水力论文:论市政道路工程排水设计

　　　　论市政道路工程排水设计
　　刘学章
　　广西电力工业勘察设计研究院广西南宁530023
　　摘要：笔者根据从事多年相关市政道路排水的工作经验，结合相关的工程案例，对城市道路市政道路排水设计方面进行具体探讨，供同行朋友参考。
　　关键词：道路路面；路基排水；路面排水；绿化带；设计应用
　　1引言
　　随着经济和社会的发展，对城市道路的要求越来越高。而道路积水成为城市道路的一个主要的灾害，它不仅影响了道路的正常使用，还对道路的使用寿命产生不良的影响。道路路面的积水如果不及时有效的排除，时间长就会渗入路面结构内部，这部分水会对路面产生沉陷、开裂、松散及坑槽等破坏作用，水泥混凝土路面在水分的作用下，还会在接缝处形成唧泥，造成基层湿软，强度下降；混凝土板在行车荷载的作用下产生不均匀沉陷，造成断板、错台、开裂等，最终导致路面早期破坏，影响道路的使用寿命。
　　2路基排水设计
　　路基是道路的基础，道路要实现其交通功能，首先需要一个强度、刚度和稳定性均较好的路基基础。路基位于路面结构以下，对于水的作用非常敏感，正确处理好路基排水，对于道路的整体稳定性至关重要。
　　2.1疏干潮湿或过湿路基
　　对于路基处于潮湿或过湿状态，应进行处理后才能作为设计路基，处理方法如下：
　　⑴对于过湿路基，无法进行碾压、晾晒的，可采取换填方式进行处理，如抛石挤淤、换填好土、换填透水性好的粒料材料等。
　　⑵对于潮湿路基，含水量不是太高，可以在施工前在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，将路基水收集到排水沟内，通过吸水泵排走，从而疏干路基。
　　2.2在地势较低处有效地降低地下水位城市道路排水设计中要充分重视下立交处道路路基排水问题。
　　⑴通过设置排水泵站的方法来排除汇集在地势最低处的地面水。
　　⑵有效地降低地下水位，使路基处于干燥状态。在下立交处一般路面标高较低，大部分路基位于地下水位以下，尤其是南方地下水位较高而雨水又多地区，若不进行处理路基就会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设置盲沟、暗沟、渗沟等，实践证明盲沟对于降低地下水位有着良好的效果。盲沟设置方法：盲沟断面通常为矩形或梯形，在沟底和中问回填粒径3～5cm的碎石或卵石，在粗粒碎石的两侧和上部按一定比例分层回填较细的粒料一中、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，管四周填以等粒径的碎石、砾石组成盲沟。顶部铺设双层反铺草皮，并在其上夯填厚度不小于0.5m的粘土层，作为封闭层，防止地面水和泥土进入。
　　3路面排水设计
　　3.1车行道排水设计
　　城市道路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时间并迅速将水排除，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口的方式收集路面水，并通过与其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。
　　当路面宽度较窄，设置单坡也能满足道路的横向排水要求时，可采用单坡排水，非机动车道的排水方式即为单坡排水，这样既有利于施工，又保证了路面的完整性。
　　3.2人行道排水设计
　　⑴为便于人行道路面水的排除，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自流排入车行道边的雨水口内。
　　⑵当道路位于挖方段时，通常在道路两侧设置各种形式的挡土墙，道路两侧应在挡土墙上方设置截水沟，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，然后顺人行道流入车行道边的雨水口内。通过长期观察发现，大多数在道路两侧设置路堑挡土墙的路段，人行道上都有沿挡土墙流下的雨水痕迹（雨水携带黄土或铸铁泄水孔生锈而产生）。此时，为了使人行道上干净、清洁，可以在人行道边设置排水通道及时将从挡土墙上方流下的水分截走。
　　3.3路面结构内排水设计
　　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，还有少量地表水通过路面孔隙、裂缝等渗入到路面结构内，降低路基强度，因此必须采取一定的措施提前排除可能渗入路基内的地表水。
　　⑴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坡排人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。
　　⑵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。
　　⑶设置排水层。在多雨地区或地表水较丰富的地区，采用设置排水层的方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、防水作用的土工布，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（其纵横坡度分别同道路路面纵横坡度），将渗入排水层的水分迅速地排出道路以外。排水层选择透水性较好的粒料材料，如碎石、矿渣、砂等。这些材料还可以防止路基内地下毛细水的上升，使路面结构保持干燥。同时在道路两侧设置纵向排水沟渠或盲沟，盲沟与雨水井相接处在井壁开设孔洞并设置土工布过滤格栅将汇集来的雨水排入雨水井，通过雨水主干管将水排走。
　　4绿化带处排水设计
　　城市道路由机动车道、非机动车道、人行道和绿化带等部分组成。长期以来人们采取各种措施保证车行道、人行道的排水通畅，但对于绿化带部分的排水却未引起足够的重视。随着城市对绿化指标的不断提高，城市道路绿化率提出了相应的要求。近几年，各个城市的道路绿化带宽度越来越宽，一方面为了满足道路绿地率的要求，另一方面也美化了城市，对于减少道路交通污染起到一定的作用。此外，为了满足各种树木种植要求，绿化带土质要求最好是疏松湿润、排水良好、富含有机质的肥沃冲积和粘壤土。同时，还要定期对绿化带进行洒水养护。因此，由绿化带渗入到路面结构内的水分不容忽视。在公路上，绿化带排水已逐渐引起重视并采取了一定的排水措施，取得了良好的效果。为了使城市道路经久耐用，满足交通需求，保证交通安全，在保证路基、路面排水的同时还应该充分做好绿化带排水。
　　在公路绿化带排水中，考虑2种排水措施：
　　①分隔带为硬铺装；②分隔带为绿化带。在城市道路里，为了满足绿化要求，美化城市环境，道路分隔带硬铺装越来越少，部分利用绿化带作为公交站台处采用硬铺装，因此可以按照分隔带均为绿化带进行排水设计。渗入到绿化带中的水分一部分沿道路纵坡向下排走，另一部分向路面结构侧面、绿化带底渗入，因此，可以在路面结构两侧边缘与绿化带衔接处铺设涂刷双层沥青的土工布，将绿化带与路面结构隔开。同时在绿化带底部设置纵向排水沟（盲沟），并每隔一定距离设置横向排水通道将绿化带水及时排入道路两侧的雨水井内。
　　5城市道路排水设计应用实例
　　以某市某大道道路工程排水设计为例，进一步说明城市道路排水综合设计要求。本道路为某城市主干道，规划道路红线70m，横断面为二块板型式。中央绿化带宽12m，两侧为2×16m的机动车道+非机动车道，2×13m的人行道。