城市道路最低设计标高确定方法初探

林 超

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 200092）

1 研究背景

在上海等平原地区，由于现状地势较低，土方匮乏，城市建设标高是决定城市开发成本的一个重大影响因素。一般情况下，为了便于建筑物排水，城市道路的设计标高应稍低于沿线地块建筑地坪的标高。

对于一些新建区域的城市道路，道路的设计标高与城市地块建设的标高相互影响，若道路设计标高较高，会导致城市地块建设填方大，城市建设成本高，进而制约区域发展；若道路设计标高太低，则道路在使用过程中容易损坏，造成道路的使用寿命过低，使用效果差、翻修率高、养护费用高、重复投资大，也会对城市发展造成负面影响。

因此，在满足设计规范和道路使用需求的前提下，使道路设计标高尽可能低，是摆在道路设计者眼前的一个重要问题。如何合理的确定道路的最低控制标高，满足道路交通、地面排水、建筑布置和城市景观的需要，是达到工程合理、造价经济、景观美好的重要途径，同时对指导城市建设也是非常有意义的。

2 基本原则及目标

（1）通过对城市道路竖向标高的控制，满足以下要求：

a.道路交通运输的使用性能要求。应充分考虑沿线地质情况，使得路基的最小填土高度能满足其使用强度、刚度、耐久性和稳定性要求，从而确定路基的控制标高。路线经过水文地质条件不良地段时，应提高路基标高以保证路基稳定；

b.各类城市用地的建设要求。做到与沿线地块的竖向规划相结合；

c.用地地面排水及城市防洪、排涝的要求；

d.妥善处理各类工程管线覆土及敷设的高程要求。

（2）采用定性分析和定量计算相结合的科学方法，在确保工程项目安全可靠的前提下，尽量降低城市道路和沿线地块建设成本，对城区内道路的设计起到指导作用。

3 城市道路最低设计标高的控制因素

根据对道路竖向标高的控制所要达到的要求，把控制因素归纳为三类。

（1）与道路路基使用性能相关的因素；

（2）与道路周边用地规划标高相关的因素；

（3）满足道路雨水排放和管线敷设的要求。

以下对城市道路最低设计标高的各控制因素进行分析并给出计算范例。

4 与道路路基使用性能相关的因素

道路路基的使用性能主要体现在四个方面：强度、刚度、稳定性和耐久性。强度是指应该具有一定的承载能力；刚度是指有一定的抗变形能力；稳定性是指保持几何形态和物理力学特性；耐久性是指满足设计使用年限的要求。

影响路基使用性能的因素是多方面的，包括气候条件、地理条件、地质条件、水文条件和材料条件。而体现这些因素的综合指标之一就是路基湿度状况，在道路设计过程中，路基湿度状况通过不同的路基临界高度体现在道路设计标高中。

4.1 路基干湿状态

路基湿度的来源基本包含降水、地面水、地下水、凝结水、薄膜移动水。大气降水可以通过路面铺装来减小影响，地面水可以通过良好的排水设施，凝结水和薄膜水在特定的气候环境（如季节性冰冻地区），它的影响才比较显著。相对而言，地下水对路基湿度的影响最为直接，见图1。

图1 路基湿度来源图

由于影响路基湿度的因素复杂，至今还不能精确地预估各种情况下的路基湿度。路基设计规范提供了一种经验的方法。首先通过对不同自然区划内不同干湿状态的路基进行大量的调查和数据分析后，建立了一种定性和定量相结合的关系。将干湿状态划分为四种类型：干燥、中湿、潮湿、过湿，用稠度分界。

路床顶面以下路基临界高度内平均稠度wc与分界稠度wci的关系和路基干湿类型的一般特征见表1。

表1 路基干湿类型表

4.2 路基临界高度

临界高度指在不利季节当路基处于某种干湿状态时，路床顶面距地下水位的最小高度。以上海市为例，自然区划为Ⅳ区，路基土类别以粘土为例，干燥状态下H1取1.5 m、中湿状态下H2取1.0 m、潮湿状态下H3取0.8 m，见图2。

图2 路基临界高度

4.3 路基性能相关道路最低设计标高的计算

道路设计一般按照中湿或者潮湿状态控制，设计路槽底最低点标高为:

式中：h1为路槽底设计标高；e0为原状地面标高；D为地下水埋深；H为路基临界高度，潮湿状态下取0.8 m，中湿状态下取1.0 m。

根据上海市以往的工程经验和相关地质资料：新建区域取地下水埋深为0.5 m；在具体工程中根据勘察报告的地质资料修正。建成区的地下水埋深略深，见图3。

图3 标高计算示意图

路面最低设计标高为：

式中：C为路面结构厚度；W机为机动车道路幅宽度；i为道路横坡度。

5 与道路周边用地规划标高相关的因素

5.1 区域土方平衡

上海属于平原地区，土方缺乏，城市用地地坪抬高将极大的增加建设用地的土方。考虑标高的高低对地块投资影响较大，因此地块不宜抬高过多。

根据统计，上海建成区地坪大多在3～5 m。以此为经验数据，认为地块建设时规划地坪较一般现状地坪抬高0.5～0.8 m，属于较合理范围。

5.2 与周边地块标高衔接要求

对于建筑退界较宽，有规划绿带的地区，道路边缘可以比地块标高略高，高差按接坡坡度3%控制。

对于局部地区建筑紧贴路边的情况，城市道路的路肩边缘标高宜低于街坊地坪标高20 cm以内；兼顾城市道路路基的要求，至少不应比街坊地坪标高高很多，尽量控制在20 cm之内。

6 与道路雨水排放要求相关的因素

6.1 雨水管道的敷设和管顶覆土

根据相关水利规划，上海河道河底标高控制在-0.50～0.50 m；考虑河道淤积，为保证雨水安全排放，管道出口处管内底标高最低应为0.20m～1.20m；若规划雨水排水最大流行距离不超过500m，雨水管道坡度按0.1%计，则管道起点内底标高h0最低为0.70～1.70 m。

根据雨水系统规划，参照雨水管道的最大设计管径确定壁厚δ，一般为管径 ø的10%；路床顶面设计标高距雨水管管顶之间覆土C0至少为0.5 m。

道路路槽底最低点的设计标高最低应为：

雨水管道标高关系示意见图4。

图4 雨水管道标高关系示意图

同理，路面最低设计标高可参照路面结构厚度、机动车道路幅宽度和道路横坡度进行叠加计算。

6.2 区域排水模式

雨水排放分为城市小区强排模式、缓冲式排水模式、区域排涝模式。

（1）城市小区强排模式：雨水通过泵站提升排入河道，地面标高不受控制。

（2）缓冲式排水模式：雨水排入圩内河道，若其最高控制水位为2.8 m，规划雨水最大流行距离不大于500 m，水力坡降按0.1%～0.15%计，地面标高应控制在3.3～3.55 m以上。

（3）区域排涝模式：雨水排入圩外河道，若其最高控制水位为3.5 m，规划雨水最大流行距离不大于500 m，水力坡降按0.1%～0.15%计，地面标高应控制在4.0～4.25 m以上。

（4）在上述基础上，再考虑横披的影响，相加即可得到路面设计标高。

7 最终设计标高的确定

在分别求得满足路基使用性能和排水要求的最低设计标高后，取其大值，并综合权衡周边地块衔接要求和土方平衡，进而最终确定道路最低设计标高。

8 结语

在上海一些道路的使用过程中，可以看到，对于路基达不到潮湿状态的道路，即使在通车不久、车流量不大的情况下也容易产生车辙、拥包、裂缝等水损坏；而路面设计标高超过理论分析值时，路面出现水损的情况较少。这也印证了，最低控制标高应该作为道路建设的重要控制因素。

本文通过总结确定道路最低设计标高的方法，为从事城市道路规划、设计及建设人员提供了有效的技术支持。