基于海绵城市设计理念的道路工程设计研究与实践

1 海绵城市设计理念在道路工程中的基本原理与应用价值

海绵城市设计理念在道路工程中的核心在于构建具有吸水、蓄水、净水和释水功能的道路系统，通过模拟自然水文循环过程，实现雨水的有效管控与利用。该理念遵循“渗、滞、蓄、净、用、排”六字方针，将道路从传统的雨水快速排放载体转变为雨水管理的重要节点。在实际应用中，通过优化道路横断面设计，合理配置透水铺装、植草沟、雨水花园等设施，使道路具备良好的渗透性能和储水能力。同时，利用道路绿化带和附属空间构建生态净化系统，对雨水进行自然过滤和净化处理，此设计方法不但能有效缓解城市内涝难题，减小市政排水系统的压力值，还可以实现对地下水资源的补充，优化城市微气候情形，从经济角度审视，虽然海绵城市道路设计前期投资相对会高一点，但通过削减排水设施建设规模、降低后期保养成本、增加道路使用期限等方式，可实现长期经济效益的最大程度提升。

2 基于海绵城市理念的道路工程设计技术要点

2.1 道路透水性设计技术

道路透水性设计为海绵城市道路工程的核心技术要点，主要凭借优化路面材料布局与结构层次构造，做到雨水的快速下渗与高效汇聚。透水性路面材料的选择应综合考虑渗透系数、承载能力、耐久性和经济性等因素，常用材料包括透水混凝土、透水沥青、透水砖等。透水混凝土通过控制骨料级配和水泥用量，形成连通孔隙结构，渗透系数可达 2-5mm/s ，适用于人行道和轻交通道路；透水沥青采用开级配设计，通过沥青薄膜包裹骨料形成稳定结构，兼具良好的透水性和承载性能，适用于机动车道；透水砖则通过砖体本身的多孔结构和砖缝间隙实现透水功能，施工便捷且便于维护。在结构设计方面，透水路面通常采用多层结构体系，包括透水面层、透水基层、储水层和防渗层。储水层设计厚度一般为 200-300mm ，采用大孔隙率的碎石材料，为雨水提供临时储存空间；防渗层可根据地质条件选择土工膜或密实混凝土，防止雨水对路基产生不利影响。

2.2 雨水收集与处理系统设计

雨水收集处理系统是海绵城市道路工程的关键部分，通过恰当布局收集设施和处理构筑体，实现雨水的有次序收集、净化处理与资源化运用，系统设计需依照就近收集、就地处理、就近利用的标准，充分借助道路附属空间搭建分布式雨水管理设施。雨水收集设施主要包括路缘石改造、植草沟、雨水花园等，通过改变传统路缘石的连续封闭结构，设置开口式路缘石，引导路面雨水流入绿化带或收集设施；植草沟设置在道路绿化带内，断面设计为浅而宽的梯形或抛物线形，底部铺设透水性材料，侧壁种植耐水湿植物，兼具雨水收集、净化和景观功能；雨水花园则通过下凹式绿地设计，集成土壤过滤、植物净化、渗透回补等多重功能，有效去除雨水中的悬浮物、重金属和营养盐等污染物。

3 海绵城市道路工程设计实践案例分析

3.1 项目背景与设计目标

本工程实践案例选择某市新区主干道改造项目，该道路全长3.2公里，红线宽度 60 米，周边为新建住宅区和商业区，人口密度较高。原有道路建设于 2010 年，采用传统设计方法，路面为密实沥青混凝土，排水系统以管道收集为主。近年来，受极端天气影响，该路段在强降雨期间频繁出现积水问题，最大积水深度超过 30 厘米，严重影响交通通行和周边居民生活。经过全面且详细的现状调研及问题分析，厘定该项目的主要设计目标为：组建完备的雨水管控体系，解决道路积水困扰；增强道路环境水平，增强行车的舒适感；做到雨水的二次利用，减轻市政用水的需求压力；营造宜人的道路生态景象，提升区域环境的综合价值。在设计过程中，充分考虑当地气候特点和降雨规律，以20 年一遇降雨标准作为设计基准，同时兼顾 50 年一遇降雨情况下的应急处理能力。通过数值模拟和水文计算，确定道路雨水产流量约为每小时 180 立方米，需要通过多种技术措施相结合的方式实现有效控制。

3.2 设计方案与技术措施

基于项目特点和设计目标，制定了以透水路面为核心、多重雨水管理设施协同工作的综合设计方案。在路面设计方面，机动车道采用透水沥青混凝土路面，透水系数设计为 3.5mm/s ，厚度为4 厘米，下设 15 厘米透水稳定基层和 30 厘米储水碎石层；人行道和非机动车道采用透水混凝土路面，透水系数为 4mm/s ，厚度为 8 厘米，配套设置 20 厘米储水层。在雨水收集系统设计方面，沿道路两侧设置宽度 2 米的下凹式绿化带，内部布设植草沟，底部标高比路面低20 厘米，采用复合土工材料防渗，种植狐尾草、菖蒲等耐涝植物；每隔 200 米设置一处雨水花园，面积约 100 平方米，通过生态土壤配比和植物配置，提升雨水净化效果。

3.3 实施效果与经验总结

项目于2023 年6 月完工并投入使用，经过一年多的运行监测，各项设计目标均得到有效实现。在雨水管控方面，道路积水问题得到彻底解决，即使在 2023 年 7 月的特大暴雨天气 Σ=Σ 中，路面也未出现明显积水现象，雨水消除时间比改造前缩短 80% 以上。水质监测结果显示，经过系统处理的雨水各项指标均满足城市杂用水标准，年回用水量约1.8 万立方米，节约市政用水成本15 万元。环境效益方面，道路周边PM2.5 浓度平均下降 12% ，空气湿度增加 6% ，夏季路表温度比传统路面低 2-3°C ，显著改善了道路微环境。通过项目实践，总结出以下关键经验：一是系统设计必须因地制宜，充分考虑当地地质、气候和用地条件，合理确定设施规模和布局；二是技术措施的集成应用效果优于单一措施，需要统筹考虑各子系统之间的协调配合；三是施工质量的把控是保证系统功能的关键环节，尤其是透水材料的施工工艺与质量验收需严格把控；四是后期运营维护不容忽视掉，得创建完善的巡检跟维护机制，保证系统长期平稳运行，该项目成功实施后，为海绵城市道路建设供给了可复制的技术模式及管理经验，拥有良好的推广实施价值。

结束语

基于海绵城市设计理念开展的道路工程设计代表着现代城市建设的发展走向，采用体系化的技术创新与工程实践，切实解决了传统道路设计在雨水管理上的缺陷，本文借助理论剖析与案例验证，验证出海绵城市道路设计方法既科学又实用，为相关工程技术人员提供了全面系统的设计思路与技术参考内容。 σ=σ 未来应继续深化相关技术研究，完善设计标准体系，加强新材料、新工艺的开发应用，推动海绵城市道路建设向更高质量、更高水平发展，为建设美丽中国、实现可持续发展目标做出更大贡献。

参考文献

[1] 刘建平 . 基于海绵城市设计理念的道路工程设计研究与实践 [J]. 福建建筑 ，2024，（08）：124-128.

[2] 吴娱 . 基于海绵城市设计理念的道路工程设计分析与研究[D]. 东南大学 ，2021.DOI：10.27014/d.cnki.gdnau.2021.003447.

[3] 杨世勤 . 海绵城市建设理念下市政道路设计要点分析 [J].运输经理世界 ，2022（28）：35-37.

作者简介：贾媛 1980 年 女 汉 籍贯 本科 高级工程师 研究方向：城市道路与立交设计 城市道路规划