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摘 要：文章首先对市政道路设计中引入海绵城市理念的意义进行阐述，随后对低影响开发的海绵城市道路设计进行分析，在此基础上，依托工程实例，对市政道路设计中海绵城市理念的运用进行论述。期望通过本文的研究能够对城市内涝问题的解决有所帮助。
关键词：海绵城市；低影响开发；市政道路设计
1市政道路设计中引入海绵城市理念的意义
近年来，我国城市化进程大幅度加快，随着城市中用地面积的急速扩张，使得不透水的地表面积逐渐增多，大量灰色路面的出现取代了原本的绿地，由于这种路面无法对雨水进行有效地渗透，从而减少了雨水的下渗，造成地表径流加大，致使洪峰提前，城市内涝风险随之进一步提升。相关调查结果显示：某市遭遇特大暴雨，此次灾害中，45人遇难，34人下落不明，约有100余处文物遭到不同程度的损坏，房屋倒塌万余间，直接和间接经济损失高达110亿元左右。诸如此类事件仍有很多，限于篇幅不一一介绍。导致城市洪涝灾害频发的原因除了与自然生态环境被严重破坏有关之外，路面无法对雨水进行有效下渗也是一个非常关键的因素。
在生态危机日益加剧的背景下，城市内涝、雨水污染成为亟待解决的环境问题。为此，必须加快提升城市排水系统的能力，并将雨水留存下来，通过自然的方式进行排水，打造具有净化、积存以及渗透等能力的“海绵城市”。之所以将其称之为海绵城市，是要让城市向海面一样，吸收、存储及释放雨水，这样便可在暴雨降临时，借助布设在城市中的相应设施对雨水进行吸收，经过滤后，清除掉所有的污染物，并将剩余的水存储下来，待到干旱时进行施放。由于雨水主要降临在市政道路上。因此，在市政道路设计中引入海绵城市的理念具有重要的现实意义。海绵城市是在低影响开发的背景下提出的一种全新概念，具体是指运用低影响开发的各种措施，对雨水进行综合利用，以此来解决城市内涝问题。
2低影响开发的海绵城市道路设计
2.1总体设计目标
本着因地制宜的原則，结合项目特点，对适宜的海绵技术进行选取，在低影响开发的前提下，确保市政道路建成后的水文特征基本不变，最大限度地减轻雨水面源的污染。通过低影响开发设计，进一步降低径流对城市的影响，并以雨水入渗、截留及滞留等措施，使径流的路径发生改变，在原有的基础上，延长其时间，以此来减小一定时间内的洪峰流量。同时，利用污水控制技术，对雨水资源进行有效保护，从而使道路建设前后的生态环境相一致，进而达到维持天然水文机制的目的。
2.2基本设计要求
在确保交通运行安全的基础上，满足低影响开发的要求，结合路段的具体划分情况，选取最为适宜的设施。对雨水处理技术进行整合利用，如集水技术、排水技术等，以此来对市政道路的排水方式进行优化，提升海绵系统的处理效果。对道路横坡进行优化设计，具体措施如下：按照路面的实际宽度及具体的类型，并结合纵坡及工程所在地的气候条件对横坡进行综合确定；路面的横坡度可以采用1.5-2%，两侧人行道可以采用1-2%的单面直线坡度，当纵坡较大时，横坡度应取小值，反之则取大值。通过对横坡的合理设计，能够改善路面与绿地之间的竖向关系，为雨水汇入低影响开发设施提供便利条件，最大限度地降低市政道路不透水的连续性，按照节能环保理念的要求，使用具有可再生和重复利用性的材料，如粉煤灰、炉渣、煤矸石等。要保证低影响开发技术及相关设施的设计具有良好的可推广性，并且要便于使用和维护。
2.3主要的设计方法
在城市当中，市政道路是径流雨水的承载体，在海绵城市的理念下，道路的排水系统设计应当采用生态雨水排放的方法，通过汇流、转输等途径，并在过滤污染后，将这部分雨水引入到道路绿地当中，从而达到节约绿地灌溉用水的目的。在此过程中，可运用低影响开发设施进行处理。当出现降雨后，部分雨水会直接被排入至管渠，还有一部分则会经由地表的边沟汇流到低影响开发设施之中，少部分会被排入雨水管道。在对低影响开发设施进行选用时，要保证所选的设施能耗低、经济环保，如可以设计下沉式绿地、雨水湿地等。若是选择下沉式绿地，其应当低于周围的道路，下沉深度可控制在50-100mm。同时，应遵循因地制宜的原则，对绿地的下沉深度进行选择，对于渗透性较好的地区，可将绿地的下沉深度增加至150-300mm。需要注意的是，随着绿地下沉深度的增大，会使工程造价提高，所以深度尽量不要超过300mm。
2.3.1场地评估。应当对道路建设场地全面评估，按照场地内的土壤性质，并结合水文条件，对自然排水路径进行合理确定，本着保护自然生态环境及敏感区域的原则，设计初步框架。在雨水渗流效率的影响因素中，土壤特性是较为关键的因素之一，当场地的土壤渗透率较低时，尽可能不要选用低影响开发设施。而在场地土质较为松散，并且具有良好的透水率时，可选用相应的低影响开发设施，这样可以有效防止道路积水，进而引起内涝。
②确定设计重现期。应对道路建设场地的水文情况进行全面系统地分析，据此对汇水面积进行合理划分，并对流量进行准确计算。依据我国现行规范标准的规定要求，可按照汇水区域内的土壤性质、水文地质条件等要素，对设计重现期进行确定，并结合实际情况，在统一的排水区域内，采用不同的重现期。具体如表1所示。
表1 城市雨水管渠设计重现期
城镇类型 雨水管渠设计重现期
中心城区 非中西城区 重要地区 下沉式广场
特大城市 3-5 2-3 5-10 30-50
大城市 2-5 2-3 5-10 20-30
中等城市 2-3 2-3 3-5 10-20
小城市 2-3 2-3 3-5 10-20
备注：所有雨水管渠全部按照满流管进行计算。
2.3.3低影响开发设施布置。低影响开发措施能够使径流总量大幅度减少，同时还能对洪峰流量进行有效地控制，而选择的措施不同，所产生的效果也存在差异。通过对气象部门的降雨量调查统计数据结果进行查阅后发现，在我国东南沿海地区，平均降雨量在1600mm以上的城市较多；年均降雨量在800mm左右的城市集中在青藏高原一带，降雨量不足200mm的，基本分布在西北内陆地区。可按降雨量的多少，选取适宜的低影响开发设施。如干旱少雨的地区，雨水的蒸发量大于降雨量，对于此类地区，应当以补充地下水作为首要考虑的因素，可选择下凹式绿地、雨水花园、透水铺装路面等。在半湿润地区，可以选用雨水进化技术；湿润地区，由于降雨量较大，存在较高的内涝风险。故此，应当以调节措施为主，借此来减轻管网的排水压力。 3工程实例
某道路工程位于该市“海绵城市”试点建设区域的中西部，该道路的总体长度为0.65km，由机动车道、人行道和绿化带组成，依次的宽度为7.5m、3.5m和8-10m。本工程周边的地块以厂区和绿化用地为主。在对该道路工程进行设计的过程中，基于海绵城市的理念，综合运用如下工程措施：透水铺装、生物滞留、植草沟以及路缘石开口等，从而使汇聚到路面上的雨水，能够通过低影响开发设施对其径流量进行有效控制，以此来达到排水防涝的目的。
3.1总体设计方案
在本工程中，雨水管均匀布置在道路的中心线下，道路的红线宽度为20m，主要由以下几个部分组成：左右两侧机动车道各3.5m，左右两侧非机动车道各2.5m，左右两侧人行道各2.0m，左右两侧生物滞留绿地各2.0m。本方案中，通过在机动车道与非机动车道上进行透水铺装，并在道路两侧设置下凹式生物滞留设施，来实现雨水综合利用。
3.2具体的设计要点
3.2.1生物滞留设施。对侧分绿化带进行加宽处理，使其宽度达到2.5m，并将之做成下凹式绿地，同时对路缘石进行开口，以此来对机动车道上滞留的雨水进行收集。生物滞留设施由以下几个部分组成：持水区、沉砂池、挡水围堰、雨水溢流井、种植土壤层、砂滤层以及卵石层。
3.2.2非机动车道与人行道的透水设计。为进一步提升该道路工程的路面透水能力，并充分考虑到环境保护方面的规定要求，经过研究后，决定在非机动车和人行道的设计中，采用透水性硬化地面的做法。主要材料為透水砖，以此来确保路面上的雨水能够及时下渗，从而达到回补地下水的目的。同时，在人行道上，采用具有环保特点的透水性地砖铺面，具体结构如下：厚度为8.0cm的联锁透水砖、厚度为3.0cm的中粗砂找平层、土工布一层、厚度为15.0cm的C15无砂透水混凝土、厚度为12.0cm的级配碎石。
结论：
综上所述，在基于海绵城市的理念下，对市政道路进行设计的过程中，通过低影响开发技术及相关设施的合理运用，可使路面上的雨水排向附近的绿地，同时借助渗透、净化、蓄存等技术措施，便可使市政道路具备“海绵”的功能。
参考文献
[1]颜伟康.海绵城市技术在城市道路的应用——以池州齐山大道为例[D].安徽建筑大学，2017.
[2]徐行军，俞素平.基于海绵城市建设的城市道路低影响开发设计要点[J].绍兴文理学院学报（自然科学），2017（8）：123-124.
[3]方庚明.海绵城市理念下的城市道路系统化设计策略探究[J].低碳世界，2017（3）：43-44.
[4]唐冠勇.浅析“海绵城市”理念在城市道路绿化中的规划发展与设计[J].居舍，2017（11）：145-146.
[5]李相府.海绵城市理念下的市政道路低影响开发设计——以佛山市为例[J].建设科技，2017（7）：87-88.
[6]孙晓青.海绵城市建设理念下市政道路的设计[J].江西建材，2017（11）：165-167.
作者简介
男，研究生，1988年11月，研究方向：市政道路设计。
（作者单位：四川公路工程咨询监理公司）
关键词：海绵城市；低影响开发；市政道路设计
1市政道路设计中引入海绵城市理念的意义
近年来，我国城市化进程大幅度加快，随着城市中用地面积的急速扩张，使得不透水的地表面积逐渐增多，大量灰色路面的出现取代了原本的绿地，由于这种路面无法对雨水进行有效地渗透，从而减少了雨水的下渗，造成地表径流加大，致使洪峰提前，城市内涝风险随之进一步提升。相关调查结果显示：某市遭遇特大暴雨，此次灾害中，45人遇难，34人下落不明，约有100余处文物遭到不同程度的损坏，房屋倒塌万余间，直接和间接经济损失高达110亿元左右。诸如此类事件仍有很多，限于篇幅不一一介绍。导致城市洪涝灾害频发的原因除了与自然生态环境被严重破坏有关之外，路面无法对雨水进行有效下渗也是一个非常关键的因素。
在生态危机日益加剧的背景下，城市内涝、雨水污染成为亟待解决的环境问题。为此，必须加快提升城市排水系统的能力，并将雨水留存下来，通过自然的方式进行排水，打造具有净化、积存以及渗透等能力的“海绵城市”。之所以将其称之为海绵城市，是要让城市向海面一样，吸收、存储及释放雨水，这样便可在暴雨降临时，借助布设在城市中的相应设施对雨水进行吸收，经过滤后，清除掉所有的污染物，并将剩余的水存储下来，待到干旱时进行施放。由于雨水主要降临在市政道路上。因此，在市政道路设计中引入海绵城市的理念具有重要的现实意义。海绵城市是在低影响开发的背景下提出的一种全新概念，具体是指运用低影响开发的各种措施，对雨水进行综合利用，以此来解决城市内涝问题。
2低影响开发的海绵城市道路设计
2.1总体设计目标
本着因地制宜的原則，结合项目特点，对适宜的海绵技术进行选取，在低影响开发的前提下，确保市政道路建成后的水文特征基本不变，最大限度地减轻雨水面源的污染。通过低影响开发设计，进一步降低径流对城市的影响，并以雨水入渗、截留及滞留等措施，使径流的路径发生改变，在原有的基础上，延长其时间，以此来减小一定时间内的洪峰流量。同时，利用污水控制技术，对雨水资源进行有效保护，从而使道路建设前后的生态环境相一致，进而达到维持天然水文机制的目的。
2.2基本设计要求
在确保交通运行安全的基础上，满足低影响开发的要求，结合路段的具体划分情况，选取最为适宜的设施。对雨水处理技术进行整合利用，如集水技术、排水技术等，以此来对市政道路的排水方式进行优化，提升海绵系统的处理效果。对道路横坡进行优化设计，具体措施如下：按照路面的实际宽度及具体的类型，并结合纵坡及工程所在地的气候条件对横坡进行综合确定；路面的横坡度可以采用1.5-2%，两侧人行道可以采用1-2%的单面直线坡度，当纵坡较大时，横坡度应取小值，反之则取大值。通过对横坡的合理设计，能够改善路面与绿地之间的竖向关系，为雨水汇入低影响开发设施提供便利条件，最大限度地降低市政道路不透水的连续性，按照节能环保理念的要求，使用具有可再生和重复利用性的材料，如粉煤灰、炉渣、煤矸石等。要保证低影响开发技术及相关设施的设计具有良好的可推广性，并且要便于使用和维护。
2.3主要的设计方法
在城市当中，市政道路是径流雨水的承载体，在海绵城市的理念下，道路的排水系统设计应当采用生态雨水排放的方法，通过汇流、转输等途径，并在过滤污染后，将这部分雨水引入到道路绿地当中，从而达到节约绿地灌溉用水的目的。在此过程中，可运用低影响开发设施进行处理。当出现降雨后，部分雨水会直接被排入至管渠，还有一部分则会经由地表的边沟汇流到低影响开发设施之中，少部分会被排入雨水管道。在对低影响开发设施进行选用时，要保证所选的设施能耗低、经济环保，如可以设计下沉式绿地、雨水湿地等。若是选择下沉式绿地，其应当低于周围的道路，下沉深度可控制在50-100mm。同时，应遵循因地制宜的原则，对绿地的下沉深度进行选择，对于渗透性较好的地区，可将绿地的下沉深度增加至150-300mm。需要注意的是，随着绿地下沉深度的增大，会使工程造价提高，所以深度尽量不要超过300mm。
2.3.1场地评估。应当对道路建设场地全面评估，按照场地内的土壤性质，并结合水文条件，对自然排水路径进行合理确定，本着保护自然生态环境及敏感区域的原则，设计初步框架。在雨水渗流效率的影响因素中，土壤特性是较为关键的因素之一，当场地的土壤渗透率较低时，尽可能不要选用低影响开发设施。而在场地土质较为松散，并且具有良好的透水率时，可选用相应的低影响开发设施，这样可以有效防止道路积水，进而引起内涝。
②确定设计重现期。应对道路建设场地的水文情况进行全面系统地分析，据此对汇水面积进行合理划分，并对流量进行准确计算。依据我国现行规范标准的规定要求，可按照汇水区域内的土壤性质、水文地质条件等要素，对设计重现期进行确定，并结合实际情况，在统一的排水区域内，采用不同的重现期。具体如表1所示。
表1 城市雨水管渠设计重现期
城镇类型 雨水管渠设计重现期
中心城区 非中西城区 重要地区 下沉式广场
特大城市 3-5 2-3 5-10 30-50
大城市 2-5 2-3 5-10 20-30
中等城市 2-3 2-3 3-5 10-20
小城市 2-3 2-3 3-5 10-20
备注：所有雨水管渠全部按照满流管进行计算。
2.3.3低影响开发设施布置。低影响开发措施能够使径流总量大幅度减少，同时还能对洪峰流量进行有效地控制，而选择的措施不同，所产生的效果也存在差异。通过对气象部门的降雨量调查统计数据结果进行查阅后发现，在我国东南沿海地区，平均降雨量在1600mm以上的城市较多；年均降雨量在800mm左右的城市集中在青藏高原一带，降雨量不足200mm的，基本分布在西北内陆地区。可按降雨量的多少，选取适宜的低影响开发设施。如干旱少雨的地区，雨水的蒸发量大于降雨量，对于此类地区，应当以补充地下水作为首要考虑的因素，可选择下凹式绿地、雨水花园、透水铺装路面等。在半湿润地区，可以选用雨水进化技术；湿润地区，由于降雨量较大，存在较高的内涝风险。故此，应当以调节措施为主，借此来减轻管网的排水压力。 3工程实例
某道路工程位于该市“海绵城市”试点建设区域的中西部，该道路的总体长度为0.65km，由机动车道、人行道和绿化带组成，依次的宽度为7.5m、3.5m和8-10m。本工程周边的地块以厂区和绿化用地为主。在对该道路工程进行设计的过程中，基于海绵城市的理念，综合运用如下工程措施：透水铺装、生物滞留、植草沟以及路缘石开口等，从而使汇聚到路面上的雨水，能够通过低影响开发设施对其径流量进行有效控制，以此来达到排水防涝的目的。
3.1总体设计方案
在本工程中，雨水管均匀布置在道路的中心线下，道路的红线宽度为20m，主要由以下几个部分组成：左右两侧机动车道各3.5m，左右两侧非机动车道各2.5m，左右两侧人行道各2.0m，左右两侧生物滞留绿地各2.0m。本方案中，通过在机动车道与非机动车道上进行透水铺装，并在道路两侧设置下凹式生物滞留设施，来实现雨水综合利用。
3.2具体的设计要点
3.2.1生物滞留设施。对侧分绿化带进行加宽处理，使其宽度达到2.5m，并将之做成下凹式绿地，同时对路缘石进行开口，以此来对机动车道上滞留的雨水进行收集。生物滞留设施由以下几个部分组成：持水区、沉砂池、挡水围堰、雨水溢流井、种植土壤层、砂滤层以及卵石层。
3.2.2非机动车道与人行道的透水设计。为进一步提升该道路工程的路面透水能力，并充分考虑到环境保护方面的规定要求，经过研究后，决定在非机动车和人行道的设计中，采用透水性硬化地面的做法。主要材料為透水砖，以此来确保路面上的雨水能够及时下渗，从而达到回补地下水的目的。同时，在人行道上，采用具有环保特点的透水性地砖铺面，具体结构如下：厚度为8.0cm的联锁透水砖、厚度为3.0cm的中粗砂找平层、土工布一层、厚度为15.0cm的C15无砂透水混凝土、厚度为12.0cm的级配碎石。
结论：
综上所述，在基于海绵城市的理念下，对市政道路进行设计的过程中，通过低影响开发技术及相关设施的合理运用，可使路面上的雨水排向附近的绿地，同时借助渗透、净化、蓄存等技术措施，便可使市政道路具备“海绵”的功能。
参考文献
[1]颜伟康.海绵城市技术在城市道路的应用——以池州齐山大道为例[D].安徽建筑大学，2017.
[2]徐行军，俞素平.基于海绵城市建设的城市道路低影响开发设计要点[J].绍兴文理学院学报（自然科学），2017（8）：123-124.
[3]方庚明.海绵城市理念下的城市道路系统化设计策略探究[J].低碳世界，2017（3）：43-44.
[4]唐冠勇.浅析“海绵城市”理念在城市道路绿化中的规划发展与设计[J].居舍，2017（11）：145-146.
[5]李相府.海绵城市理念下的市政道路低影响开发设计——以佛山市为例[J].建设科技，2017（7）：87-88.
[6]孙晓青.海绵城市建设理念下市政道路的设计[J].江西建材，2017（11）：165-167.
作者简介
男，研究生，1988年11月，研究方向：市政道路设计。
（作者单位：四川公路工程咨询监理公司）