淺談城市道路最小縱坡設計與鋸齒形偏溝的運用

蔡祥輝

（河北大地建設科技有限公司上海分公司，上海市 201315）

0 引言

在地勢平坦的城市中，城市道路設計、施工時，受現(xiàn)狀地面標高、兩側地塊規(guī)劃地坪標高等影響，道路縱坡普遍較小，時常出現(xiàn)小于最小排水坡度（0.3%）；若采用增設變坡點加大縱坡，則路面頻繁起伏影響線形美觀。道路路面排水與線形美觀成為一對矛盾。為此，道路設計采用鋸齒形偏溝，以利于路面雨水快速排除。

1 縱斷面最小縱坡設計

城市道路路面水沿道路橫坡匯集于路面邊緣側石位置，通過縱坡順路面邊緣沿縱向排入雨水口，通過管道排除，因此道路縱坡是城市道路路面排水的需要。

不同的路面材料對最小排水縱坡的要求也是不同的，水泥混凝土路面及瀝青路面最小排水坡度為0.3%，整齊塊石路面最小排水坡度為0.4%，其他低等級路面為0.5%。從規(guī)范來看，線形規(guī)范《城市道路路線設計規(guī)范》（CJJ 193—2012）及《城市道路工程設計規(guī)范》（CJJ 37—2012）規(guī)定，“道路最小縱坡不應小于0.3%”。作為一項嚴格的要求，一般情況下均應按照該標準實施。

在地勢平坦的城市中，實現(xiàn)該標準還是比較困難的，途徑主要是通過增加變坡點，使得路面短距離起伏，從而加大縱坡，但道路頻繁起伏影響了道路線形美觀。

從規(guī)范條文說明看，0.3%的道路最小縱坡主要是考慮從降低工程造價和施工難度的角度出發(fā)，保證排水和防止管道淤積的最小縱坡。但從實際情況看，城市道路雨水管道分為自排系統(tǒng)和強排系統(tǒng)，自排系統(tǒng)是通過重力流排除至周邊水域，強排系統(tǒng)是匯集至泵站后通過泵站提升后排除至周邊水域。因此在地勢平坦的城市中，雨水排放方向是按照規(guī)劃排水系統(tǒng)的方向實施，與道路縱坡方向很難保持一致，管道的縱坡與埋深基本與道路的縱坡無關。

由此可見，一味強調道路最小縱坡不小于0.3%，并不能達到節(jié)約工程投資的目的，反而在一定程度上加大了道路設計與施工的難度，影響道路線形美觀。

同時，規(guī)范亦規(guī)定“當特殊困難縱坡小于0.3%時，應設置鋸齒形偏溝或采取其他排水措施”。在工程實踐中，通常采取鋸齒形偏溝以解決道路縱向排水。

2 鋸齒形偏溝定義

鋸齒形偏溝又稱鋸齒形邊溝（街溝），其定義為：

城市街道縱坡小于允許最小縱坡時，水流遲緩，排水不暢，產(chǎn)生暫時積水現(xiàn)象且影響交通。由于縱坡小，且施工有一定誤差，亦易造成局部面積水。為消除這種現(xiàn)象，可自道牙（側石）起在一定寬度內，將偏溝底路面邊緣的縱斷面修成鋸齒形，在此寬度內的橫坡相應起伏改變，以利將水流排入雨水口（《城市道路設計手冊》，中國建筑工業(yè)出版社）。

挑水點為路面邊緣縱向排水的分水點；落水點為路面邊緣縱向排水的收水點，雨水口位置。鋸齒形偏溝的立面圖和橫斷面圖如圖1和圖2所示。

圖1 鋸齒形偏溝立面圖

圖2 鋸齒形偏溝橫斷面圖

3 鋸齒形偏溝實際應用

在實際工程中，為便于設計及施工，挑落水點與正常路面邊緣的高差采用了固定模式，主要有“加3減3”“加2減4”“加 0減6”等（一般雨水口最大間距為40 m），即挑水點在正常路面邊緣標高的基礎上加上相應的值（單位為cm），落水點則減去相應的值。而挑落水方式也分為路面挑落水及平石挑落水兩類。

3.1 路面挑落水

在路面邊緣b=1～3 m的范圍內調整路面標高，使形成鋸齒形偏溝（見圖2）。一般要求i’1不應為反坡，且i’2坡度不宜過大。b值可根據(jù)路面寬度適當選取，一般路面較寬時，b值可取大值，挑落水可采用“加3減3”；路面較窄時則取小值，挑落水可采用“加2減4”；當路面很窄時則不適宜采用路面挑落水方式。

路面挑落水方式有一定的優(yōu)點，主要為落水點位置路面橫坡較為平緩，即一般i’2不大于5.0%；缺點主要為挑落水區(qū)間內路面施工標高控制要求較高，施工控制復雜，且機動車在最外側車道（挑落水范圍內）快速行駛時有一定的起伏感，影響車輛行駛舒適性。

3.2 平石挑落水

通過平石鋪砌角度的轉動使得側平石交點位置與正常路面邊緣形成高差，從而形成鋸齒形偏溝（見圖3），挑落水方式一般為“加0減6”。

圖3 平石挑落水示意圖

平石挑落水主要通過平石的旋轉形成鋸齒形偏溝，路面橫坡不變，因此便于路面施工，且對車輛行駛無舒適性影響；由于落水點平石頂面坡度較大，行人踩踏在落水點位置舒適性差，不宜使用在行人通行的位置。

4 最小縱坡與鋸齒形結構使用的注意點

4.1 最小縱坡應根據(jù)道路的具體情況選擇

地勢平坦地區(qū)，對于主要道路，長直線道路路面寬，道路豎向頻繁起伏影響線形美觀，應盡量避免為達到最小坡度0.3%而采用短縱坡增加變坡點反復上下坡?？v坡小于0.3%時通過鋸齒形偏溝可完全達到快速排除路面雨水的目的。

4.2 設計縱坡不小于0.3%時，局部位置亦應考慮鋸齒形街溝的設置

4.2.1 道路變寬段的影響

相關規(guī)范規(guī)定，“道路最小縱坡不應小于0.3%；當特殊困難縱坡小于0.3%時，應設置鋸齒形偏溝或采取其他排水措施”。實際情況中，道路縱坡較小路面存在變寬時，路面邊緣排水方向和排水坡度受路面變寬段橫坡影響較大，例如城市道路在交叉口渠化變寬段、港灣式公交?？空咀儗挾危渎访孢吘壟潘露?、排水方向往往需要進一步核對，以確保雨水口設置在路面邊緣最低點位置，雨水口（挑落水點）之間滿足最小0.3%的排水坡度。

4.2.2 道路豎曲線的影響

縱坡變化（邊坡點前后縱坡差值）小時，大半徑豎曲線范圍內可能會出現(xiàn)小于0.3%的不利排水坡度區(qū)間。

例如，設計速度為60 km/h，最小坡長為150m，豎曲線最小長度一般值為120 m（《城市道路工程設計規(guī)范》）。當采用±0.3%的人字坡時，豎曲線范圍內實際縱坡無法達到0.3%，占坡段長度的80%（取最小坡長時）。

在實際工程中需特別注意路面邊緣排水坡度，適時設置鋸齒形偏溝。

4.3 鋸齒形偏溝的注意點

（1）鋸齒形偏溝側石外露高度應考慮暴雨時雨水不淹沒側石，避免車輛及行人在此期間出現(xiàn)交通危險。

（2）鋸齒形偏溝落水點位置應確保側石有足夠的埋深，確保側石的穩(wěn)定性。

（3）路面挑落水偏溝寬度b范圍內路面有所起伏，車輛行駛時影響舒適性，且施工控制及機械攤鋪有一定困難，因此一般情況下不建議采用路面挑落水，特別是未設置停車帶的機動車專用道建議不采用路面挑落水。

（4）平石挑落水挑水點、落水點控制標高亦可采用“加3減3”“加2減4”等，可通過相應措施避免平石頂面出現(xiàn)反坡。

（5）平石挑落水在落水點位置，平石頂面橫坡較大，行人通行時可能會存在安全隱患，因此落水點位置應盡可能避開人行橫道線等行人通行的位置。

5 結語

道路設計中設置最小縱坡不小于0.3%，出發(fā)點是為了實現(xiàn)路面快速排水的目的。在地勢平坦地區(qū)，主要通過設置短縱坡增加變坡點得以實現(xiàn)，此時道路縱坡變化小，相應豎曲線長度占縱坡段長度大，豎曲線范圍內存在小于0.3%的區(qū)間長，實際上一個坡段范圍內存在較長區(qū)間無法達到0.3%的排水坡度；同時，城市道路存在較多的渠化拓寬、港灣式?？空就貙?，在拓寬漸變段范圍內也存在路面邊緣排水坡度無法達到0.3%的區(qū)間。由此可見，為了滿足規(guī)范而強制采用0.3%的縱坡，道路局部位置仍然需要設置鋸齒形偏溝，既沒有節(jié)約工程投資，減小施工難度，反而影響了道路線形美觀。

因此認為采取了確保路面排水順暢的措施后，道路最小縱坡在一般情況下可以小于0.3%，甚至采用平坡。

參考文獻：

[1]黃興安.公路與城市道路設計手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[2]顏本崧.城市道路設計手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1985.

[3]周海生，陳建軍.道路路表排水的鋸齒形街溝計算算法和綜合設計[J].中國市政工程，2009（6）：4-5.

[4]吳祖德.剖析城市道路瀝青混凝土路面中鋸齒形偏溝的工程設計[J].城市道橋與防洪，2011（2）：1-5.