城市道路排水設計的內涵

徐 輝

（深圳市市政設計研究院有限公司）

1 城市道路排水設計的目的

隨著社會的發展,人們逐漸對城市道路建設的要求也越來越高,為保證城市道路能最大限度地滿足車輛運行的要求,增強運營的安全性和舒適性,降低運輸成本和延長道路使用壽命,這就要求路基,路面具有更高的承載能力,穩定性,耐久性,表面平整度,表面抗滑性能等使用性能。而道路路面積水,會降低車輛的運行能力,甚至使車輛產生液面滑移,對交通安全極為不利,同時路面長期積水會浸潤路基,降低路基土的強度,甚至造成路基整體破壞。因此,在設計城市道路時,為保證行車安全,改善城市衛生條件,以及避免路面過早損壞,要求迅速及時地排除積水,同時城市道路排水也是城市排水系統的一部分,很多排水主干管增敷設在基下,為保障生產和人民生活,還需要及時排除生活污水和生產廢水。

2 道路排水設計的內容

道路排水設計一般包括以下兩個方面的內容：一是要考慮如何減少地下水,農田排灌水對路基穩定性及強度的影響,一般稱為第一類熱電廠水；二是要考慮如何將路表水迅速排出路基之外,最大限度地減少雨水對路基,路面質量的影響,減少因路表水排水不暢或路表水下滲對路基,路面結構和使用性能產生的損害,這稱為第二類排水。

（1）排水設計通常采用提高路基最小填土高度或在路基底部設置隔水墊層等辦法,對于地下水位較高路段,施工期間一般都考慮在施工前開挖臨時排水邊溝,排除地表水并降低地下水,對于軟土地基處理路段如塑料排水板,預壓等一般調協50 cm左右砂墊層,以加快排水。

（2）排水設計一般包括：①路面水：通過道路橫坡,急流槽,邊溝及排水構造物等形成完整排水系統把路面水收集并排出路基范圍：對于超高路段,可通過設置在中央分隔帶處的中央排水溝和橫向排水管等排出路橫坡排出。②下滲水：下滲水一般分二種,一是中央分隔帶下滲水,二是路肩下滲水,根據不同下滲水,采取不同方法排出。

3 路基排水設計

（1）地勢較低集中匯水的排水設計。城市道路立交低洼處地下水水位較高,特別是在下穿式立交中,道路低點比周圍地面低3～6m,并且形成盆地地形,這樣大氣降水向低洼處匯集,就會造成路面積水,這里需要解決的兩個問題就是地面排水和地下排水。

①自流排水。當立交橋附近有低于立交最低路面的排水管區時,采用直接排水的方式,這也是城市道路立交經常采用的方式,自流排水是最經濟,最安全的排水措施,它不需要消耗能源和其他工程設計的建設。

②調蓄排水。當達到洪峰時,如水體或干管水位高于路面水位的時候,將不能自流排水流量引入蓄水池,待水體或干管水位回落時,再自流排水,但調蓄排水受條件限制應用不是很廣泛的。在立交用地范圍內有布置蓄水池的合適位置要與其他市政管道無較大的交叉,立交內雨水管道能自流接入蓄水池,蓄水池也能自流接入干管或河道泄空,要求匯水面積較小。蓄水量不大,通過設置排水尕站的方法來排除匯集地地勢較低的水,但是現實中多九地區考慮到節約電費,減少物業管理和人員操作應盡量減少排水泵站的設置。

（2）潮濕和過濕路基的排水設計。潮濕和過濕路基應首先應該疏干和換填處理,對于潮濕路基,含水量不是太高,可以在施工前地路基兩側挖縱向排水溝,并每隔一定距離挖一些橫向排水溝將路基水排到排水溝挖一些橫向排水溝,從而疏干路基,對于過濕路基對于過濕路基,含水量較高,無法晾曬和疏干,只能采取換填的方法進行處理,如換填好土,換填透水性好的材料等。

（3）降低路基地下水位的設計。降低路基地下水位,使路基處于干燥狀態,在下穿式立交處一般路面標高較低,大部分路苦地下水位以下,特別是南方地下水位路基位于地下水位以下,特別是南方的地下水位較高而雨水多,若路基長期浸泡在地下水中,導致路基濕軟,變形,強度降低,最終發生破壞。降低地下水位通常可以在路基下地下水位一定高度范圍內調協暗溝,滲溝和滲井等。

①暗溝。相對于地面排水的明溝而言,暗溝又稱盲溝,具有隱蔽工程的含義,從盲溝的構造特點為溝內分層填以下大不不同的顆粒材料,利用滲水材料透水性將地下水匯集于溝內,并沿溝排泄至指定的地點。暗溝的設置方法在溝底和中間回填料徑3～5 cm的碎石或卵石,在粗粒碎的兩側和上部按一定比例分層回填較細的粒徑,中粗砂,中礫等作為反濾層,逐層粒徑比例大致按4∶1遞減,或者采用土工布包裹有孔的PVC管。

②滲溝。采用滲透的方式將地下水匯聚于溝內,并通過溝底通道將水排至指定的地點,此種地下排水設備稱為滲溝,它的作用是降低地下水位和攔截地下水。滲溝的益視地下排水的需求而定,與盲溝的設置相仿,但溝的尺寸更大,埋植更深,而且要進行水力計算確定尺寸。

③滲井。滲井屬于水平方向的地下排水設備,當地下存在多層含水層,其中影響路苦的上部含水量層薄,排水量不大,且平式滲溝難以布置時,采用歷時排水,設置滲井,穿過不透水層,將路基范圍內的上層地下水,引入更深的含水層去,以降低上層的地下水位或全部予以排水。

4 路面排水設計

4.1 車行道排水設計

城市道路的路面排水有雙坡排水和單坡排水。當車行道寬度較寬時,為了減少地表水在道路表面的徑流后迅速將水排除,通常采取雙坡排水方式,在道路兩側每隔一定距離設置雨水水口的方式收集路面水,并通過與基連接的雨水支管將收集到的地表水排入埋設在路面下的雨水主干管內,最終排入保留水系或河流中。

4.2 人行道排水設計。

（1）為便于人行道路面的水的排除,人行道橫坡設置時坡度朝向車行道,降落到人行道上的雨水通過橫向坡度朝向車行道,降落到人行道上的雨水通過橫向坡度自流排入車行道邊的十雨水。

（2）當道路位于挖方段時,通常在道路兩旁設置截水溝,攔截將要流入人行道上的地表水,此外,還有少量地表水或地下水會從擋土墻上的泄水孔沿著擋土墻流到人行道上。

（3）路面結構排水設計。路面面層有一定的孔隙,除了大部分地表水通過道路縱橫坡由雨水口排走以外,還有少量的地表水通過路面孔隙,裂縫等滲入到路面結構,降低路基強度,因此必須采取一定的措施提前排除要能滲入路基內的地表水。

（4）在道路各結構層施工時,每層均按照道路路面縱橫坡度進行施工,使得每一層都形成一個排水坡度,及時將各結構層水沿道路橫波排入道路兩側設置的盲溝或排水渠道內,再通過盲溝將水排入雨水井內。

（5）在面層和基層之間設置乳化瀝青下封層,使得通過縫隙向下滲入的水分及時沿封層表面向道路兩側排走,保持道路基層干燥。

（6）設置排水層。在多雨地區或地表水較豐富的地區,采用設置排水層的發法將滲入到路面結構內的地表水及時排除,防止滲入路基,在路面結構以下路基以上位置設置排水墊層,排水層下設置起隔水,防水作用的土木布,將由上部滲透下來的地表水有效地攔截在該排水層內。排水層設置一定的縱橫坡度,將滲入排水層的水分迅速地排出道路以外。

5 中央分隔帶排水設計

道路中央分隔帶排水設計主要為排除中央分隔帶內積水,可分為施工期間和道路運期下滲水的排除。施工期間排水量取決于最大瞬時降雨量及中央分隔帶的匯水面積,由于道路中央分隔帶內設置有通訊,監控用管線的人手孔,因此,中央分隔帶排水長度應為兩個人手孔之間的間距,一般路段的最大間距為180m。在城市道路中,對于中央綠化帶小于等于2.0m路段,為了降低施工復雜性,可采用中央分隔帶開豁口方式,即中央分隔帶可通過豁口直接排入路面,并通過路面橫坡排出路基。

6 結束語

城市道路排水設計是一個復雜的工程,是城市道路設計的重要組成部分,它對于城市道路使壽命的長短影響很大,城市道路排水設計應全面考慮路基,路面結構內部和路面排水等問題,把他們構成了一個綜合的排水系統,從而提高道路的使用性能和壽命,且現行的設計規范及手冊等均不是十分完善,還有待我們每一位工程技術人員去努力完善。