基于“海绵城市”理念的城市道路设计探讨

1  城市道路建设现状

随着我国社会经济的不断发展，城市规模和数量不断扩大，道路覆盖率增加，使得地面硬化日渐突出，极大地削减了雨水的渗透力。在降雨季节，由于地面硬化阻碍雨水向地下渗透，导致大量雨水汇集成流，导致部分城市内涝问题产生，同时大面积的积水还会加剧温室效应和热岛效应，使极端天气、水文条件增加。目前，城市道路占地面积为城市总体面积的15%～20%，虽然部分道路路基能够实现对雨水的收集，但是这些水资料没有得到充分的利用，产生大量的水资源浪费。在此基础上，“海绵城市”理念诞生，能够通过使用新型路面的方式，提高地表雨水的渗透率，对径流水质与水量进行良好、妥善的处理^[1]。

2  城市道路的设计方式

在以往的城市道路设计中，主要采用路面横坡收集、雨水口、市政管网等方式对雨水进行排放，对于雨水的使用和控制侧重于“排”，而没有考虑到生态环境的保护。这种类型的排水方式存在较大的弊端，可能导致大量雨水资源被浪费、路面大面积积水、雨水顺着管道直接排入河道，没有对地下水进行补充等。因此，为了使城市道路的排水和蓄水功能得到进一步完善，应在“海绵城市”理念的支持下，对城市道路进行进一步的优化设计。

2.1  道路横坡及绿化带设计

在以往传统的城市道路设计中，主要采用“凸”形设计的方式，使道路呈现出中间高，两侧低的形态，使雨水能够向两侧流淌。同时，在道路的两侧设置排水口，使流淌下来的雨水能够进入到排水口中，顺着排水管道进入到河流当中。通常情况下，绿化带的高度与道路相比高出25～40 cm。在“海绵城市”理念的指导下，为了提升城市道路的渗水、蓄水、排水、用水等效率，可以将道路设计成中央绿化的模式，将雨水引入到中央绿化带当中。在设计过程中，使绿化带的高度比道路低5～10 cm，采用“凹”形设计法，使雨水在道路中间的绿化带汇集。另外，将碎石盲沟等设置在绿化带的下方，采用智能开关的方式，减少雨水管径和雨水口篦子，当面对较大的雨水量时，再将雨水篦子打开，缓解地面径流，将雨水汇集到专门的雨水管道系统当中，实现排放或者利用^[2]。

2.2  边坡支护设计

在山区，道路边坡具有较好的稳定性与生态型特征，对城市道路建设产生的影响较小。道路路基防护主要包括2个方面，即坡面防护和冲刷防护。在我国城市化进程不断深入的背景下，“海绵城市”理念被提出并且受到广泛的关注，城市道路建设也开始加强与生态环境的结合，将植草、植树等模式应用到道路建设当中。其中，石质边坡属于一种处置较为困难的边坡类型，对其进行开挖处理将会产生较大的生态环境破坏。因此，在“海绵城市”理念下，应根据岩层的位置与走向，确定出科学的边坡比例，适当地降低边坡的角度，同时以窗式护面墙植草、方格网植草等方式对其进行支护设计。另外，在边坡的底部设置碎石盲沟，将道路地面与碎石相连接，以此来提升雨水的渗透效率。

2.3  道路路面材料选择

在以往城市道路设计中，通常采用水泥混凝土、沥青混凝土等，在“海绵城市”理念下，应选择更加科学、合理的路面材料。其中，最为典型的便是透水沥青路面，主要设计方式如下：①地面水可以从面层渗透到基层当中，然后排入到临近的排水设施。②地面水渗透到表面层，然后进入到临近的排水设施。这2种设计方式能够有效减少路面径流问题，减轻路面的排水负担。③地面水渗入到路面以后再进入到路基当中。这种设计方式适用于路基土渗透率超过7×10^-5 cm/s的小区、公园、广场等地，对于车流量较大、超重型荷载的道路，则不适合使用。

2.4  人行道设计

由于人行道中的荷载较低，设计时，可采用透水道板的方式进行铺设，在基层中可以采用透水混凝土材料，垫层使用碎石。要想使道路对路基功能产生的影响尽量地小，应在与道路相接近的一侧设置隔离层与碎石沟，碎石沟的宽度在30 cm左右，并且根据路基的实际情况确定碎石沟的深度。同时，将路面与碎石层相连接，以此来提升雨水的渗透效率。

3  “海绵城市”道路设计的要点

3.1  坏板处理

由于以往的城市道路大部分由伸缩缝分开的混凝土板构成，在车辆长时间的碾压之下，很可能会产生断裂、压碎、掉角等现象。为此，在“海绵城市”道路设计的过程中，需要针对坏板问题进行处理。首先，对于道路中个别遭到破坏的板块来说，可以采用砸碎、拆除的方式进行修理，采用比原本混凝土路面标高的材料进行浇筑施工即可；其次，对于道路中出现轻度破损或者掉角等现象，无需对道路进行破碎，直接在原处利用切缝机切出正方形区域，然后采用人工施工的方式将其凿除并清理，最后用水泥混凝土浇筑即可。

3.2  路缘石的使用

在海绵城市建设的过程中，通常采用#603花岗岩条石，利用机械切割的方式对露明面进行切割，其中，直线段与曲线段中，每块缘石的长度均为1 m。路缘石具有较强的抗压性能，实验证明，在压力大于100 MPa的情况下，其磨耗率均小于5%，放射性比活度不超过100 q/kg。在沥青路面当中，通常采用铺设路缘石的方式，其横向力系数SFC60超过54，构造深度TD超过0.55，动态摩擦系数DFT60超过0.59.对于沥青动稳定度技术的要求为：SMA-13改性沥青Ds应超过3 000次/mm，AC-16C（70号）Ds应超过3 000次/mm，AC-25C（70号）Ds应超过200次/mm；对于沥青水的稳定性要求为：浸水后马歇尔残留稳定度应超过80%，冻融劈裂强度应超过75%，路面的平整度σ不超过1.5 mm。

4  结束语

综上所述，随着社会经济的不断发展，人们对生态环境的重视程度逐渐提升，在“海绵城市”理念的指导下，各地区城市开始加强道路设计工作，通过改变道路设计、道路材料选择等方式，与先进技术相结合，使城市地下水资源能够有效地补充、缓解地表径流压力，降低城市内涝灾害的发生概率。通过对雨水系统的应用，能够促进雨水资源的合理利用，减少浪费现象的发生，大力促进了城市的健康可持续发展。

参考文献：

［1］陈武.基于海绵城市理念的城市道路路面结构设计探讨［J］.低碳世界，2017（5）：207-208.

［2］王林涛.基于“海绵城市”理念的城市道路设计标准［J］.中国标准化，2016（22）.

〔编辑：刘晓芳〕