港區(qū)道路路面排水設(shè)計(jì)

周驪巍，白子建

（天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津市 300051）

0 前言

港口作為綜合運(yùn)輸?shù)臉屑~，已成為物流供應(yīng)鏈上的一個(gè)十分重要的節(jié)點(diǎn)。港口一般是多條道路的起點(diǎn)或終點(diǎn)，同時(shí)又是大宗貨物和客流的集散中心，由于港口道路交通量大，車輛速度較快，對(duì)路基路面強(qiáng)度和穩(wěn)定性以及對(duì)行車安全都有較高的要求。道路上的積水會(huì)浸潤路基，降低土基強(qiáng)度，甚至導(dǎo)致路基路面的破壞，港區(qū)一般氣候較為濕潤，降水較多，因此及時(shí)排除道路上的積水顯得尤為關(guān)鍵。

路面排水是運(yùn)用硬路肩部位（包括土路肩和邊坡）上急流槽和中間帶部位來進(jìn)行。路面積水如不能有效地排除，在路表面就會(huì)形成水膜,使路面與車輪之間隔有一層水墊層，從而降低了路面的抗滑性能，同時(shí)亦會(huì)降低車輛的通行能力，甚至使高速行駛的車輛產(chǎn)生飄滑現(xiàn)象和噴霧，造成交通事故。據(jù)交通部門調(diào)查，道路交通中雨天事故率相當(dāng)高，有效的路面排水是確保路基路面穩(wěn)定以及確保公路正常運(yùn)營和行車安全的重要措施。因此，港區(qū)道路路面排水設(shè)計(jì)應(yīng)予以足夠重視。

1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

1.1 路面暴雨徑流

路面暴雨徑流是確定路面排水設(shè)施幾何尺寸主要依據(jù)之一。路面上排水系統(tǒng)及設(shè)施幾何尺寸是依據(jù)降至路面的暴雨所形成的徑流大小來確定的。采用多大的暴雨強(qiáng)度為設(shè)計(jì)依據(jù)關(guān)系到排水結(jié)構(gòu)物尺寸大小和交通安全程度。采用過大的暴雨強(qiáng)度設(shè)計(jì)的排水設(shè)施尺寸必然較大，雖使用安全，但常年不滿流，造價(jià)大，不經(jīng)濟(jì)；反之，則會(huì)出現(xiàn)雨水經(jīng)常不能及時(shí)排出現(xiàn)象，有礙交通和安全。港區(qū)道路施工設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合港區(qū)氣候特點(diǎn)，具體可參照《公路柔性路面設(shè)計(jì)規(guī)范》。

1.2 路面允許排水寬度

路面允許排水寬度，是指路面上的雨水由于路面橫坡的作用匯集到緣石排水溝，在溝中允許達(dá)到的水面寬度。由于緣石排水溝由緣石和部分路面組成,因此必須限制其水流寬度,否則有礙交通安全。同時(shí)，允許排水寬度與排水溝的過水能力有關(guān)，從而與入水口及設(shè)置間距有關(guān)。因此，允許排水寬度應(yīng)綜合考慮確定。港區(qū)用地較為緊張，因此港區(qū)道路設(shè)計(jì)排水設(shè)施具體數(shù)值確定的基本原則是在保證緣石排水溝具有一定的排水能力下，盡可能不侵占或少侵占行車道。對(duì)于路肩排水，允許排水寬度應(yīng)限制在硬路肩范圍內(nèi)；對(duì)于超高段，允許排水寬度距中央分隔帶緣石不宜超過1.25 m。

2 路面排水方案

港區(qū)道路路面排水形式包括路表排水、中央分隔帶排水、路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水。

2.1 路表排水

路表排水形式有以下兩種:

（1）分散排水。由路面縱橫坡、路肩和邊坡防護(hù)組成，適用于路線縱坡平緩、匯水量較小、路堤填筑高度較低的路段。分散排水設(shè)計(jì)應(yīng)與路基邊坡防護(hù)、邊溝或排水溝相結(jié)合，港區(qū)道路匯水量相對(duì)較大，土路肩宜用不小于50 mm厚的預(yù)制水泥混凝土塊鋪砌或現(xiàn)場澆筑混凝土，下設(shè)砂礫、砂、碎石等透水層，層厚不小于15 cm或?qū)拥讘?yīng)低于面層的底面，以利于路面結(jié)構(gòu)排水。

（2）集中排水。由路面橫坡、攔水緣石或矩形槽、泄水口和急流槽組成，適用于路堤填筑高度較高，或路堤易受沖刷的粉性土路段、凹形豎曲線底部等。

攔水緣石可采用瀝青混凝土或預(yù)制水泥混凝土制作,高出路面5～10 cm,泄水口間距應(yīng)按有關(guān)規(guī)范計(jì)算確定，一般30～50 m設(shè)一處，其開口寬度一般為0.5m。在凹形豎曲線底部或其他匯水量較大位置，宜適當(dāng)加密。超高路段彎道外側(cè)路面排水,宜采用在左側(cè)路緣帶設(shè)置有蓋板的U型鋼筋混凝土溝或縫隙式排水溝，每隔30～50m設(shè)一處集水井，并通過橫向排水管引至邊坡的急流槽或暗管。

2.2 中央分隔帶排水

中央分隔帶排水設(shè)施一般由排水溝(明溝、暗溝)、滲溝、雨水井、集水井、橫向排水管等組成。中央分隔帶有凸式、平式或凹式。一般不封閉，采用填土綠化，以美化路容，改善公路景觀以及隔離車道；也可封閉，采用40～80 mm預(yù)制混凝土鋪面或現(xiàn)澆混凝土，其下設(shè)砂礫墊層，封閉后的分隔帶可不設(shè)內(nèi)部排水系統(tǒng)。

（1）為確保中央分隔帶天然雨水不滲入路基，對(duì)中央分隔帶采用水泥砂漿抹面密封，然后用熱瀝青人工涂抹均勻，將原設(shè)計(jì)的雙層瀝青土工布更改為防水土工布，徹底杜絕中央分隔帶雨水滲入路基。

（2）確保橫向排水管的排水通暢。對(duì)埋設(shè)好的橫向排水管進(jìn)行逐道灌水檢查，確保排水通暢。集水井的井蓋和井蓋上透水土工布的施工要求到位，堅(jiān)決做到既保證有良好的透水，又防止中央分隔帶填料堵塞集水井和橫向排水管。為降低今后養(yǎng)護(hù)難度，全線橫向排水管的位置將被明確做好標(biāo)識(shí)，為今后養(yǎng)護(hù)查找疏通排水做好基礎(chǔ)工作。

2.3 路面內(nèi)部排水

現(xiàn)有的路基路面排水系統(tǒng)往往只重視把地表水排到公路路界以外，而不重視排除由于降水而形成的路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部滯水，在沒有設(shè)置有效的路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水系統(tǒng)的情況下，這種內(nèi)部滯水的危害性是相當(dāng)大的，是導(dǎo)致我國一部分高等級(jí)公路路面早期損壞的重要原因之一。

當(dāng)潮濕路段在不利時(shí)期路面內(nèi)部可能出現(xiàn)自由水滯留，土基含水量可能超過毛細(xì)飽和水量時(shí)，路面內(nèi)部排水應(yīng)與路面邊緣排水相結(jié)合，為避免路面因路基翻漿破壞，應(yīng)在路面下鋪設(shè)排水基層，可采用瀝青碎石或骨架空隙型水泥穩(wěn)定碎石或級(jí)配碎石做排水基層。排水基層的集料應(yīng)選擇潔凈、堅(jiān)硬耐久的碎石，集料級(jí)配應(yīng)滿足透水性要求，也可在路面結(jié)構(gòu)層下設(shè)置礫石、粗砂排水層。

在修訂有關(guān)公路路面設(shè)計(jì)規(guī)范時(shí)，在年降雨量大于250 mm的港區(qū)修建二級(jí)以上道路時(shí)，強(qiáng)調(diào)必須進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水設(shè)計(jì)。針對(duì)港區(qū)多雨的特點(diǎn)，在修建港區(qū)道路時(shí)，應(yīng)完善排水設(shè)計(jì)，避免有可能造成早期水損害，導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。

3 港區(qū)道路線形設(shè)計(jì)

3.1 橫斷面設(shè)計(jì)

（1）路拱。為了利于路面排水，一般會(huì)將路面做成路拱的形式。路拱坡度應(yīng)根據(jù)港區(qū)路面類型和港區(qū)的自然條件按規(guī)范要求制定。常用的路拱形式有直線形和拋物線形兩種。其中拋物線形路拱造型美觀，路面中間部分坡度較小,兩側(cè)坡度較大,從而有利于排水，是大多數(shù)港區(qū)道路設(shè)計(jì)常采用的線形。港區(qū)道路一般設(shè)計(jì)等級(jí)較高，路面較寬，而且降水較多，而1%～2%的路拱坡度已不能滿足6車道以上的公路路面排水的要求?；谛熊嚢踩矫婵紤]，不宜通過加大路拱坡度來滿足路面排水，可以采用將對(duì)向行車道分別設(shè)成雙向路拱的方法,利用中央分隔帶排水設(shè)施和公路兩側(cè)排水設(shè)施將路面雨水迅速排干。

（2）超高漸變段。超高漸變段是指從道路直線段的雙向路拱漸變到圓曲線段的單向橫坡的路面橫坡漸變的路段。如果外側(cè)的超高漸變率過小會(huì)使橫坡較小的路段變長,導(dǎo)致橫向排水不暢的路段變長。如果該段的路線縱坡也較小,則該段的合成坡度也較小,導(dǎo)致該段排水不暢。排水不暢的路段長度與路線縱坡、路拱坡度及臨界長度有關(guān)。在路線縱坡和路拱一定的情況下,排水不暢的路段長度與臨界長度成正比，因此縮短其長度應(yīng)縮短超高的臨界長度。

（3）路肩。路肩排水是路面排水的一個(gè)重要組成部分,路面上的雨水最終要通過路肩排出，因此路肩的設(shè)計(jì)要有利于雨水的迅速排除,否則也會(huì)影響路面排水。路肩的設(shè)計(jì)中主要是路肩的坡度設(shè)計(jì)，坡度的大小和方向直接影響到路面排水的速度。直線路段的路肩應(yīng)設(shè)置向外傾斜的橫坡。直線段土路肩的橫向坡度一般應(yīng)較行車道橫向坡度大1%～2%。當(dāng)有硬路肩時(shí),硬路肩橫坡度一般與行車道橫坡相同,如果設(shè)置攔水帶,且路線縱坡平緩時(shí),宜采用3%～4%的橫坡。路肩上的雨水盡量向路外排。所以曲線內(nèi)側(cè)的土路肩橫坡可與行車道橫坡相同或大于1%～2%;曲線外側(cè)的土路肩橫坡應(yīng)采用3%或4%的反向橫坡。曲線內(nèi)外側(cè)的全鋪式硬路肩橫坡的方向及其大小應(yīng)與相鄰行車道一致。

3.2 縱斷面設(shè)計(jì)

在縱斷面設(shè)計(jì)中,主要是縱坡和豎曲線的設(shè)計(jì)。較大的縱坡能形成較大的合成坡度,減少雨水在路面上的滯留時(shí)間,從而有利于路面雨水的排除，但也能增加車輛發(fā)生事故的危險(xiǎn)。當(dāng)縱坡較小甚至是平坡時(shí),合成坡度也較小,路面水流流線長度增加,雨水在路面上的滯留時(shí)間也增加,此時(shí),主要靠路面橫向排水,但易造成外側(cè)行車道和路肩排水不暢的問題,產(chǎn)生路面積水。如果橫向排水不暢,就會(huì)影響到整個(gè)車道的排水。所以縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)盡量滿足排水的縱坡要求,特別是在橫向排水不暢的路段上或者車道數(shù)較多的公路上更應(yīng)引起重視。

同時(shí)，在港區(qū)道路的線形設(shè)計(jì)時(shí)，要注意平縱線形的組合，使道路線形不僅要滿足駕駛員視覺心理上的要求，還應(yīng)滿足路面排水的要求。在進(jìn)行平縱組合設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量做到平曲線與豎曲線完全對(duì)應(yīng),且平曲線比豎曲線更長，組合能較好地滿足路面排水的要求。

4 結(jié)語

港區(qū)道路路面排水設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、港區(qū)降水量、路線縱坡等因素，結(jié)合路基橫斷面布置、路基挖填情況、橋涵結(jié)構(gòu)物排水設(shè)計(jì)，從縱斷面、平縱面組合以及橫斷面設(shè)計(jì)方面充分考慮路面排水的要求，減少因幾何設(shè)計(jì)問題而造成路面排水不暢路段的比例，合理選擇排水方案，布置排水設(shè)施，形成完整、暢通的排水體系，保證路基路面的穩(wěn)定，以提高公路的使用壽命。在道路的養(yǎng)護(hù)工作中，應(yīng)保持排水系統(tǒng)的暢通,防止雨水口堵塞,確保下雨時(shí)路面不積水,以保證港區(qū)道路行車安全、通暢。

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