港区道路路面排水设计

周骊巍，白子建

（天津市市政工程设计研究院，天津市 300051）

0 前言

港口作为综合运输的枢纽，已成为物流供应链上的一个十分重要的节点。港口一般是多条道路的起点或终点，同时又是大宗货物和客流的集散中心，由于港口道路交通量大，车辆速度较快，对路基路面强度和稳定性以及对行车安全都有较高的要求。道路上的积水会浸润路基，降低土基强度，甚至导致路基路面的破坏，港区一般气候较为湿润，降水较多，因此及时排除道路上的积水显得尤为关键。

路面排水是运用硬路肩部位（包括土路肩和边坡）上急流槽和中间带部位来进行。路面积水如不能有效地排除，在路表面就会形成水膜,使路面与车轮之间隔有一层水垫层，从而降低了路面的抗滑性能，同时亦会降低车辆的通行能力，甚至使高速行驶的车辆产生飘滑现象和喷雾，造成交通事故。据交通部门调查，道路交通中雨天事故率相当高，有效的路面排水是确保路基路面稳定以及确保公路正常运营和行车安全的重要措施。因此，港区道路路面排水设计应予以足够重视。

1 设计标准

1.1 路面暴雨径流

路面暴雨径流是确定路面排水设施几何尺寸主要依据之一。路面上排水系统及设施几何尺寸是依据降至路面的暴雨所形成的径流大小来确定的。采用多大的暴雨强度为设计依据关系到排水结构物尺寸大小和交通安全程度。采用过大的暴雨强度设计的排水设施尺寸必然较大，虽使用安全，但常年不满流，造价大，不经济；反之，则会出现雨水经常不能及时排出现象，有碍交通和安全。港区道路施工设计时，应结合港区气候特点，具体可参照《公路柔性路面设计规范》。

1.2 路面允许排水宽度

路面允许排水宽度，是指路面上的雨水由于路面横坡的作用汇集到缘石排水沟，在沟中允许达到的水面宽度。由于缘石排水沟由缘石和部分路面组成,因此必须限制其水流宽度,否则有碍交通安全。同时，允许排水宽度与排水沟的过水能力有关，从而与入水口及设置间距有关。因此，允许排水宽度应综合考虑确定。港区用地较为紧张，因此港区道路设计排水设施具体数值确定的基本原则是在保证缘石排水沟具有一定的排水能力下，尽可能不侵占或少侵占行车道。对于路肩排水，允许排水宽度应限制在硬路肩范围内；对于超高段，允许排水宽度距中央分隔带缘石不宜超过1.25 m。

2 路面排水方案

港区道路路面排水形式包括路表排水、中央分隔带排水、路面结构内部排水。

2.1 路表排水

路表排水形式有以下两种:

（1）分散排水。由路面纵横坡、路肩和边坡防护组成，适用于路线纵坡平缓、汇水量较小、路堤填筑高度较低的路段。分散排水设计应与路基边坡防护、边沟或排水沟相结合，港区道路汇水量相对较大，土路肩宜用不小于50 mm厚的预制水泥混凝土块铺砌或现场浇筑混凝土，下设砂砾、砂、碎石等透水层，层厚不小于15 cm或层底应低于面层的底面，以利于路面结构排水。

（2）集中排水。由路面横坡、拦水缘石或矩形槽、泄水口和急流槽组成，适用于路堤填筑高度较高，或路堤易受冲刷的粉性土路段、凹形竖曲线底部等。

拦水缘石可采用沥青混凝土或预制水泥混凝土制作,高出路面5～10 cm,泄水口间距应按有关规范计算确定，一般30～50 m设一处，其开口宽度一般为0.5m。在凹形竖曲线底部或其他汇水量较大位置，宜适当加密。超高路段弯道外侧路面排水,宜采用在左侧路缘带设置有盖板的U型钢筋混凝土沟或缝隙式排水沟，每隔30～50m设一处集水井，并通过横向排水管引至边坡的急流槽或暗管。

2.2 中央分隔带排水

中央分隔带排水设施一般由排水沟(明沟、暗沟)、渗沟、雨水井、集水井、横向排水管等组成。中央分隔带有凸式、平式或凹式。一般不封闭，采用填土绿化，以美化路容，改善公路景观以及隔离车道；也可封闭，采用40～80 mm预制混凝土铺面或现浇混凝土，其下设砂砾垫层，封闭后的分隔带可不设内部排水系统。

（1）为确保中央分隔带天然雨水不渗入路基，对中央分隔带采用水泥砂浆抹面密封，然后用热沥青人工涂抹均匀，将原设计的双层沥青土工布更改为防水土工布，彻底杜绝中央分隔带雨水渗入路基。

（2）确保横向排水管的排水通畅。对埋设好的横向排水管进行逐道灌水检查，确保排水通畅。集水井的井盖和井盖上透水土工布的施工要求到位，坚决做到既保证有良好的透水，又防止中央分隔带填料堵塞集水井和横向排水管。为降低今后养护难度，全线横向排水管的位置将被明确做好标识，为今后养护查找疏通排水做好基础工作。

2.3 路面内部排水

现有的路基路面排水系统往往只重视把地表水排到公路路界以外，而不重视排除由于降水而形成的路面结构内部滞水，在没有设置有效的路面结构内部排水系统的情况下，这种内部滞水的危害性是相当大的，是导致我国一部分高等级公路路面早期损坏的重要原因之一。

当潮湿路段在不利时期路面内部可能出现自由水滞留，土基含水量可能超过毛细饱和水量时，路面内部排水应与路面边缘排水相结合，为避免路面因路基翻浆破坏，应在路面下铺设排水基层，可采用沥青碎石或骨架空隙型水泥稳定碎石或级配碎石做排水基层。排水基层的集料应选择洁净、坚硬耐久的碎石，集料级配应满足透水性要求，也可在路面结构层下设置砾石、粗砂排水层。

在修订有关公路路面设计规范时，在年降雨量大于250 mm的港区修建二级以上道路时，强调必须进行路面结构内部排水设计。针对港区多雨的特点，在修建港区道路时，应完善排水设计，避免有可能造成早期水损害，导致灾难性的后果。

3 港区道路线形设计

3.1 横断面设计

（1）路拱。为了利于路面排水，一般会将路面做成路拱的形式。路拱坡度应根据港区路面类型和港区的自然条件按规范要求制定。常用的路拱形式有直线形和抛物线形两种。其中抛物线形路拱造型美观，路面中间部分坡度较小,两侧坡度较大,从而有利于排水，是大多数港区道路设计常采用的线形。港区道路一般设计等级较高，路面较宽，而且降水较多，而1%～2%的路拱坡度已不能满足6车道以上的公路路面排水的要求。基于行车安全方面考虑，不宜通过加大路拱坡度来满足路面排水，可以采用将对向行车道分别设成双向路拱的方法,利用中央分隔带排水设施和公路两侧排水设施将路面雨水迅速排干。

（2）超高渐变段。超高渐变段是指从道路直线段的双向路拱渐变到圆曲线段的单向横坡的路面横坡渐变的路段。如果外侧的超高渐变率过小会使横坡较小的路段变长,导致横向排水不畅的路段变长。如果该段的路线纵坡也较小,则该段的合成坡度也较小,导致该段排水不畅。排水不畅的路段长度与路线纵坡、路拱坡度及临界长度有关。在路线纵坡和路拱一定的情况下,排水不畅的路段长度与临界长度成正比，因此缩短其长度应缩短超高的临界长度。

（3）路肩。路肩排水是路面排水的一个重要组成部分,路面上的雨水最终要通过路肩排出，因此路肩的设计要有利于雨水的迅速排除,否则也会影响路面排水。路肩的设计中主要是路肩的坡度设计，坡度的大小和方向直接影响到路面排水的速度。直线路段的路肩应设置向外倾斜的横坡。直线段土路肩的横向坡度一般应较行车道横向坡度大1%～2%。当有硬路肩时,硬路肩横坡度一般与行车道横坡相同,如果设置拦水带,且路线纵坡平缓时,宜采用3%～4%的横坡。路肩上的雨水尽量向路外排。所以曲线内侧的土路肩横坡可与行车道横坡相同或大于1%～2%;曲线外侧的土路肩横坡应采用3%或4%的反向横坡。曲线内外侧的全铺式硬路肩横坡的方向及其大小应与相邻行车道一致。

3.2 纵断面设计

在纵断面设计中,主要是纵坡和竖曲线的设计。较大的纵坡能形成较大的合成坡度,减少雨水在路面上的滞留时间,从而有利于路面雨水的排除，但也能增加车辆发生事故的危险。当纵坡较小甚至是平坡时,合成坡度也较小,路面水流流线长度增加,雨水在路面上的滞留时间也增加,此时,主要靠路面横向排水,但易造成外侧行车道和路肩排水不畅的问题,产生路面积水。如果横向排水不畅,就会影响到整个车道的排水。所以纵断面设计应尽量满足排水的纵坡要求,特别是在横向排水不畅的路段上或者车道数较多的公路上更应引起重视。

同时，在港区道路的线形设计时，要注意平纵线形的组合，使道路线形不仅要满足驾驶员视觉心理上的要求，还应满足路面排水的要求。在进行平纵组合设计时应注意尽量做到平曲线与竖曲线完全对应,且平曲线比竖曲线更长，组合能较好地满足路面排水的要求。

4 结语

港区道路路面排水设计应根据公路等级、港区降水量、路线纵坡等因素，结合路基横断面布置、路基挖填情况、桥涵结构物排水设计，从纵断面、平纵面组合以及横断面设计方面充分考虑路面排水的要求，减少因几何设计问题而造成路面排水不畅路段的比例，合理选择排水方案，布置排水设施，形成完整、畅通的排水体系，保证路基路面的稳定，以提高公路的使用寿命。在道路的养护工作中，应保持排水系统的畅通,防止雨水口堵塞,确保下雨时路面不积水,以保证港区道路行车安全、通畅。

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