天津市市政工程设计研究院海南分院 海南海口 570208
摘要：随着经济社会的发展，我国的城市化加快，同时，也出现了城市内涝、地下水资源短缺等一系列城市问题。“海绵城市”的理念逐渐被提上日程，成为目前解决城市问题的有效措施。道路作为城市发展最基本的基础设施，占据了城市很大的一部分比例，海绵城市中的道路设计为解决城市问题指明了方向。对比分析海绵城市道路和传统道路，无论是从结构上还是材料上，机动车道还是非机动车道和人行道都要做到道路的海绵化，真正做到人与自然的和谐相处。
关键词：海绵城市；道路设计；分析
1 引言
所谓海绵城市是指城市像海绵一样，在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的“弹性”，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”，并加以利用。道路是海绵城市中很重要的一部分，将城市道路海绵化能够解决内涝，地下水资源短缺等问题。将城市的机动车道和人行道都做成透水的路面，改善道路上的中央分隔带，让雨水能够下渗到地下，既能补充地下水，还能净化水资源。本文分别从机动车道和人行道、道路的材料和结构设计来分别介绍海绵城市中的道路设计。
2 “海绵城市”建设的重要性
“海绵城市”建设能够在防雨防洪的同时，有效利用丰富的雨水资源。建设“海绵城市”的目的是改善城市的排水状况，优化城市建设的力度，使城市能够更好地为社会服务。由此可知，建设“海绵城市”最重要、也最有价值的意义就是：其能够保证城市在防雨防洪的同时，丰富的雨水资源能够得到有效利用。从防雨防洪的角度来说，建设“海绵城市”是为了缓解城市的排水压力，避免城市在遭遇暴雨袭击时防水防洪系统不能满足使用要求，这是建设“海绵城市”的根本目的，也是基本目标。从雨水资源利用这一角度来说，建设“海绵城市”最大的价值在于帮助城市有效利用雨水资源，这也是“海绵城市”这个名字的由来。顾名思义，“海绵”就是不仅能够吸水而且也能够排水，吸水是为了缓解城市旱涝期间的排水压力，排水是为城市生活和生产供应水。众所周知，水资源是当下我国城市建设中短缺的资源之一，而“海绵城市”能够为城市生产生活供应足够的水资源，这就是对城市建设最大的贡献。
3 海绵道路的优势
①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；②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；③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；④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。
4 城市道路的海绵化设计
4.1 种植设计
绿地雨水设施植物的配置应遵循如下原则：（1）绿地雨水设施植物配置应考虑绿地所处环境和功能定位，遵循场地种植设计总体要求，兼顾绿地的生态、美化、游憩等功能，杜绝安全隐患；（2）植物配置应满足各类绿地雨水设施的功能要求，并根据绿地雨水设施内部微环境进行合理布置，促进雨水控制利用系统功能的实现；（3）植物配置应按照生态学原理，构建地带性植物群落，注意乔木、灌木、草本的合理搭配，速生树种与慢生树种的搭配，落叶与常绿植物的搭配；（4）应正确处理植物群落的种类组成及空间结构，增强群落自我调节能力和稳定性，避免植物相互产生不良影响；（5）应全面考虑植物在形、色、味、声上的观赏效果和整体种植效果，保证旱季和雨季的景观效果，兼顾近、远期景观效果和季相变化，并与周边环境景观相协调；（6）绿地雨水设施与道路、房屋等其它构筑物距离较近时，应考虑植物根系与构筑物之间的隔离，并保留足够的安全距离。
4.2 城市道路结构层次设计
根据最新的“海绵城市”建设要求，城市道路表面积水可通过3种形式排放：道路表面的路面积水借助路面间隙渗透排出；路面积水通过路面进入道路基质层，通过排水盲管将积水排出；路面积水直接进入道路基土层排放。前2种方式能明显降低道路表面径流系数，达到了排水标准，但未完成路面的渗透、滞留和蓄积净化的作用。“海绵城市”建设规范中明确要求道路基层土壤的渗透系数不得小于7×10-5cm/s，因此，对于车流量大、负载高的道路，无法完成积水渗透。常规的人行道路建设采用的道路建设材料是预制混凝土进而花岗石等，“海绵城市”道路建设利用新型透水材料铺装，以降低城市地表热量的散发，透水、透气性强，对于生态保护有明显的作用。该理念下，道路的渗水系数通常大于等于1.0×10-3mm/s，透水层与地下水表层的距离在1m以上。
4.3 路面结构设计
（1）透水路面进一步优化了不透水路面。透水路面主要是应用在交通量比较小的街道，使用透水材料能够有效的改善路面情况。在这个过程中需要减少降雨时的路表径流量和降低道路两侧噪声的各类新建道路，因此通常情况下非机动车主要使用的是透水沥青路面结构形式，实际的应用过程需要根据道路区域的降水量和道路环境结合进行选择。（2）不透水地表会阻碍雨水下渗。不透水地表面积能够进一步降低径流量，为了有效的贯彻海绵城市理念最好是使用人行道路面结构使用透水路面结构，人行道雨水会直接下渗出会使得多余的雨水流入到人行道内侧下凹式绿地或生态树池。就目前的情况来看，透水人行道路面结构为6cm透水砖+3cm中砂垫层+15cm透水混凝土+10cm级配碎石。
5 结束语
海绵城市是建设生态文明城市的一大法宝，我们应该深入研究，在道路设计方面，应该加大科研程度，尤其是在道路材料上面。建设“海绵城市”不是一个部门的独唱，而是多个部门相互协调、取其最佳的合唱。建设海绵城市也不要急功近利，要做好规划，因地制宜。
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论文作者:冯育亮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第16期
论文发表时间:2017/11/14
标签：海绵论文; 城市论文; 雨水论文; 道路论文; 路面论文; 透水论文; 径流论文; 《建筑学研究前沿》2017年第16期论文;