天津市市政工程设计研究院天津市300000
摘要：海绵城市理念能实现城市对雨水的循环利用，不仅可以有效补给地下水，降低城市径流污染，还能对城市气候进行调节。文章对海绵城市理念进行了概述，并分析了海绵城市理念下的城道路设计。
关键词：海绵城市；城市道路；系统化设计
引言：所谓海绵城市就是将城市设计成“海绵”，实现对雨水资源的循环利用，在雨季季节将雨水贮存起来，补充地下水并调节水循环；在缺水时释放水资源，让水活动自然化，不但能提高城市的生态性能，而且还能让城市景观更加丰富。
一、海绵城市理念概述
海绵城市为新一代城市雨水处理思路，就如名字一样，旨在将城市设计成如海绵一样，在雨水季节能够实现吸水、渗水、净水、蓄水，补充地下水，调节水循环，在旱季可将储蓄的水释放出来加以利用，且其在应对汛期时的洪涝灾害方面像海绵一样具有良好的“弹性”，因此也可称为“水弹性城市”。其原则是遵循自然生态优先，该理念属于“低影响开发模型”，通过人工设施和自然条件相结合的方式，保护原有生态系统中的河流、湖泊、湿地、林地、草地等天然的“海绵体”，使城市经开发后能维持原来的天然水文循环；修复以往在建设时遭到破坏的自然生态系统；严格评估工程开发影响范围，降低不透水面积，尽量减少其对自然生态环境和水循环的破坏。海绵城市理念是在城市景观化过程中实现良好的生态循环，遵循自然水循环，保护原生态系统的城市建设新思路，是我国城市建设未来的主要发展方向。
二、海绵城市理念的道路工程中的实践思路
传统的城市市政道路设计理念，是通过道路的横纵坡，将雨水排到路两侧边沟，雨水通过进入渗水井，再排出道路范围以外。这种思路一是需要建设大量的与自然生态不和谐的辅助设施，破坏了生态环境和水文环境，造成水资源浪费，二是工程设施都是依据降水和排水的固定均值来设计，在汛期、暴雨情况下易造成灾害影响。海绵城市理念在市政道路工程的应用中将绿化工程、道路工程、排水工程综合考虑，一体化设计。在满足道路通行能力和安全性的前提下，应用多种技术：用透水混凝土路面铺装机动车道和非机动车道，用透水性砖铺装人行道，在这些道路两旁设置植草沟、生物滞留设施、下沉式绿地、蓄水池等设施，形成生态排水系统的路面。在汛期，雨水通过道路的横纵坡将雨水导入绿化带中，雨水在绿化带中的土壤、植被层层渗透，一部分被滞留在绿化带中储存起来，多余的雨水经过净化后排出道路范围以外。该理念强调绿色施工，使市政道路工程与原有生态环境与水文环境相协调，同时具有强大的排水、蓄水功能，能有效避免洪涝等自然灾害，节约水资源。
三、海绵城市的城市道路系统化设计要点分析
3.1城市道路工程设计过程中的应用
在城市道路工程设计过程中，融入海绵城市理念主要表现在以下几个方面：（1）在路面排水系统设计中融入海绵城市理念。在城市道路设计过程中，为了达到良好的排水效果，在融入海绵城市的设计理念时，应主要针对优化绿化带的制定设计方案，充分考虑水分、供养等方面的因素。一般情况下，城市道路建设中绿化带的设计高度应控制在路面下18mm±2mm的范围内；同时，应根据实际情况配备适宜的排水设施，避免路面被雨水腐蚀的风险。（2）在路面交通设计中融入海绵城市理念。应先对人行路面的整体结构进行设计，为了有效融入海绵城市的设计理念，可采用以下方式进行设计：人行路面的透水砖一般为5cm、混凝土层为10cm。这种设计方案在实际应用中，既能够满足人们的通行需求，又能实现环保目的。通过在人行道上铺设一层透水砖，能起到保护土壤的作用；同时，由于透水砖的制成材料为矿渣料、陶瓷等物质，能有效防止土壤出现硬化的问题，起到保护生态环境的效果。
3.2道路横断面设计
道路横断面设计是道路工程整体设计中的重心，对道路功能的发挥至关重要。传统的道路工程排水设计思路是将路面做成中央稍高于两端，呈1.5%至2%的横坡形式，使雨水通过斜坡排向道路两侧的雨水管系统中，不会滞留在路面。海绵城市理念的设计思路旨在满足道路的基本通行功能的前提下，保证设计、施工、使用过程中的环保作用。相较传统的设计理念，海绵城市道路建设更强调对绿化植被的使用，如在道路侧边设置下沉式绿地，雨水通过道路横坡排向下沉式绿地，部分雨水会蓄积在绿地土壤中，土壤饱和后多余雨水经高出绿地50～100mm的集水井进入雨水管系统排除。这种方式在提高城市绿化、美观的同时，起到保持路基水土条件、地表径流量，控制溢流，减小排水系统运行负担的作用。
3.3透水铺装设计
传统的市政道路工程中只有绿地具有渗透功能，其他部分均不具备渗透能力，为了提高道路的整体渗透能力，可以对人行道、行车道使用透水性铺装。透水性铺装的主要材料有透水性沥青砼、透水性水泥砼、透水砖等，透水性水泥砼和透水砖适用于非机动车道和人行道，透水性沥青砼适用于机动车道。透水铺装的路面的结构分为排水路面结构和蓄水路面结构。排水路面结构，雨水通过面层排出，不会渗透到下承面，其面层采用大孔隙开级配沥青混合料，中、下面层采用密级配沥青砼，且在排水性沥青面层和中面层之间设防水粘层。排水路面结构能增加雨水的回流时间，同时也使路基不会受到雨水影响，但对于雨水量的减少无显著作用。蓄水路面结构，由透水性砼面层、透水性基层、具有保水功能的垫层、土基构成，整体结构拥有足够强度和透水性。雨水能够透过整个结构层渗入地下，补充地下水，但同时会影响结构的稳定性。
对于市政道路的透水性铺装设计，应依据其使用功能、路基条件、车辆荷载来设计，合理运用透水性材料和选择透水性结构。
3.4生物滞留设施
生物滞留设施主要包括人行道滞留绿带、机非分隔滞留绿带及立交桥下绿地滞留绿带。生物滞留绿地主要负责收集和处理沿线相邻车行道及人行道径流雨水。研究表明，在城市最为常见的3类下垫面(路面、屋面和绿地)中，路面径流产生的污染负荷最为突出，故其初期污染控制尤为重要。可设计路面雨水沿收水侧石进入下凹式生物滞留绿带，在收水口处设置卵石过滤消能带对初期雨水进行过滤，去除大的漂浮物及泥沙，同时进行消能，然后径流雨水逐步被植被、土壤吸收并下渗，超过下渗能力的雨水进行蓄积，超量的雨水通过溢流口溢流至雨水管道系统初期径流污染通过设施内卵石截流及微生物、植物吸收分解作用被有效去除。设计滞留带溢流高度为15～20cm，滞留带下凹深度较车行道低20～25cm。为防止滞留带雨水对道路造成破坏，路基与绿化带之间外贴防水复合土工膜，所贴土工膜深度=道路结构厚度+1.0cm。
四、结束语
城市化发展中，我国城市道路传统雨水排水系统只重视排水，不仅浪费了雨水资源，而且还容易引起城市内涝。海绵城市理念要求将雨水资源最大化利用，补充地下水源并控制径流污染。这就要求在道路设计过程中采取有效措施，促进雨水资源化，促进城市生态环境的优化。
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