城市道路排水设计的内涵

徐 辉

（深圳市市政设计研究院有限公司）

1 城市道路排水设计的目的

随着社会的发展,人们逐渐对城市道路建设的要求也越来越高,为保证城市道路能最大限度地满足车辆运行的要求,增强运营的安全性和舒适性,降低运输成本和延长道路使用寿命,这就要求路基,路面具有更高的承载能力,稳定性,耐久性,表面平整度,表面抗滑性能等使用性能。而道路路面积水,会降低车辆的运行能力,甚至使车辆产生液面滑移,对交通安全极为不利,同时路面长期积水会浸润路基,降低路基土的强度,甚至造成路基整体破坏。因此,在设计城市道路时,为保证行车安全,改善城市卫生条件,以及避免路面过早损坏,要求迅速及时地排除积水,同时城市道路排水也是城市排水系统的一部分,很多排水主干管增敷设在基下,为保障生产和人民生活,还需要及时排除生活污水和生产废水。

2 道路排水设计的内容

道路排水设计一般包括以下两个方面的内容：一是要考虑如何减少地下水,农田排灌水对路基稳定性及强度的影响,一般称为第一类热电厂水；二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外,最大限度地减少雨水对路基,路面质量的影响,减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基,路面结构和使用性能产生的损害,这称为第二类排水。

（1）排水设计通常采用提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法,对于地下水位较高路段,施工期间一般都考虑在施工前开挖临时排水边沟,排除地表水并降低地下水,对于软土地基处理路段如塑料排水板,预压等一般调协50 cm左右砂垫层,以加快排水。

（2）排水设计一般包括：①路面水：通过道路横坡,急流槽,边沟及排水构造物等形成完整排水系统把路面水收集并排出路基范围：对于超高路段,可通过设置在中央分隔带处的中央排水沟和横向排水管等排出路横坡排出。②下渗水：下渗水一般分二种,一是中央分隔带下渗水,二是路肩下渗水,根据不同下渗水,采取不同方法排出。

3 路基排水设计

（1）地势较低集中汇水的排水设计。城市道路立交低洼处地下水水位较高,特别是在下穿式立交中,道路低点比周围地面低3～6m,并且形成盆地地形,这样大气降水向低洼处汇集,就会造成路面积水,这里需要解决的两个问题就是地面排水和地下排水。

①自流排水。当立交桥附近有低于立交最低路面的排水管区时,采用直接排水的方式,这也是城市道路立交经常采用的方式,自流排水是最经济,最安全的排水措施,它不需要消耗能源和其他工程设计的建设。

②调蓄排水。当达到洪峰时,如水体或干管水位高于路面水位的时候,将不能自流排水流量引入蓄水池,待水体或干管水位回落时,再自流排水,但调蓄排水受条件限制应用不是很广泛的。在立交用地范围内有布置蓄水池的合适位置要与其他市政管道无较大的交叉,立交内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,要求汇水面积较小。蓄水量不大,通过设置排水尕站的方法来排除汇集地地势较低的水,但是现实中多九地区考虑到节约电费,减少物业管理和人员操作应尽量减少排水泵站的设置。

（2）潮湿和过湿路基的排水设计。潮湿和过湿路基应首先应该疏干和换填处理,对于潮湿路基,含水量不是太高,可以在施工前地路基两侧挖纵向排水沟,并每隔一定距离挖一些横向排水沟将路基水排到排水沟挖一些横向排水沟,从而疏干路基,对于过湿路基对于过湿路基,含水量较高,无法晾晒和疏干,只能采取换填的方法进行处理,如换填好土,换填透水性好的材料等。

（3）降低路基地下水位的设计。降低路基地下水位,使路基处于干燥状态,在下穿式立交处一般路面标高较低,大部分路苦地下水位以下,特别是南方地下水位路基位于地下水位以下,特别是南方的地下水位较高而雨水多,若路基长期浸泡在地下水中,导致路基湿软,变形,强度降低,最终发生破坏。降低地下水位通常可以在路基下地下水位一定高度范围内调协暗沟,渗沟和渗井等。

①暗沟。相对于地面排水的明沟而言,暗沟又称盲沟,具有隐蔽工程的含义,从盲沟的构造特点为沟内分层填以下大不不同的颗粒材料,利用渗水材料透水性将地下水汇集于沟内,并沿沟排泄至指定的地点。暗沟的设置方法在沟底和中间回填料径3～5 cm的碎石或卵石,在粗粒碎的两侧和上部按一定比例分层回填较细的粒径,中粗砂,中砾等作为反滤层,逐层粒径比例大致按4∶1递减,或者采用土工布包裹有孔的PVC管。

②渗沟。采用渗透的方式将地下水汇聚于沟内,并通过沟底通道将水排至指定的地点,此种地下排水设备称为渗沟,它的作用是降低地下水位和拦截地下水。渗沟的益视地下排水的需求而定,与盲沟的设置相仿,但沟的尺寸更大,埋植更深,而且要进行水力计算确定尺寸。

③渗井。渗井属于水平方向的地下排水设备,当地下存在多层含水层,其中影响路苦的上部含水量层薄,排水量不大,且平式渗沟难以布置时,采用历时排水,设置渗井,穿过不透水层,将路基范围内的上层地下水,引入更深的含水层去,以降低上层的地下水位或全部予以排水。

4 路面排水设计

4.1 车行道排水设计

城市道路的路面排水有双坡排水和单坡排水。当车行道宽度较宽时,为了减少地表水在道路表面的径流后迅速将水排除,通常采取双坡排水方式,在道路两侧每隔一定距离设置雨水水口的方式收集路面水,并通过与基连接的雨水支管将收集到的地表水排入埋设在路面下的雨水主干管内,最终排入保留水系或河流中。

4.2 人行道排水设计。

（1）为便于人行道路面的水的排除,人行道横坡设置时坡度朝向车行道,降落到人行道上的雨水通过横向坡度朝向车行道,降落到人行道上的雨水通过横向坡度自流排入车行道边的十雨水。

（2）当道路位于挖方段时,通常在道路两旁设置截水沟,拦截将要流入人行道上的地表水,此外,还有少量地表水或地下水会从挡土墙上的泄水孔沿着挡土墙流到人行道上。

（3）路面结构排水设计。路面面层有一定的孔隙,除了大部分地表水通过道路纵横坡由雨水口排走以外,还有少量的地表水通过路面孔隙,裂缝等渗入到路面结构,降低路基强度,因此必须采取一定的措施提前排除要能渗入路基内的地表水。

（4）在道路各结构层施工时,每层均按照道路路面纵横坡度进行施工,使得每一层都形成一个排水坡度,及时将各结构层水沿道路横波排入道路两侧设置的盲沟或排水渠道内,再通过盲沟将水排入雨水井内。

（5）在面层和基层之间设置乳化沥青下封层,使得通过缝隙向下渗入的水分及时沿封层表面向道路两侧排走,保持道路基层干燥。

（6）设置排水层。在多雨地区或地表水较丰富的地区,采用设置排水层的发法将渗入到路面结构内的地表水及时排除,防止渗入路基,在路面结构以下路基以上位置设置排水垫层,排水层下设置起隔水,防水作用的土木布,将由上部渗透下来的地表水有效地拦截在该排水层内。排水层设置一定的纵横坡度,将渗入排水层的水分迅速地排出道路以外。

5 中央分隔带排水设计

道路中央分隔带排水设计主要为排除中央分隔带内积水,可分为施工期间和道路运期下渗水的排除。施工期间排水量取决于最大瞬时降雨量及中央分隔带的汇水面积,由于道路中央分隔带内设置有通讯,监控用管线的人手孔,因此,中央分隔带排水长度应为两个人手孔之间的间距,一般路段的最大间距为180m。在城市道路中,对于中央绿化带小于等于2.0m路段,为了降低施工复杂性,可采用中央分隔带开豁口方式,即中央分隔带可通过豁口直接排入路面,并通过路面横坡排出路基。

6 结束语

城市道路排水设计是一个复杂的工程,是城市道路设计的重要组成部分,它对于城市道路使寿命的长短影响很大,城市道路排水设计应全面考虑路基,路面结构内部和路面排水等问题,把他们构成了一个综合的排水系统,从而提高道路的使用性能和寿命,且现行的设计规范及手册等均不是十分完善,还有待我们每一位工程技术人员去努力完善。