鋸齒形街溝在城市舊路改造中的應(yīng)用

鄧 飛

(中南建筑設(shè)計(jì)院股份有限公司，湖北武漢 430071)

近年來，隨著城鎮(zhèn)化持續(xù)推進(jìn)，國內(nèi)不少城鎮(zhèn)加快了市政基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。除新建道路外，不少大中城市原有的市政道路不少也進(jìn)入維修期，紛紛進(jìn)行路面瀝青罩面處理的改造;部分中小城鎮(zhèn)路網(wǎng)中的骨架不少都是依托域內(nèi)過境公路而形成，為了適應(yīng)新的發(fā)展要求，必須對(duì)這些公路進(jìn)行具備城市道路使用功能的改造。在這些需要進(jìn)行改造的舊路中，我們經(jīng)常會(huì)遇到因舊路路面破損、路基沉降等因素造成的道路縱坡不足0．3%的情況，這些路段對(duì)道路縱向排水較為不利，尤其是在暴雨或多雨季節(jié)，大量的路面積水不僅對(duì)車輛和行人交通造成影響，也會(huì)威脅到路基穩(wěn)定性。

對(duì)于縱坡不足0．3%的舊路段，為保證改造后道路排水通暢，通常采取重新拉坡設(shè)計(jì)使道路最小縱坡不小于0．3%和設(shè)置鋸齒形街溝這兩種措施。重新進(jìn)行拉坡設(shè)計(jì)通常會(huì)受到周邊地形地物標(biāo)高的限制，從經(jīng)濟(jì)的角度來講，縱坡調(diào)整也會(huì)增加路基填方和挖方，工程造價(jià)提高。而采用鋸齒形街溝來解決路面排水，既能保證改造道路與周邊地物平順銜接，也是更為經(jīng)濟(jì)可靠的一個(gè)措施。

1 鋸齒形街溝的計(jì)算

街溝是指城市道路上利用高出路面的緣石與路面邊緣(或平石)組合而作為排除路表水的溝道。在道路縱坡滿足0．3%最低排水坡度要求時(shí)，道路縱坡設(shè)計(jì)線、緣石頂面線和街溝設(shè)計(jì)線是三線平行的。鋸齒形街溝的設(shè)計(jì)就是保持道路縱坡設(shè)計(jì)線與緣石頂面線平行的條件下，交替改變路面邊緣(或平石)與路緣石之間的高差，圖1為鋸齒形街溝計(jì)算示意圖。

圖1 鋸齒形街溝設(shè)計(jì)縱向示意圖

l為相鄰雨水口間距(通常取40 m);l1，l2為分水點(diǎn)至雨水口的距離;i為道路中心線縱坡度;i1為l1段街溝底縱坡度;i2為l2段街溝底縱坡度;h1為雨水口處緣石外露高度(雨水口1與雨水口2處緣石外露值相等);h2為分水點(diǎn)處緣石外露高度。

由雨水口1處高度關(guān)系:h1=h2+l1(i1+i)，得:

由雨水口2處高度關(guān)系:h1=h2+l1(i2－i)，得:

水泥混凝土路面邊緣一般不設(shè)平石，可在澆筑水泥混凝土?xí)r，在路面邊緣30 cm～50 cm范圍內(nèi)現(xiàn)澆街溝;瀝青混凝土路面多采用機(jī)械化攤鋪機(jī)施工，操作過程中很難在鋸齒形街溝設(shè)計(jì)寬度內(nèi)做到瀝青面層連續(xù)起伏，并保證路面結(jié)構(gòu)厚度和壓實(shí)度，所以瀝青混凝土路面鋸齒形街溝的設(shè)置一般通過調(diào)整路面邊緣的平石標(biāo)高，使平石形成街溝。本文討論舊路改造中鋸齒形街溝的應(yīng)用，僅以加鋪瀝青混凝土路面改造為例進(jìn)行闡述。

2 工程實(shí)例

鄂東某市一條改造道路原為過境省道，路幅寬度僅為9 m，且局部路段存在路面破損等情況，已不能滿足新城建設(shè)使用要求。改造方案為利用原水泥混凝土路面加寬并進(jìn)行瀝青混凝土罩面處理。改造后標(biāo)準(zhǔn)橫斷面紅線寬度為60 m，直線型路拱，雙向橫坡布置，車行道及非機(jī)動(dòng)車道橫坡坡度2%，人行道橫坡－2%。道路橫斷面布置圖見圖2。

圖2 道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖（單位：m）

由于舊公路周邊地勢(shì)平坦，道路的設(shè)計(jì)標(biāo)高受到周邊已建成交叉道路或建筑物等地物標(biāo)高限制，縱斷面布置上盡量不做大的調(diào)整。從實(shí)測(cè)地形資料中反映出的標(biāo)高來看，局部路段縱坡很難保證0．3%的最小坡度要求，需要設(shè)置鋸齒形街溝來進(jìn)行路面排水。

改造道路為三幅路布置，街溝布置于車行道和非機(jī)動(dòng)車道外側(cè)邊緣。

2．1 分水點(diǎn)、雨水口位置

工程設(shè)計(jì)按照設(shè)計(jì)雨水口間距l(xiāng)=40 m，在鋸齒形街溝設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，分水點(diǎn)、雨水口高度變化采用“上2下4”法(即分水點(diǎn)處平石邊緣上抬2 cm，雨水口處平石邊緣下降4 cm)，已知h1－h(huán)2=6 cm，取 i1=i2=0．3%，根據(jù)路段實(shí)測(cè)縱坡度 i(i＜0．3%)作為已知條件，即可依據(jù)式(1)，式(2)求得分水點(diǎn)和雨水口間距。表1即為根據(jù)實(shí)測(cè)道路縱坡度數(shù)據(jù)計(jì)算得出雨水口與分水點(diǎn)間距的成果。

表1 鋸齒形街溝分水點(diǎn)與雨水口間距計(jì)算表

2．2 平石高程確定

鋸齒形街溝平石可采用預(yù)制和現(xiàn)澆兩種方式施工，為避免安裝不到位而影響街溝坡度平順，本工程中的街溝平石采用現(xiàn)澆方式制作。

如圖3所示，不設(shè)鋸齒形街溝段，平石與路緣石高差為15 cm(橫向坡度10%)，鋸齒形街溝按照“上2下4”方案進(jìn)行布置，分水點(diǎn)處平石與路緣石高差為13 cm(橫向坡度3．3%)，雨水口處平石與路緣石高差為19 cm(橫向坡度23．3%)。當(dāng)?shù)厥褂玫穆肪壥Ｒ?guī)尺寸為35 cm×15 cm，因此采用“上2下4”法可保證路緣石最小埋深要求。而且在分水點(diǎn)處，也就是路緣石外露最小取值13 cm，在暴雨期可避免積水上溢至人行道，同時(shí)能保證平石橫向坡度也不會(huì)出現(xiàn)平坡甚至反坡，避免造成路面積水，威脅行車安全。

圖3 街溝平石起伏橫斷面圖

2．3 防止鋸齒形街溝失效的措施

根據(jù)以往城市道路中街溝使用的經(jīng)驗(yàn)，街溝平石往往會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)、沉陷等病害，使鋸齒形街溝設(shè)置的縱坡失效，導(dǎo)致排水不暢或積水等問題。特別是在道路沿線的單位出入口、小區(qū)支路出入口處，由于常年有車輛荷載作用，街溝平石更是破損毀壞嚴(yán)重，對(duì)道路面層造成了損壞，形成水洼。所以在新設(shè)計(jì)街溝時(shí)，提出了以下幾點(diǎn)解決措施:

1)在單位出入口、小區(qū)支路出入口等經(jīng)常受到車輛荷載作用的路段，在設(shè)置鋸齒形街溝平石時(shí)，應(yīng)不同于一般路段，需要提高平石基層材料壓實(shí)度，提高平石的混凝土標(biāo)號(hào)，如出入口較大需要斷開街溝，則在出入口邊緣兩側(cè)增設(shè)雨水口便于排水。

2)鋸齒形街溝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮在道路縱坡凹曲線的最低處，合理增設(shè)串聯(lián)雨水口。在路線交叉口處也應(yīng)根據(jù)交叉口豎向設(shè)計(jì)，在邊緣標(biāo)高低點(diǎn)處布置雨水口。

3)嚴(yán)格路基路面驗(yàn)收工作，加強(qiáng)路面邊緣基層材料的碾壓，并防止漏壓。如發(fā)現(xiàn)早期雨水口或平石鋪筑不平整等問題應(yīng)及時(shí)糾正。

3 結(jié)語

鋸齒形街溝對(duì)于道路縱坡不足最低要求的困難路段排除路表水非常重要，特別是針對(duì)舊路改造工程中使用鋸齒形街溝來排除路表水，相對(duì)于調(diào)整道路縱坡方案，是一個(gè)更為經(jīng)濟(jì)有效的措施。鋸齒形街溝的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括雨水口和分水點(diǎn)設(shè)置。同時(shí)要注意在城市道路兩側(cè)眾多出入口處，對(duì)街溝平石采取加強(qiáng)措施，竣工驗(yàn)收時(shí)嚴(yán)格要求。同時(shí)要加強(qiáng)管理，做好在使用期內(nèi)對(duì)街溝的及時(shí)養(yǎng)護(hù)和維修工作，防止早期病害發(fā)生和擴(kuò)大而造成邊溝失效。

［1］ 張雨化，朱照宏．道路勘測(cè)設(shè)計(jì)［M］．北京:人民交通出版社，2000．

［2］ CJJ 169-2012，城鎮(zhèn)道路路面設(shè)計(jì)規(guī)范［S］．