浅谈城市道路积水问题及市政道路线性排水工程

李永培

摘要：城市道路设计时为了更好的方便人们生活，避免路面过早损坏，需要及时排除路面积水，同时为改善城市的卫生条件，也要及时排除生活污水以及生产废水。本课题结合城市排水设计实践，阐述市政道路线性排水应该注意的事项。

关键词：道路积水；市政道路；线性排水；

路面积水严重危害市政道路质量，缩短道路寿命，给人们的生产生活带来不便。沥青混凝土路面在积水的影响下会出现松散、开裂等现象，积水从裂缝处不断深入路面深层结构，降低沥青粘着性，深层次破坏的路面的整体结构；在积水的影响下，路面接缝处容易形成唧泥，使基层出现湿软，降低强度；混凝土面板在积水侵蚀和上层负荷作用下不均匀沉降加重，最终出现断板和开裂，导致路面过早的损坏采取有效措施疏导路面积水，使路面保持最佳稳定性和强度，对延长路面寿命具有重要作用。

一、道路积水原因分析

从城市道路排水系统调查的结果来看，排水系统设计使用的管径大小均能满足道路排水的要求，但是部分路面仍存在积水。找出路面产生积水的原因，采取有效措施疏导积水，减少积水对路面的破坏是市政道路保养工作的重要内容。根据水文水利相关知识分析得出以下结论：道路雨水口泄水能力大于雨水流入下水管道的流量时，路面积水能够及时的疏导，路面不会出现积水。反之，随着时间的积累会在路面形成大量的积水，严重损害道路路面。因此，设计道路排水系统时选择前面的方案，该方案出现中超流量也会经常引起路面积水情况发生。超流量主要指雨水口汇水量和泄水量之间的差值，这部分水通常越过雨水口流向路面低的区域，最终形成路面积水。造成雨水口出现超流量的因素很多主要包括降雨量突增、路面纵横坡度设计不合理等。降雨量突增随意性大、阶段性强，遇到这种情况增加排水设备就能有效缓解路面积水情况。路面纵横坡度设计不合理导致路面积水，危害极大而且不容易排除。因此，减少路面积水主要针对这种情况进行分析。

（1）当道路的纵坡小于0.3%时，路面雨水流速降低，雨水不能快速流向低处，增大路面雨水滞留的机率。雨水主要通过路边的雨水口排放，每一个雨水口能够承担路面汇水面积的流量，因此不容易引发超流现象，但是会使路面出现一层水膜，给人们的出行带来影响。

（2）当道路的坡度在0.3-2%之间时，路面上的雨水会顺着纵坡向下游流，当遇到横坡范围不大时，雨水水面的宽度会超过雨水口的宽度，导致雨水不能完全进入雨水口，部分雨水会在路面低洼处汇集形成超流水量。为了尽快处理这种现象造成的路面积水情况，需要采取有效的截流措施，比如路在面低洼的位置进行特殊的设计等。

（3）当路面坡度大于2%时，路面雨水流速加快，部分雨水会跳过雨水口流向下游，是路面雨水口的排水能力大大下降。雨水会路面的低洼处迅速汇集，如果该位置没有良好的泄水能力会产生大量的积水。

总之，现在路面积水严重主要因为雨水口采用点排法，这种方法收集雨水效率相对较低，成为路面积水的主要诱因。对路面排水系统设计时，按理论计算能够充分将雨水收集汇集在主排水管道，但是经过调查发现现在多采用尺寸为380mm*680mm雨水口蓖子，而且不管哪种类型的篦子只有三分之一的篦孔被利用，其它篦孔收集雨水作用被闲置，不能充分发挥整个篦子收集雨水的能力。当遇到积水深度为10cm的情况也很难提高篦孔的利用率，存在大量资源浪费情况。因此，为了提高路面排水能力需要对其进行深刻的研究，改善目前雨水口现状。

二、线性排水技术介绍

线性排水最早出现在欧洲市场，它是模块化系统由多个部件组合而成，不同规格组合模块能够满足人们的不同需求。经过多年的发展线性排水被广泛应用于不同工程建设的排水设计中，并取得了良好的效果，成为现代建筑排水系统的重要组成部分。市政道路工程中的线性排水是外形呈带状、线型位于道路边缘的排水系统。线性排水和传统点型排水系统相比优点更为突出，它由U型槽体和排水通道、盖板组成。

三、市政道路線性排水优点

线性排水系统独特结构决定了在排水功能上的优势，有效避免传统排水设备利用率不高的缺点。

1.线性排水通过U型槽体将路面的雨水收集起来，减少了雨水在道路上的存留时间，降低雨水在道路上汇集的可能，为高效排水奠定基础。

2.工程占地面积小，开挖深度浅不但降低施工成本，还避免了管线施工相撞的机率，给其它工程施工带来较小影响，同时简化道路纵横坡设计，整个施工过程操作简单。

3.在收集道路雨水和排水功能上获得显著提高，在泄露面积相同的条件下提高了200%-300%。

4.线性排水后期维护简单，由于U型槽埋深较浅给清理工作带来了极大的便利，大大减少维护的劳动强度，减少维护工作中的成本开支。

5.线性排水外观尺寸能够和道路完美衔接，彻底杜绝齿状马路现象，提升道路的美观。线性排水优势不仅表现在排水体系和维护方便上，在雨水收集体系结合过程中也起着不可替代的作用。线性排水体系采用透气透水砖收集步道上的雨水，通过集水管将雨水引流U型槽中形成过滤后的混水，再进一步流入雨水收集池。对于雨水资源不足的城市，使用线性排水系统不管从经济效益还是取得的实际效果来看，都能具有较高的利用价值。线性排水系统在雨水利用上还能发挥保护作用。比如，夏季在太阳的照射下，混凝土路面温度急剧升高可到50-60度，降雨时雨水在路面流动会吸收大量热量，这些雨水直接用于绿毒灌溉会导致大量花草死亡。线性排水系统U型槽将雨水混合，降低雨水温度，保护绿地花草安全。

四、线性排水系统的水利计算

以上介绍了线性排水系统的优点，结合实际市政道路情况设计合理的线性排水系统发挥其优势，保持道路最佳状态是一项值得深究的内容。设计排水系统首先要对系统水利性能做详细的探究，它是判定排水系统设计是否合理的关键参数。科学合理的水利计算能够充分发挥排水系统存储和输送水体的主要功能，以提高路面积水的疏导效率。

通过对传统恒定均匀流和非均匀流模型的对比计算，可以看出线性排水系统在非均匀流模型计算中结果更加精确，主要因为非均匀流模型充分考虑了坡度和水利计算长度对排水性能的影响，针对不同的坡度都能选择合理的断面。而恒定均匀流模型在坡度较小时，水流速基本趋向于零，计算出的水沟横截面积较大，造成材料的浪费，坡度较大时水位容易被低估，计算出的横截面积偏小，出现大量积水。影响线性排水系统水利性能的因素有很多，不仅仅局限在水沟的坡度和尺寸上，总的

来讲为了提升其水利性能需要对以下几方面引起足够重视。

（1）线性排水系统设计时将沟底设计成一定的坡度，能够大大提高沟内水的自流能力，提高整个线性排水系统能的水利性能。

（2）在确定排水口数量和位置时，需要结合设计的雨水量和沟道的排水能力进行综合的考虑。另外，排水口形式对线性排水系统的排水性能也有显著影响，因此，在设计时需要根据具体的情况采取合理的排水口设计方案。

（3）如果线性排水横截设计在连续坡度的位置，这时需要着重考虑连续坡度排入该线性排水沟水量的大小，研究雨水是否完全被截流。线性排水系统的沟道盖板决定流入沟槽的水量，对水量部分截流还是全部截流起着重要的影响，因此设计时一定要注意这方面的考虑。部分截流主要应用在横截连续坡度的场地上，主要因为坡度连续的水流量比较大，而沟道盖板的泄水面积有限，因此不可避免的导致过多的雨水流向其他低洼位置，在进行下一沟道雨水量计算时要注意将这部分水量考虑在内。在设计时通常考虑雨水的全部截流，这种设计比较理想。为了达到将雨水全部截流的目的，通常将线性沟道位置设计在坡度最低位置。

五、线性沟道材质的选择

修建沟道时现在比较常用的材质是混凝土，不管哪种类型沟道的修建几乎都使用混凝土材质。但是随着科技的进步，市场上新型材料不断出现，比如树脂混凝土等材质在线性管道修建上的应用越来越广泛，极大的提高了管道性能。树脂混凝土主要由级配砂石、树脂和化学硬化剂组成，这种材质在防渗性能、抗化学腐蚀等诸多性能上优势明显，避免了混凝土设计的弊端。经过多次工程实践证明，充分证明了它在线性管道应用上的优越性能。下面简单介绍一下树脂混凝土的优点。

（1）在横截面积相同的情况下重量是混凝土质量的一半，但是抗压性能是它的4倍，具有质地轻、强度高的双重优点，因此，在施工中更加容易操作。

（2）树脂混凝土水淹没侵蚀深度为零，因此使用过程中不会因为表面液体滞留将构件冻裂。

（3）表面粗糙程度大小对快速排水和杂物具有重要影响，而且给后期的维护清洗带来方便，树脂混凝土的粗糙系数是0.095可以和PVC管道相媲美。

（4）树脂混凝土不需要另外增加保护层就能有效的防止酸雨、含油污水的侵蚀，而且处在复杂的环境中也不会影响其性能。

六、管道盖板承载性能的选择

我国制定的相关标准对盖板承载性能的选择并没有明确的规定，和欧洲地区相比还比较落后。按照欧洲制定的使用标准需要根据地面的不同用途，选择不同承载性能的盖板。在线性盖板选择时，可以适当参考欧洲标准，使工程项目的投资达到最佳的经济效益。

七、实际使用需求分析

在线性排水系统交付使用时，满足实际应用需求是最重要的一部分，整个系统设计的是否合理直接关系着疏导积水的效率，和人们的日常生活关系紧密。它主要包括线性排水盖板外观、花纹、材质等方面的设计；同时还需要注意不同场所的设计细节，比如在人员密集的地方为了突出保护高跟鞋，需要注意盖板的开孔不能大于8mm；另外盖板的日常维护是人们比较关心的问题，包括如何将盖板安装稳定、怎样方便的打开维护等内容。经过上述分析设计设计满足要求的线性排水系统，能够减少路面积水，极大的提高人们的生活质量。

八、总结

城市道路积水给道路设施带来的破坏不言而喻，采取有效的措施减少路面积水在延长道路使用寿命，方便人们出行，促进国民经济发展上具有重要意义。运用线性排水技术能够大大降低雨水在路面的汇流时间，提高排水设施利用率。在现代科学技术的推动下，用于線性排水系统的材质不断突破，优点更加突出，进一步提升了线性排水系统的综合性能。相信不久的将来线性排水将会在市政道路建设中广泛应用，同时更为先进的排水技术也会被应用到道路工程建设中。

参考文献：

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