市政道路设计中海绵城市理念的应用
时间：2023-03-04 12:10:04 来源：千叶帆 本文已影响人
乔冠栋
（太原市建筑设计研究院，山西 太原 030002）
市政道路建设对城建化工程有着十分重要的作用，现阶段市政道路建设过程中，其积水排水系统属于该工程建设的重点，且由于城市建设过程中，其原料使用会造成城市排水难度加大，从而内涝的问题也屡见不鲜。海绵城市属于新型的雨水管理系统，其运用在市政道路建设中，不仅能够有效地解决城市内部雨水积水的情况，还能有效地将可利用的水储存起来，经过净化处理，提高雨水的利用率。
1.1 内涵
所谓的海绵城市建设，其实与传统城市建设中的道路排水方案的设计有着一定的差异，且在传统的城市排水系统的建设过程中，都是采取设立排水沟渠的方式展开，道路也都是硬化的，在一定的程度上约束了城市的排水的性能。伴随着城建化工程的不断发展，城市排水的方式也逐渐地多样起来，如种植草沟、选择渗水砖原料、建设雨水花园等，其规划的设计理念也逐渐变成了缓排和源头分离等，这样不仅能够有效地避免洪水灾害的发生，还能将雨水有效地收集起来，提高了整个水资源的回收利用率。海绵城市的建设概念的诞生，其有效地将湖、河等水系资源利用起来，再通过建设绿地、花园、路面等城市设施，从而帮助雨水有效地收集、净化、回收和利用，这样不仅能够强化城市的排水功能，还能减少城市洪水所造成的损伤[1]。
1.2 建设重要性
1.2.1 强化城市对环境的适应力
现如今，随着全球气候的不断变化，大部分城市容易受到极端天气的侵袭，例如，暴雨气候导致城市内涝问题十分严重，不但对城市居民的生活和工作造成了较大的影响，还会对城市建设造成较大的经济损伤。该种情况的发生原因是城市建设的排水系统设计不到位，导致极端天气的爆发，积水无法及时地排出去，从而形成洪水灾害。但是在其建设中运用海绵城市的理念，通过采取有效的防排水措施，不仅可以避免极端天气所造成的内涝问题，还能强化城市对环境的适应力，创造更好的环境来提升人们的生活质量。
1.2.2 优化城市排水功能
海绵城市的设计理念有效地结合了自然和人工的建设，这样还能推动城市的可持续发展，也呼应环保策略，是现代城市建设不可或缺的建设理念。在传统的城市排水工作中，其虽然基本的排水性能是满足的，但是对于雨水回收利用的思想以及污水处理的思想还不够，从而对于水资源的利用率较低。但是在城市道路建设中运用该种理念，可以将城市的排水功能进一步的优化，使其发挥出更加重要的作用。通过对雨水的收集和净化来强化其利用率，并且再利用城市的绿化来对部分污水进行净化处理，使其利用率得以进一步提升，这对城市的建设和发展有着十分重要的作用[2]。
1.2.3 强化水资源利用率
水资源对于人类的发展和生存而言，有着十分重要的作用。现阶段，全球大部分的国家和地区都存在缺水的问题，其中我国属于严重缺水，且该资源十分匮乏，这会制约我国的经济发展和进步。在没有充足的水资源补充的情况下，提高该资源的利用率能够有效地缓解资源匮乏的问题。且在城市的给排水设计过程中，运用该设计理念，就能实现对水资源的利用最大化，通过对雨水的有效收集和处理，从而对其进行回收利用，并将回收的水资源进行城市路面的清理、绿化浇灌等工作，这样不仅实现雨水资源的利用最大化，大大地提高了整个水资源的使用效率，也能更好地节约水资源，从而对我国的发展也有着十分重要的意义和作用[3]。
2.1 总体设计要点
根据海绵城市建设的相关要求，道路总体的设计工作还需在保护环境、不破坏生态环境的基础上展开来，加强对传统排水系统的利用，并有效地规避河流等生态环境区域，对城市道路做好全面的设计和规划，充分运用城市的规划并强化对绿化和人行道的有效利用，进而提升整个海绵城市对雨水的收集、渗流、处理以及使用等性能。
2.2 路面设计要点
在海绵城市路面设计的过程中，可以利用路面的高低差，更好地让积水流到地势低的地带，并且在绿化设施中做好排水工作，当下雨的时候，雨水能够直接进行绿化浇灌，从而满足绿化设施的用水要求，然后多余的积水从排水管排除。同时，排水管道还需进行相应的渗流设置，从而将其渗流在地下，及时补充地下水，合理地利用水资源。
2.3 结构设计要点
根据我国海绵道路的设计标准，路面的雨水排放一般都是通过以下3种方式展开：①通过路面的缝隙渗流，让雨水流入地中，进而有效地减少积水问题。②通过路面渗流到路基的排水管中进行引流工作。③直接渗流在路基的土层之中排放[4]。
3.1 在各种车道的有效应用
将海绵城市理念运用在市政道路中，首先要对城市的主要干道，例如机动和非机动车道、人行道等做好相应的优化和规划，该种城市道路的建设对于路面的渗水性能要求十分严格，其所运用的原料结构必须十分稳定，还需保障透水性能的良好，使得雨水能够很好的渗入在地下，避免雨天路面积水的问题，强化整个路面的抗滑性能。但是该类型的路面施工与整个道路的稳定结构和使用周期并不矛盾，在进行车道的建设过程中，透水性的路面所选用的原料是透水性沥青混凝土，与传统的沥青原料相比，其孔隙率会相对较大，且径骨料的较大，含量较多，在加上沥青原料的黏度较高的优势，从而使该种原料在市政道路上得到了广泛地运用。
其基层和中下层的原料则可以选择不透水的原料，从而让雨水直接顺着路面排到沟渠中，从而进入排水井和分隔带中。透水性的路面能够强化城市道路的渗水能力，从而及时的补充地下水，从根本上控制流量。但在传统的道路设计中，基本上都是选择的路面硬化，容易导致路面积水打滑，引发安全事故。但是透水路面的运用不仅能够改善路面积水问题，还能有效地控制路面的温度，再加上该种路面的原料摩擦性能好，从而能够减少雨天打滑的情况发生。
3.2 路边排沟渠的有效应用
在市政道路建设的过程中，除了对主要干线的建设之前，辅道以及雨水排沟等区域的建设也是十分重要的，如路缘石、路边沟、雨水口等区域。①路缘石是城市道路两侧的排水区域，一般可以分成平和立缘石两大部分，前者的作用就是让雨水积水流到绿化或者雨水沟中，而后者的主要将雨水有效地收集起来流入雨水口。在海绵城市的建设理念中，市政道路可以通过增加打孔、豁口、间隔式的立缘石设计，从而让雨水能够快速地流到指定位置。②路边沟是属于排水系统中的基本设施，在进行边沟设计的过程中，还可以通过增加相应的绿植，以此来强化路边沟集水、净化、排放的性能，并且还能大大地美观城市道路建设。③雨水口是城市收集雨水的主要设施，该设计的区域一般是在车道的两边，在传统的设计过程中，雨水很容易夹杂各种泥沙和杂质将雨水口堵塞起来，根据该种情况，在进行现代雨水口的设计过程中，还需增加相应的拦污装备，从而拦截部分杂质垃圾，保持雨水口的通畅性，使其作用得以充分地发挥[5]。
3.3 在绿化带的设计应用
在道路绿化区域的设计，其对于整个市政道路工程有着十分重要的作用。其不仅能够强化整个道路的美观性能，还能够净化空气，减少一定程度的热岛效应。在进行海绵城市道路建设的过程中，绿化带的设计会将环保作用和雨水调节作用放置于首位。在进行绿化带的设计中，通常可以分成车道、人行道以及路边两侧绿化带3种。一般下沉式的绿化带设计都会比普通地面相对较低，且选择的植物一般也是可以进行部分截留和净化能力的，从而强化雨水的利用率。而在地势相对较低的区域中种植的花草树木结构地带一般叫作生物滞留带，其也具备截留和吸水的作用。在该区域中种植的植被花园则称之为雨水花园，其不仅能够有效地降低雨水的径流量，还能起到净化的作用。在城市道理的绿化带的设计中，其不仅能够将雨水成功地截留和净化，还能合理地控制和降低其径流量以及及时补充地下水源。其在进行设计的过程中所选择的树木结构通常都是一整套系统的绿化带，人行道路树木的设计一般都是结合城市的实际需要和条件展开，其主要是美观城市，建设生态换进的作用，但还需要重视水池的建设，并做好透水铺装工作，从而让雨水有效地渗流到地下水，帮助优化土质、净化雨水，帮助树木植物的生长。且关于绿化带的有效设计能够更好地促进海绵城市的发展和进步。
3.4 在透水设计中的应用
现阶段，透水应用的设计主要包含沥青混凝土、水泥混凝土以及人行道铺砖等3种设计。其中，沥青混凝土适用于机动车道，而后两者适合在非机动和人行道中应用。而关于透水设计的形式多种多样，且施工起来也是十分的便利，应用的范围也较广。在实际的运用中，其可以结合实际的路基和负荷性能展开设计，从而也能强化道路的净水、弱水和补水的作用。但是在实际的施工过程中，其很容易出现各种堵塞问题，造成使用性能极大减弱且维护起来的成本也较高[6]。
3.5 在生物滞留带设计中的应用
现阶段，关于该区域的设置有生态树池设计、滞留的设计、雨水花园设计等几种。该类设施的建设统一特征就是地势相对较低，主要是利用微生物、植物以及泥土来进行收集、净化和渗流雨水的作用，因此该种设计的范围也较广，其形式也是多种多样，所耗费的成本费用相对较低，能够有机地将绿地设计结合起来，但是若是在环境比较恶劣、土质环境差、地下水等区域进行滞留带建设的过程中，还需要进行相应的防护措施，从而避免各种灾害问题发生。
3.6 在边坡支护设计中的应用
在进行山区城市道路建设的过程中，其属于建设的重点。但是在传统的防护设计中，一般都是通过植被、灰浆、混凝土等方式进行，随着现代城市的不断进步和发展，关于该防护的设计也得到较多的关注，因此在确保道路边坡防护施工稳定的前提下，还需要做好相应的生态护坡工作。现阶段，该护坡工作也在市政道路建设中得到了较为广泛地运用，但是由于石质边坡的处理工作相对复杂，其挖掘施工不仅会对生态环境造成一定的破坏，还难以快速恢复，因此，对于该边坡防护的问题也成为市政道路建设中的重点问题。如何对其做好相应的优化设计，还需结合其岩层的性质以及边坡的坡比、坡率来进行确定，也可以通过采取方格网种植等方式来进行支护工作，并且在边坡的坡脚区域还进行沟渠的设置，并且还需要铺设相应的碎石，与路面的排水系统有效地连接在一起，从而更好地强化雨水渗流[7]。
3.7 渗流管道设计中的应用
相关的项目中可以采取PVC管作为渗流管道，将其管道周边运用碎石或者其他原料有效地填充，从而在管道中雨水就会顺着管道进入碎石区域，然后再渗入土壤之中，强化整个土壤的调节能力。该种情况下，渗流管道所占用的面积也相对较小，且其还能将雨水管道、渗流管道等有效地利用起来，也可以单独利用，从而保障设备渗水性能。但是其也存在一定的缺陷，一旦出现堵塞问题就会导致其渗流性能大大下降，再加上碎石区域难以清理，从而会加大整个工作的难度系数。
综上所述，海绵城市建设理念属于现代城市建设的新型理念，将其有效地运用在市政道路建设的过程中，运用专业的透水原料进行道路建设，强化道路的排水性能，从而更好地完善城市的建设。将该建设理念运用在市政道路建设过程中，不但需要运用到相应的透水建设原料，还需要对城市内部渗水和排水的结构优化到位，对城市路边的边沟、绿化带等区域也做好全面的设计，强化道路的整体渗排水能力。因此，该理念的有效运用能够大幅强化城市的防排水和净水、储水能力，推动城市的进一步发展。
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