1、1现代城市道路工程排水设计分析探讨摘要：本文介绍了城市道路工程排水设计的基本内容，分析研究了城市道路工程排水设计，对设计的要点进行了简单的分析及探讨。 关键词：城市；道路工程；排水；设计 中图分类号：S276 文献标识码： A 文章编号： 城市道路的排水工程是满足社会经济可持续发展的重要因素，是保障自然环境、提高人民物质生活水平的重要前提。在我国，城市道路的排水问题已经成了制约社会经济发展的因素之一。城市中排水系统的科学合理与否，可直接反应出这个城市的经济情况、管理状况如何，若不合理，则会引起多方面的危害。首先，会引发社会安全隐患。道路排水设施不好，路面积水会直接降低车辆的行动力，使车辆在行驶
2、的过程中容易产生交通事故；其次，会造成对道路的破坏。道路长期浸泡在积水中，路基的强度会大大降低，从而破坏路基的整体性能。车辆在行驶的时候，路面板材会由于不堪重负而形成陷坑。严重的时候还会形成断板。最后，是对城市和居民生活的影响。城市道路排水是城市排水系统中重要的组成部分，它承担了很大一部分生活排水的任务。城市道路排水不合理会对居民正常的生活产生不良影响。 一、道路排水设计的内容 道路排水设计一般包括以下两个方面的内容: 一是要考虑如何减少地下水, 农田排灌水对路基稳定性及强度的影响, 一般称为第一类热电2厂水; 二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外, 最大限度地减少雨水对路基, 路面质量的影
3、响, 减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基, 路面结构和使用性能产生的损害, 这称为第二类排水。 1、排水设计通常采用提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法, 对于地下水位较高路段, 施工期间一般都考虑在施工前开挖临时排水边沟, 排除地表水并降低地下水, 对于软土地基处理路段如塑料排水板, 预压等一般调协 50 cm 左右砂垫层, 以加快排水。 2、 排水设计一般包括: a、路面水: 通过道路横坡 , 急流槽, 边沟及排水构造物等形成完整排水系统把路面水收集并排出路基范围: 对于超高路段, 可通过设置在中央分隔带处的中央排水沟和横向排水管等排出路横坡排出。b、 下渗水:下渗水一般
4、分二种, 一是中央分隔带下渗水, 二是路肩下渗水, 根据不同下渗水, 采取不同方法排出 二、路基排水设计要点及分析 路基是道路的主要部分，路基的稳定性和强度对于水的作用非常敏感，水还可能造成掺有膨胀土的路基工程毁灭性的破坏。路基排水的任务是将路基范围内的土路基湿度降到一定的限度范围内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基具有足够的强度和稳定性。 （1）地势较低集中汇水的排水设计。城市道路立交低洼处地下水水位较高，特别是在下穿式立交中，道路低点比周围地面低 36m，且形成盆地地形，这样大气降水向低洼处汇集，就会造成路面积水。这里需要解决的两个问题就是地面排水和地下排水。 自流排水。当立交附近有低于
5、立交最低路面的排水管区时，采用直3接排水的方式，这也是城市道路立交经常采用的方式。自流排水是最经济、最安全的排水措施，它不需要消耗能源和其他工程设施的建设。 调蓄排水。当达到洪峰时，如水体或干管水位高于路面水位的时候，将不能自流排水之流量引入蓄水池，待水体或干管水位回落时，再自流排水，但调蓄排水受条件限制应用不是很广泛。a.在立交用地范围内有布置蓄水池的合适位置要与其他市政管道无较大的交叉，立交内雨水管道能自流接入蓄水池，蓄水池也能自流接入干管或河道泄空。b.要求汇水面积较小，蓄水量不大。c.通过设置排水泵站的方法来排除汇集在地势较低的水，但是现实中多数地区考虑到节约电费、减少物业管理和人员操
6、作应尽量减少排水泵站的设置。 （2）潮湿和过湿路基的排水设计。潮湿和过湿路基应首先应该疏干和换填处理。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，将路基水排到排水沟内，从而疏干路基；对于过湿路基，含水量较高，无法晾晒和疏干。只能采取换填的方式进行处理，如换填好土，换填透水性好的材料等。 （3）降低路基地下水位的设计。降低路基地下水位，使路基处于干燥状态。在下穿式立交处一般路面标高较低，大部分路基位于地下水位以下，特别是南方地下水位较高而雨水又多地区，若路基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
7、路基下地下水位一定高度范围内设置暗沟、渗沟和渗井等。暗沟。相对于地面排水的明沟而言，暗沟又称盲沟，具有隐蔽工程4的含义。从盲沟的构造特点为沟内分层填以大小不同的颗粒材料，利用渗水材料透水性将地下水汇集于沟内，并沿沟排泄至指定的地点。暗沟的设置方法在沟底和中间回填粒径 35cm 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、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。但盲沟的排水能力较小，不宜过长，沟底具有纵坡，出水口底标高高于沟外最高水位 20cm，以防止水流倒流。 渗沟。采用渗透的
8、方式将地下水汇聚于沟内，并通过沟底通道将水排至指定的地点。此种地下排水设备称为渗沟，它的作用是降低地下水位和拦截地下水。渗沟的设置位置视地下排水的需求而定，与盲沟的设置相仿。但沟的尺寸更大，埋植更深，而且要进行水力计算确定尺寸。 渗井。渗井属于水平方向的地下排水设备，当地下存在多层含水层，其中影响路基的上部含水层较薄，排水量不大，且平式渗沟难以布置时，采用历时排水，设置渗井，穿过不透水层，将路基范围内的上层地下水，引入更深的含水层去，以降低上层的地下水位或全部予以排水。鉴于渗井施工不易，单位含水面积的造价高于渗沟，一般尽量少用。 三、路面排水设计要点及分析 （1）车行道排水设计。城市道路路面排
9、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5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。 （2）人行道排水设计 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人车行道边的雨水口内。 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，
10、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。 （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。 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波排入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。 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
11、表面向道路两侧排走，保持道路基层干燥。 设置排水层。在多雨地区或地表水较丰富的地区，采用设置排水层的发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6的土木布，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。 四、城市雨水管道的设计要点及分析 城市道路排水管道的总体原则是：结合地形和地表物等条件，综合考虑城市规划、道路网规划和居民区的详细规划，做到工程合理,经济可行，管网疏密恰当，并避免埋深过大或过小，坡度过陡或过缓。一
12、般应考虑以下问题： （1）处理好道路与排水的关系 城市排水管沟一般均依托道路布设，道路定线对市区排水组织、排水管沟的埋深、排水的重力流或提升有重大影响，道路高程的确定对两侧地块的排水也有很大影响，应保证道路雨水口高程低于两侧地坪 20cm 以上，否则不利于地表径流的排除。道路纵坡的确定宜与两侧用地的纵向坡度一致，避免大的逆坡而导致的排水管沟埋深过大及两侧用地排水困难。规划雨水管道时，尽量利用自然地形坡度，以最短的距离排入附近的池塘、河流、湖泊或郊区灌溉系统。只有当水体位置较远，且地形平坦或地形不利的情况下，才需要考虑设置水泵站；当天然水体的水位高于管道出口时，可以设置出口泵站。同时在地形起伏较
13、大的地区，雨水干管应结合主要道路走向沿山谷低处布置，两侧斜坡地可借支管连接。具体布置时，应先根据地形划分地面水径流的分水岭线，然后在相邻分水线之间沿谷线低处布置。 （2）合理选择和布置出水口 7出水口要结合地形以及水体的具体情况，分散或适当集中布置。如果管道出水口的地质构造或者建筑构造比较简单，工程造价不高时，经济可行性高，可以考虑分散布置；反之，若河流水位变化很大，或者管道出水口离常水位很远时，出水口的建筑费用就很大，此时不宜采用过多的出水口，可以考虑集中布置并选择合适的出水口。还要特别注意立交桥位置的道路排水，考虑到立交桥位置的特殊性和重要性，以考虑设计自流、调蓄、泵站抽升等 3 种方式，
14、当然配套的管网设施落，泵站设计能力都要符合当地的条件。 （3）雨水重现期的设计要点 适当提高雨水管网设计的参数标准。目前 ，我国的城市排水设计标准整体偏低，设计重现 期和径流系数的选择对城市雨水管网设计的影响较大。城市排水设计的重现期一般是一年 一遇。但在实际设计中，不考虑地块的实际情 况千篇一律的按一个标准进行设计。就会容 易造成暴雨时局部地区产生内涝积水。因此， 首要的工作是根据实际情况适当提高设计重 现期。雨水管网的设计重现期，应根据汇水地 区性质、地形特点和气候特征等因素确定。同 一排水系统可采用同一重现期或不同重现期， 在重要干道、重要地区或短期积水即能引起较 严重后果的地区，一般采
15、用 35 年。并应与道 路设计协调。特别重要地区和次要地区应酌情 增减。象火车站，道路交叉口，快速路地质灾 害比较严重的地区等，设计重现期需提高至 2 年及 2 年以上。另外，径流系数的选择必须与 实际工程情况相结合，必须充分了解设计范围 上游及周边的整体情况后再通过加权平均法 确定。 修订暴雨公式。降雨资料的增加，8对暴雨 强度公式必定产生一定的影响。各城镇应根据 已有的暴雨资料进行分析、研究、计算，对暴雨强度公式进行修订、完善，使之符合实际情况， 从而使计算的排水流量符合实际。城镇产流、 汇流条件的变化，降雨入渗面积和入渗水量均 减少，将使排水流量发生较大的变化。因此，应 根据当前城镇各类
16、建筑、交通、绿化、公共设施 及其他有关用地的具体情况，研究降雨与人渗 的关系，合理确定径流系数，根据产流、汇流情 况合理确定排水区域的设计排水流量。 参考文献： 1 金玉华,汪萍. 关于城市道路排水设计中的几个问题分析J. 中国高新技术企业, 2008,(13) . 2 张景奎. 道路排水设施的探索J. 交通世界(建养.机械), 2009,(Z1) . 3 赵银燕,王成. 谈城市道路排水设计J. 中国高新技术企业, 2008,(24) . 4 董梦欣.关于对高速公路排水设计的探讨J. 商业文化(上半月).2012(05) 5 赵伟,谢庆红,庄传仪.基于 GIS 的公路综合排水系统设计方法研究J. 山东交通科技. 2012(04)
