慮城市的水資源和環境，保證市政道路設計和建設的合理性、科學性和實用性[2]。

3 海綿城市在市政道路設計中應用措施

3.1 道路路面材料選擇

為實現海綿城市建設的實際設計效果，需要重視道路路面材料的選擇，對道路進行整體優化。此外，有必要考慮人行步道材料的選擇及其防水設計。鋪設時使用多孔方磚，使每塊磚結構間距約1cm，磚的材料采用透水性較好的硅酸鹽水泥磚。在寒冷的冬天，積聚在路面上的水往往會結冰。如果方磚的結構空隙較小，冬天容易堵塞透水氣孔，而空隙較大的透水磚可以有效避免這個問題。總的來說，使用透水磚不僅增加了透水效果，而且抗劃傷性高，材料成本低，快速透水穩定。鋪設透水磚時，應使用碎石作為鋪設人行步道的基礎，碎石塊的斷面大小為5cm，鋪設人行步道基層應使用20cm的碎石，墊層應鋪設7cm厚的天然碎石。使用這種透水磚，結合上述數據，可以讓雨水充分滲入透水磚，然后通過透水基層和墊層，改變地面上的水張力。當雨水滲入到墊層時，由于該結構對雨水的滲透性很強，所以雨水可以直接進入排水系統。采用這種鋪設方式，既避免了雨水在基層積聚，也降低了人行步道因寒冷而結冰的風險，保證了基層的穩定性。人行道鋪設工程完成后，將考慮市政行車道路的建設工作。在正式進行市政道路設計時，優先考慮可滲透的瀝青混凝土。由于其優異的透水性和滲透性，以及高孔隙率，多在市政道路設計過程中應用這種優型材料。更為突出的，該材料的內部高孔隙率也可以根據降雨量進行調整和控制。此外，混凝土材料還具有透水、隔音等優點。通過顏色匹配各種道路建設項目和城市環境的設計要求，滿足路面設計要求，增強市政道路的整體觀賞效果，以充分體現城市的設計風格。在瀝青混凝土路面施工過程中，結合城市的實際降水情況，計算雨水在單位時間內通過路面下滲到滲透層的總量，并結合結果得到最終的水流量：Q = qFα，其中 Q 是道路上的雨水流量，以 l/s 為單位；q是降水強度，單位為l/s/m；F是在單位時間內的雨水滲透所占面積，以ha為單位；a為綜合雨量徑流系數。

3.2 市政道路綠化帶的合理設計

在第一階段，可以先設計下沉類型的綠地。下沉類型的綠地基本上是創造一個比周邊低200mm的綠化區域，利用土壤和植被吸收和清潔雨水，剩余的徑流從雨水口排入雨水管網中。下沉類型的綠地屬于城市道路綠化帶，既減少雨水流入，又有助于地下水補給。目前，為了更好地設計城市綠地，必須結合生物滯留區來采取低地勢的手段種植花卉和樹木，以吸收更多的水分并將其儲存，利用微生物凈化雨水。在綠色結構設計過程中，設計人員也可以創建一個雨水花園。換句話說，可以在城市道路周圍種植樹木，以達到減少雨水徑流，凈化雨水，創造環境美化效果。其次，利用道路綠地的設計工作可以與相應的低影響開發設施相關聯。正常情況下，人行道設計中主要種植綠地、灌木和陸生植物，以形成堅固的綠化帶結構。但是，如果受到人行道的樹木種植限制無法順利進行樹木種植，可以建立一個帶有透水設置的、全面的生態化樹池。在正常情況下，安裝生態樹池需要從路面收集雨水并進行適當的匯集處理，雨水一旦進入土壤，就可以補充地下水，改善土壤，促進樹木正常生長。在這種情況下，可以提高雨水處理的效率[1]。

3.3 車行道設計

車行道的設計包括機動車道和非機動車道。同時，車行道也是城市系統的核心要素，也是實施海綿城市概念的一個重要組成部分。首先，在道路上施工透水路面結構時，必須考慮地質條件、荷載水平、景觀要求和環境條件等因素。受“海綿城市”理念的影響，從路基穩定性方面入手，應加強在非嚴寒、非膨脹土等地區的輕荷載的市政道路設計上透水路面結構的應用。其次，根據具體情況，在路段設計中應設計面積較大的綠化分隔帶。因此，一個道路斷面應盡可能選擇三幅路或者四幅路。在設計過程中，在機動車道的外側設計環保型的雨水口，并在其中設置截污裝置等，避免非溶解性污染物流入雨水管道。其中，在非機動車道的設計過程中，采取齊平的設計手段。采取該方式，可以讓雨水直接流入到非機動車道的兩側分隔帶，并在分隔帶內部蓄積雨水，利用設備將雨水滲入溢流井，之后再經過處理進入雨水管道。

3.4 開展市政道路以及綠地的銜接設計工作

在暴雨災害頻發的地區，土壤排水往往超過市政排水系統的排水效率。因此，設計工作應充分了解雨水儲存技術和管理技術的應用，并進行科學探討。在雨水流動后排到分流后，可以減少雨水的流量并形成沉淀和過濾。第一次處理后，將處理過后的雨水排到雨水濕地，以進行適當的雨水處理。在沒有雨水且長期干燥的地區，應根據雨水徑流的特點，結合工程實施過程中雨水儲存和使用的具體情況，設置排水管，以便雨水通過排水管直接進入濕地。在雨水資源豐富、旱澇災害頻發的地區，我們在工程過程中合理運用雨水收集技術、凈化技術，系統整合滲透技術，將處理后的雨水排入到綠地系統中，可以大大減少對城市環境的污染。正常情況下，道路徑流進入雨水花園時，植物緩沖區可以處理道路徑流中的污染物，或者可以使用下沉類型的綠地進行處理，這大大提高了凈化效果。

3.5 生物滯留帶設計

所謂生物滯留帶區的設計，就是在市政道路設計過程中充分運用各種植物，充分運用各種生物原理對雨水進行滯留、儲存和凈化處理。一般情況下，城市環境總體上是平靜的。在雨水較多的地區，設計師可以更好地展示設計生物滯留帶區域的價值和優勢，有效地減少了道路污染源，最大限度地避免了對城市水資源的影響。所以，這也是城市儲存和管理雨水的最重要方式之一。此外，設計生物滯留區可以為城市營造豐富而充滿活力的生態環境，有效增大城市道路的綠化面積。而且，海綿城市理念在市政道路設計中的應用具有巨大的潛力和應用價值，設計師在設計過程中充分展示了將這一理念應用于城市發展和環境保護的好處。

3.6 附屬設施的設計

附屬設施的設計是市政道路排水系統設計過程中較為關鍵的環節，需要對路緣石以及路肩邊溝采取合理、科學的設計手段。在采用海綿城市設計理念的過程中，路緣石的設計必須使用透明和分離的概念。立緣石是一種隔離材料，多用于隔離環節以將車流與人流分隔開來。在預制立緣石階段應用透明設計的目的就是給立緣石創建一個預留孔，利于徑流流入疏通渠道中，加快積水流入綠化帶。對路肩邊溝進行設計時，需要更加關注路側地表，結合城市道路設計要求，提高城市道路的透水和凈化能力。市政道路設計部門可以利用植物的生物性能處理雨水，積極發揮其涵養水分的作用，改進設計工作，更全面地開展協調作業。

3.7 溢流式雨水口設計

通過建設下沉類型的綠地，施工人員可完成雨水傾斜口的相關工作，提高道路的排水效果，同時有效減少在面臨惡劣天氣時對城市植被的嚴重影響。在設計溢流式雨水口時，排水溝應設置于植被上方約 5 厘米處，這種設計可以完全排出井中多余的雨水。溢流式雨水口的作用是將雨水引導至排水系統，收集城市雨水，將其蓄積起來。在市政道路工程設計過程中，在原來溢流式雨水口設計的基礎上增加了方形井蓋，溢水井也得到了相應地調整。換句話說，該設計使用了預制裝配式技術，為確保大雨后有效收集雨水，需將雨水口安裝在綠化帶下方。

3.8 路面結構優化設計

實施海綿城市理念，不僅要注意城市路面的選擇，還要注意道路路面結構的設計。在傳統的道路排水設計中，排水結構是雨水排水的重要機制，并結合裂隙滲透達到更好地排水效果，這種方法可以將雨水引入排水系統，但不能將雨水保存在路面結構，這顯然違背了海綿城市理念的保水功能。因此，必須特別注意優化路面結構設計，以解決排水和保水問題。此外，市政道路需要具備承載能力。施工時要特別注意路面的硬度和剛性的計算。此外，還可在市政道路結構中設計利于吸收雨水的材料，在道路結構內部形成一個存水空間，旨在通過提高整個路面的耐久性來實現良好的吸水率。

3.9 海綿城市雨水體系的構建

海綿城市建設雨水系統是一項復雜而困難的任務，需要各個階段的協作和配合。同時，應該注意在這個施工過程中對底層基礎設施的潛在影響，因為底層基礎設施的發展可能會影響整個道路設計過程。在市政道路設計過程中，必須嚴格堅持低影響的建設理念。通過對這一概念的充分理解和應用，可以實現對現代城市環境的改進。在建設繁榮城市的初期，要認真分析總結影響施工各個方面的因素，以免給建設過程本身帶來不必要的麻煩和不便。實施“海綿城市”的主要目的是提高城市人居環境的整體質量，全面解決城市交通和水資源短缺問題，切實解決涉及城市經濟社會發展的問題。因此，在市政道路設計過程中，應本著經濟一體化和環境保護的原則，處理好“海綿城市”與市政道路建設的關系，對城市用水進行合理規劃。

3.10 路緣石與路肩邊溝設計

路緣石通常位于道路的兩側，例如人行道和車道之間，是一種標記石。路緣石的設計不僅幫助車輛和行人明確道路的使用要求，也有利于交通秩序的梳通和維護，而且有效地防止了雨水蓄積。此外，設置路緣石時，應盡可能與城市道路路面的設計相一致。同時，也要確保路面表面有設計的引流口，以加速雨水的引流速度，并將雨水引導到綠化帶區域。路肩邊溝又分為明溝和暗溝，設計其的主要目的是為了讓雨水引流呈現“線性”的方式[2]。

3.11 邊坡防護設計

在一般情況下，公路工程中多包括邊坡防護工程。由于城市道路兩側地塊開發，邊坡防護沒有得到充分利用。然而，隨著城市化進程的加快，越來越多的市政道路設計多開始于地塊開發前，在兩側的地塊建設完成之前，需要考慮以“海綿城市”為理念的城市道路護坡設計。在選擇邊坡防護方法時，通常使用三種邊坡防護方式，分別為植草護坡、生態網格護坡、擋土墻護坡。在城市道路與兩側地形高差較小時，應優先采取種植植被來保護邊坡結構。生態網格護坡常用于城市道路與兩側地形高差為2m以上的情況，兩種護坡方式對原有水生生態環境影響不大，有利于道路結構與地塊的連接。如果道路與兩側地形高差較大，沒有放坡條件的，可以考慮使用擋土墻護坡的方法。與其他兩種護坡方式相比，擋土墻墻護坡手段的治水能力較差，但護坡具有顯著的恢復力。所以，市政道路規劃人員必須根據工程實際情況，智能選擇護坡方式，按照環境優先原則，有效防止影響路面的安全性[3]。

4 結束語

總之，“海綿城市”理念在市政道路設計過程中占有非常重要的地位。作為市政道路設計師，必須在市政道路設計過程中充分理解該理念，并科學、有效地應用它。這樣，才能合理利用水資源，讓城市在適應環境變化和應對自然災害時具有較強的“彈性”以快速地恢復。此外，設計師必須在市政道路設計過程中有效地選擇既能保護水資源，又能促進城市道路進一步發展的先進技術和材料。