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[摘 要]我国大部分城市面临严重的水安全风险，如何改变城市水安全管理理念，海绵城理论在这方面提供了新的解决方案。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]城市道路设计；海绵城市理论；雨水排水
中图分类号：TU992；U412.37 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0341-01
1 海绵城市理论
海绵城市建设中需要遵循生态优先的原则，将人工措施与自然环境相互结合，在保障城市排水防涝安全的基础上，实现城市雨水的汇集、渗透、净化，从而最大化的实现雨水资源，保护自然环境。在海绵城市建设过程中，需要充分考虑自然降水、地表水和地下水的系统性，并做好给水、排水等各个环节的协调。
海绵城市主要目标是处理城市发展阶段中的雨水问题，包括缺水、雨水流失、雨水径流和雨水灾害的污染。 海绵城以三种方式处理各种问题
一是保护原有的生态系统。 保护天然河流、湖泊、池塘、湿地、森林和草原等海绵体，使城市可以有效的储备雨水，保持水文循环的发展。
二是修复和恢复生态。 通过传统的城市建设使得海绵体造成不同程度的破坏，需要修复和恢复生态方式。
三是新建海绵，利用LID技术和基础设施，建立了一批海绵体，控制发展的规模，减少了城市的不透水区域，尽量减少对原有的城市水环境的破坏
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。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 LID 設施组合优化设计
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。
3 结论
综上所述，在以海绵城市理论的城市道路设计中，要实现对雨水的储备，补给地下水水资源，并实现雨水天气路表无积水，提供车辆行驶的安全性。同时海绵道路可有效地缓解城市的热岛效应，促进现代城市的可持续发展。
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.
[关键词]城市道路设计；海绵城市理论；雨水排水
中图分类号：TU992；U412.37 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0341-01
1 海绵城市理论
海绵城市建设中需要遵循生态优先的原则，将人工措施与自然环境相互结合，在保障城市排水防涝安全的基础上，实现城市雨水的汇集、渗透、净化，从而最大化的实现雨水资源，保护自然环境。在海绵城市建设过程中，需要充分考虑自然降水、地表水和地下水的系统性，并做好给水、排水等各个环节的协调。
海绵城市主要目标是处理城市发展阶段中的雨水问题，包括缺水、雨水流失、雨水径流和雨水灾害的污染。 海绵城以三种方式处理各种问题
一是保护原有的生态系统。 保护天然河流、湖泊、池塘、湿地、森林和草原等海绵体，使城市可以有效的储备雨水，保持水文循环的发展。
二是修复和恢复生态。 通过传统的城市建设使得海绵体造成不同程度的破坏，需要修复和恢复生态方式。
三是新建海绵，利用LID技术和基础设施，建立了一批海绵体，控制发展的规模，减少了城市的不透水区域，尽量减少对原有的城市水环境的破坏
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。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 LID 設施组合优化设计
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。
3 结论
综上所述，在以海绵城市理论的城市道路设计中，要实现对雨水的储备，补给地下水水资源，并实现雨水天气路表无积水，提供车辆行驶的安全性。同时海绵道路可有效地缓解城市的热岛效应，促进现代城市的可持续发展。
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.