基于海绵城市理念的城市道路排水设计优化研究

前言：

道路排水作为城市排水系统的关键模块之一，其设计是否合理将关乎道路排水能力以及城市整体排水状况，若设计不合理会导致排水效率低下，从而引发道路积水与内涝等众多问题。为了能够切实提升城市道路排水能力与效率，应当充分发挥海绵城市理念的优势，以此为指导进行设计优化，切实缓解城市排水压力。

1. 海绵城市理念用于城市道路排水设计中的价值

在城市道路排水设计中应用海绵城市理念，有助于强化排水系统整体性能，排水系统和交通系统融合更加紧密，既有助于降低出现城市内涝现象的概率，又能够起到水资源节约与净化的优越作用，创造出良好的城市环境。由海绵城市理念优化道路排水设计，使得道路排水系统同时具备雨水收集、存储、净化以及循环利用等功能，优化排水能力与防洪防涝能力，道路路面上的积水减少，因雨水下渗而导致道路结构安全稳定性以及承载能力大打折扣等问题被妥善解决，促使道路的使用生命周期得以延长[1]。

2. 利用海绵城市理念优化城市道路排水设计要点

2.1 做好排水管线设计

以海绵城市理念为指导的城市道路排水设计优化要点应首先集中在排水管线层面，以城市规划和实际建设情况为出发点。设计人员在进行城市道路排水设计之前，应先分析城市档案，再勘察勘探城市重点道路状况，明确城市道路分布特征、地形地势条件、排水峰值、雨水与污水排放需求等，以此作为城市道路排水系统与管线优化设计的重要方向。道路排水管线要带有一定的弹性特征，全方位衡量城市在汛期时的强降水与长时间降水的排水需求与排水峰值，由此选定出最为适宜的排水管线材料、科学设计管网尺寸规格以及主干管道数量，促使排水道路的排水效率处于高水平下。

在城市道路排水管线设计落实海绵城市理念，需统筹规划出科学可行的排水管网规划方案与布置图纸，在方案上清晰标注出排水量、排水点位、管道沟渠开挖深度以及排水坡度等关键参数信息，保证排水管线敷设施工合乎标准规范要求。在城市道路排水管线中设定生物滞留沟与下凹绿地等海绵设施，起到收集、过滤与净化雨水的作用，处理后的雨水可作为绿化浇灌水与地下水补充水，达成雨水循环利用目标，提高水资源利用率。

2.2 人行道和非机动车道设计

将海绵城市理念用于人行道与非机动车道排水设计当中，选择使用透水材料作为此类道路铺设材料，采取透水铺装设计施工方式，强化道路的透水能力，将雨水径流对环境所产生的不良影响尽可能降低，城市水环境得到明显改善。人行道的铺装系统厚度控制在 40cm 左右，结构层由多层次组成，其中环保透水砖面层厚度为 6cm，中粗砂找平层厚度为 3cm，C15 无砂透水混凝土基层和级配碎石垫层厚度为 15cm，土工布过滤层厚度为 1cm。人行道路面采用分层设计方法，既能够保证其基本使用功能，又为雨水渗透和净化创造优越条件，每个结构层中使用的材料参数必须符合标准规范，由此创建完整的雨水渗透通道。

非机动车道设计选用透水混凝土结构，厚度控制 39cm ，结构层包括乳化沥青下封层、水泥粉煤灰碎石基层、AC-13C 细粒式沥青混凝土面层和水泥灰土底层，各个结构层厚度分别为 1cm、16cm、4cm 和 18cm ，这种结构设计方法有助于确保非机动车道的道路强度和渗透性保持同步优越状态。

2.3 绿化排水设计

城市道路排水设计优化基于海绵城市理念展开，应充分重视绿化排水设计，从生物滞留设施设计与下沉式生态树池设计两方面展开。其一，生物滞留设施设计。此设施安放位置为道路侧分绿化带区域，宽度设计为 250cm ，由下沉式绿地与开口路缘石相结合的设计方式，完成机动车道雨水径流收集任务。生物滞留设施设计同样采取多层结构设计方式，主要功能单元包括沉砂池、持水区、雨水溢流井以及挡水堰等，同时配备掺入 20% 细砂的种植土壤层、由中粗砂组成的砂滤层以及 Φ2-3cm 的砾石层，其起到过滤介质的作用。采取复合结构设计方法一方面有助于去除雨水径流中的污染物与杂质，种植土壤层为路边的植物生长发育予以养分支持，另一方面可充分发挥出物理过滤与吸附作用优势，取得优越的雨水净化排放成效。下沉式生物滞留设施是依托于自然下渗作用完成径流雨水的收集和净化处理，降雨强度比此设施的渗透能力大时，会在持水区短时间内蓄积雨水，当水位累积高于设计标高后，再经由溢流口向城市的市政雨水管网排入。这一设施设计应考虑植物的耐淹特性，合理设计蓄水排空时间，在满足雨水排放要求的基础上，城市绿地面积还有所扩大。

其二，生态树池设计。城市道路排水系统中这一绿化设施设计同样采取下凹式方式，铺设孔隙率在 15%-25% 、透水率为 270L/ (m²⋅min ）的透水混凝土，为雨水自然下渗与植物生长创造良好条件。而植草沟设计要沿着人行道展开，可考虑使用抛物线形断面或梯形断面，曼宁系数为 0.2-0.3，边坡坡度在合理范围内。

基于上述海绵城市理念优化设计的绿化设施共同配合作用下，雨水渗透和排放管理有效性极大增强，城市道路排水系统的径流控制能力与污染削减能力更为优越。

2.4 车行道设计

城市道路排水设计优化还不可忽视车行道设计，车行道路面为非透水性，会加大雨水堆积概率，尽管雨水可以因路面坡度向雨水收集口移动，但是在汛期的强降雨条件下，雨水量较大，难以在短时间内快速流入下水道，路面过于湿滑，易引发交通事故。而选择应用海绵城市理念设计车行道，有助于规避此类问题发生，通过设计透水型路面，缩短雨水在路面停留时间，改善雨水堆积现象。选择使用具有突出透水性特点的沥青混凝土作为路面层材料，在中间层与下层可配合使用非透水性材料，能够同时解决雨水堆积和雨水向路基渗透问题。同样采用透水铺装方式，设计出大孔隙结构层，将雨水收集系统设定在地层下方，促使路面上的雨水可以向地层直接渗透[2]。若城市道路的路基土壤不具备良好透水性，应当将排水管道设定在基层处，把控纵坡坡度为 2.5% ，路拱横坡在 1%-1.5% 区间内，有助于提高路面雨水排除效率。车行道排水设计优化要同步把控排水能力与行车安全性及舒适性。

结论：综上所述，城市道路排水具有复杂化特征，以海绵城市理念为指导优化道路排水设计应当围绕在做好排水管线设计、人行道和非机动车道设计、绿化排水设计、车行道设计几方面，从而对城市道路的排水状况做到有效改善，妥善处理好城市内涝问题，同步创造出良好的经济效益与社会效益，助力城市的良性长远发展。

参考文献：

[1] 刘明涛 . 基于海绵城市理念的城市道路排水系统设计 [J]. 四川水泥 ,2025,(05):87-89.

[2] 唐方园 , 方毅 . 海绵城市建设下的城市道路排水优化设计研究 [J]. 城市建设理论研究 ( 电子版 ),2023,(26):202-204.