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摘要：本文介绍海绵城市相关理论在城市道路设计中的应用以及如何利用海绵的内涵设计理念等，从城市设计师、城市排水系统、雨水排水和海绵城市建设的顶层政策设计，为城市道路建设提供一些有益的建议。
关键词：海绵城市；城市道路；设计应用
1 海绵城市理念在市政道路建设中应用的重要性
1.1 海绵城市概述
当今人们越来越注重绿色环保，绿化环保理念已深入人心。海绵城市其意指城市如海绵一样，针对于环境变化及自然灾害等不利影响时，具有较好的弹性。在雨水过多情况下，海绵城市能够将多余的水进行吸收、储蓄、渗透和净化，在城市雨水过少时，将储蓄的水进行释放并加以利用。近年来我国城市化发展进程较快，城市面临着许多问题，特别是雨水径流污染、水资源匮乏及洪涝灾害等日益严重，因此应用海绵理念进行市政道路建设，改善传统的市政道路全面硬化的弊端，有效的改善城市的生态环境，海绵城市理念可以为城市雨水排水系统提供更多便利，还能够有效的解决城市水资源缺乏的问题，实现城市的良性循环发展。
1.2 海绵城市建设理念中城市道路建设的重要性
在当前城市发展过程中，城市道路作为重要组成部分，在城市化建设进程不断加快的今天，城市道路硬化率所占比例不断增加，道路路基所收集到的雨水量十分可观，但这部分水资源并没有得到有效的利用。针对于这种情况下，将海绵城市建设理念应用于城市道路建设中来，采用生态化的设计方式来收集道路径流，实现地下水及路边绿化带水源的补充，进一步对城市生态环境进行修复，从而带来良好的综合生态环境效益，更好的推动城市道路建设的长远发展。
2 海绵城市理论在城市道路设计中的应用
2.1 海绵道路的优势和劣势
（1）优势
有效补充地下水资源。研究发现，在传统城市道路结构的快排理念中，需要雨水由路面汇入排水管道中，并尽快排出城市给排水管网系统中，从而流入城市湖泊、河流，使得雨水的多部分通过管道排出，导致地下水得不到有效地补充，给雨水资源得不到最大化的利用。海绵道路中的雨水可以通过路面深入到基层，且雨水经过层层的渗透，最终实现了雨水对地下水的有效补充。同时利用道路两侧的LID设施，使雨水渗透到地下，对地下水得到一定程度的补充。
减小洪峰流量，减轻排水系统压力。在传统道路设计中，道路表面雨水主要依靠城市的排水系统实现了雨水快速排泄。但是随着城市的发展建设，城市中不透水区域面积逐渐扩大，若发生城市暴雨将会导致城市排水管网无法承受排水需要而发生洪涝灾害。海绵道路主要可以实现对雨水的渗、滞、蓄，可以对雨水实现多途径的排泄，从一定程度上降低了市政道路排泄管道雨水流量和流速，最大限度的降低了城市排水系统的压力。
降低雨水径流污染。雨水冲刷路面会导致雨水被道路表面的垃圾、可溶物污染物、重金属等污染，从而使得雨水行程径流污染。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆海绵道路的建设，可以使得雨水经路面而直接渗透到地下，从而可以减少雨水冲刷地面，同时雨水在渗透地下过程中经过路面、生态设施、土壤及内部的微生物消化、吸收等可以实现对雨水中污染物的清除，使得雨水得到了净化。
改善道路行驶安全性和舒适性。研究发现，海绵道路在雨天时，道路表面无积水，可以有效地增加车辆轮胎行驶过程中的附着力，并可减少车辆行驶后面带起的雨雾，从而提高雨天车辆行驶的安全性。此外，透水路面可以降低路表面与轮胎之间的抽吸和压缩，有效地降低轮胎噪声，一定程度上提高了车辆行驶的舒适度，降低车辆噪声污染。
（2）劣势
尽管海绵道路诸多优点，但是也存在一定的不足之处。
第一，抗剪能力差，由于海绵道路的透水性较强，结构密实程度较低，使得道路的抗剪能力要低于传统的路面结构，当重载车辆在路面转弯或者刹车时容易导致路面发生剪切破坏。第二，由于海绵道路结构孔隙率较大，在道路运营中砂砾易堵塞孔隙，为了确保道路的孔隙保持通畅，需要对路面进行经常冲洗。
2.2 海绵道路的透水沥青路面结构设计
（1）Ⅰ型：路面表层水进入上面层后进入临近排水设施，通常表面层采用PAC-13透水沥青，4 cm厚，中下面层采用厚度6～8 cm的密级配沥青混合料，在上面层与中面层之间设置封层，且封层渗透系数不应大于80 mL/min的材料。基层为半刚性基层，底基层为稳定性基层。且该类型的道路主要适用于降低道路两侧噪声和减小降雨的路表径流量。
（2）Ⅱ型：路面表层水进入上面层后进入临近排水设施，通常表面层采用PAC-13透水沥青，4 cm厚，下面层采用厚度6 PAC-16或者8 cm PAC-20的透水沥青混合料，上基层采用透水沥青稳定基层，在上面层与中面层之间设置封层。基层为半刚性基层，垫层为稳定性垫层。且该类型道路主要适用于需有效地降低暴雨发生时道路积水城市道路。
2.3 海绵道路的透水混凝土路面结构设计
研究发现，透水混凝土路面结构可以分为半透水和全透水路面两种形式。半透水混凝土路面的面层采用透水混凝土设计，一般厚度控制在18～20cm，基层为半刚性基层，面层与基层之间布置不透水封层，当雨水透过面层时，从封层表面排至排水设施中，实现了对基层的保护，避免雨水侵蚀基层。由于半透水路面结构孔隙率较高，路表面的结构强度较低，多应用于非机动车道。
全透水性混凝土路面结构，其面层和基层均为透水型，一般面层的厚度控制在18～20cm之间，基层与图层之间的颗粒为垫层，一般厚度控制在15cm，由于路表雨水可直接渗入到路基中，其路面的稳定性较低，承载能力较弱，一般适用于人行道、景观道、非机动车道等。
2.4 海绵城市道路的实施组合优化设计
海绵城市是集合城市雨水管渠系统、低影响开发雨水系统及超标雨水径流排放系统。低影响开发雨水系统主要是对雨水进行渗透、储存、调节、转输、净化工序，从而一定程度上对雨水进行径流总量、径流污染、径流峰值；城市雨水管渠系统，指传统排水系统，其与低影响开发雨水系统相互协调组织径流雨水的收集、运输与排放。超标雨水径流排放系统，主要是针对超出雨水管渠系统的雨水径流，利用多功能调蓄水体、综合选择自然水体、泄洪通道、调蓄池等组建。
（1）机动车道和公交用专用车道
为了有效地缓解地下水资源匮乏现状，实现城市雨水补给地下水功能，缓解城市热岛效应，采用透水路面，可一定程度上实现雨水对地下水的补给。同时为了避免雨水侵蚀路基，在路面结构设计时，采用非透水基层。当雨水渗透至不透水基层时，沿着不透水基层表面排至盲沟或路侧分隔带中。
（2）非机动车道和人行道
研究发现，传统的非机动车道和人行道在雨水天气，路表面存有一定的积水，影响行人出行的安全性。为了避免路表面积水和实现对地下水的补给，非机动车道和人行道采用透水铺装，使得雨水直接渗透到路基中 ，既可以避免路表面积水现象，又实现了对地下水资源的补给。
结束语
利用海绵城市理念进行城市道路设计，对于城市内涝、地下水源补充、径流污染及城市水质净化等方面都具有非常重要的作用。在海绵城市理念具体应用过程中，其并不是某一个单一工程即能实现其具体功用。因此在城市道路设计过程中，需要对雨水的资源化问题进行重点考虑，以此来构建雨水利用系统，制定具体的建设措施来实现雨水的吸蓄和利用，以此来降低路面径流污染，缓解道路的排水压力，减轻或是避免城市内涝灾害的发生，更好的推动城市道路建设的健康、可持续发展，为城市居民提供一个良好的生态环境。
参考文献
[1]孙芳.基于海绵城市的城市道路系统化设计研究[D].西安建筑科技大学，2015.
[2]孙庆东.基于“海绵城市”理念的城市道路设计[J].建设科技，2016，11：84-85.
论文作者:卜祥鲁
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/20
标签：雨水论文; 海绵论文; 城市论文; 透水论文; 路面论文; 径流论文; 道路论文; 《防护工程》2018年第20期论文;