市政道路鋸齒形與縫隙式排水溝優化設計研究

林燕紫

(福建省建筑設計研究院有限公司 福建福州 350001)

0 引言

隨著我國新型城鎮化的穩步發展，城市發展進入新的時期，將助推市政道路基礎設施建設[1]。目前，不少大中型城市原道路已納入城鎮化改造，如橫斷面增加非機動車道和人行道，或路面結構進行瀝青罩面，縱斷面重新拉坡設計，導致原有路表排水系統需要跟進調整。此外，新建城市道路的邊坡邊溝設計受限時，也需要進行路表排水系統設計。

路表排水系統，通過道路縱坡和路拱橫坡，向縱斷面和橫斷面低洼處排水。當道路縱坡坡度< 0.3%時，通常采用兩種排水措施：一種是在道路邊緣設置鋸齒形邊溝實現縱向排水；另一種是在道路路緣帶處設置縫隙式排水溝實現縱向排水[2-3]。本文針對鋸齒形邊溝和縫隙式排水溝的設置分別展開討論，并進行了兩種排水方法的對比分析，為設計和施工提供參考。

1 鋸齒形邊溝設置

近年來，城市道路設計過程中，由于受到多方面的限制，設計過程中難免出現縱坡小于0.3%的路段[4]。當道路縱坡小于0.3%時，可在道路兩側車行道邊緣0.3m寬度范圍內設置鋸齒形邊溝[5-6]。鋸齒形邊溝設計如圖1～圖2所示。

圖1 鋸齒形邊溝設計縱向示意圖S-相鄰雨水口的間距(m)；Sc、S-Sc-分水點至雨水口的距離(m)；h1-分水點處路緣石外露高度(m)；h2-落水點處路緣石外露高度(m)；Is、、Isc-分水點、落水點至雨水口縱向坡度

圖2 鋸齒形邊溝設計橫向示意圖B-鋸齒形邊溝寬度；I0-道路平坡；I1-分水點處道路橫坡；I2-原道路橫坡；I3-落水點處道路橫坡

目前，在城市道路設計過程中，鋸齒形邊溝設置寬度主要有0.3m、0.5m、1.5m居多。常用的有“上3下3”或“上1下5”兩種設置方式。

1.1 “上3下3”法

(1)假定邊溝寬度0.3m或0.5m，道路橫坡2%。根據原道路橫坡I2,計算車行道邊緣路面高程，于分水點處路面抬高3cm，落水點處路面降低3cm，如圖3所示。

圖3 邊溝寬度0.3m(或0.5m)處“上3下3”法示意圖I0-道路平坡；I1-分水點處道路橫坡；I2-原道路橫坡；I3-落水點處道路橫坡

(2)假定邊溝寬度1.5m，道路橫坡2%。根據原道路橫坡I2=2%，計算車行道邊緣路面高程，于分水點處路面抬高3cm至現狀路面平坡，落水點處路面降低3cm，如圖4所示。

圖4 邊溝寬度1.5m處“上3下3”法示意圖I0-道路平坡；I1-分水點處道路橫坡；I2-原道路橫坡；I3-落水點處道路橫坡

1.2 “上1下5”法

假定邊溝寬度0.5m，道路橫坡2%。根據原道路橫坡I2，計算車行道邊緣路面高程，于分水點處路面抬高1cm至現狀路面平坡，落水點處路面降低5cm，如圖5所示。

圖5 邊溝寬度0.5m處上1下5示意圖I0-道路平坡；I1-分水點處道路橫坡；I2-原道路橫坡；I3-落水點處道路橫坡

1.3 常用鋸齒形邊溝對比及工程實際應用中存在的不足分析

通過表1分析，設置鋸齒形邊溝能有效地解決道路縱坡小于0.3%路段路面雨水收集問題，但實際應用過程中仍存在以下問題。

(1)路面匯水通過道路橫坡排向行車道邊緣，需沿鋸齒形邊溝流向雨水口。因道路縱坡較小，排水途徑較長，增加了雨水在路面的滯留時間。在雨量較大或匯水較多時，僅能通過增設雨水口進行收集，很難通過調整鋸齒形邊溝的設置進行快速引排。

(2)分水點、落水點處道路橫向坡度較大，且存在反坡及突變點。當行車道為機非共板時，影響非機動車的行車舒適性。

(3)在道路路面層攤鋪機械化大力推廣普及的情況下，施工時很難保證在鋸齒形邊溝設計寬度內路面結構厚度的連續性，同時增加了施工和驗收時的難度。即使采用較小的邊溝寬度，雖可采用設置平石予以控制，但在實際施工和使用過程中仍難取到較為理想的效果。

表1 土體參數

注：表中數據為假定道路橫坡為2%，道路縱坡為0%進行計算

2 縫隙式排水溝設置

縫隙式排水溝,是縫隙式線性排水系統的主要構成部分，在鋪裝面上僅留下一條窄窄的排水縫，效果比較隱蔽美觀[7]。

針對目前常用的鋸齒形邊溝在實際應用中的不足，結合市政路面雨水收集，淺析縫隙式排水溝在市政道路中的應用及設計要點。

2.1 縫隙式排水溝設計思路

在道路縱坡小于0.3%路段，于車行道邊緣(路緣石處)設置縱向縫隙式排水溝，道路通過縫隙式排水溝的縫隙收集路面匯水，通過圓形排水溝排至雨水口，再排放至雨水收集井接入市政管網，縫隙式排水溝設計圖如圖6～圖7所示。

圖6 縫隙式排水溝設計大樣圖d-縫隙式排水溝內徑； I2-原道路橫坡

圖7 縫隙式排水溝縱向示意圖

2.2 縫隙式排水溝設計要點

(1)縫隙式排水溝的內徑尺寸，應結合路面匯水、路段路沿石尺寸、道路縱坡、相鄰雨水口間距等進行設置。

(2)縫隙位置，應結合縫隙式排水溝內徑尺寸、路沿石形式，盡可能將縫隙位置緊鄰路緣石，減少縫隙口對車行道行車的干擾。

(3)楔形塊設置，結合縫隙式排水溝縫隙收集口進行設置，必要時考慮一定的斜度和嵌入深度，具體設計過程中，還應根據施工工藝和材料的不同，對斜度和深度進行適當的調整。同時，還應具有足夠的強度和剛度，以滿足縫隙式排水溝的受力條件。

(4)鐵篦設置，結合市政雨水收集口布設及區域匯水量合理設計鐵篦寬度，減少路面匯水在行車道的滯留時間。采用卡槽式鐵篦裝置，充分考慮市政道路使用過程中路面清掃等日常管養事宜。

(5)管節清淤，設置可移動調節卡槽式楔形塊及鐵篦裝置，在市政道路定期清掃及周期性采用高壓水槍等清淤設施，能充分有效地解決日常使用過程中易堵及管道淤積事宜。

(6)超高路段排水，于超高內側增設縫隙式排水溝，可減少路面匯水徑流。

2.3 鋸齒形邊溝與縫隙式排水溝對比分析

表2 鋸齒形邊溝與縫隙式排水溝比較分析表

通過表2分析，設置鋸齒形邊溝或縫隙式排水溝，都能有效地解決道路縱坡小于0.3%路段路面雨水收集問題。并且，設置縫隙式排水溝，能有效解決鋸齒形邊溝實際應用中存在的不足。

(1)路面匯水通過道路橫坡排向行車道邊緣，直接通過縫隙進入圓形排水溝排至雨水口，再排放至雨水收集井接入市政管網。路面匯水無需在車行道上漫流，減短排水途徑及排放時間。

(2)車行道邊緣與行車主路面縱坡一致，不存在橫坡變化、反坡、突變點等情況，機非行駛舒適性較高。

(3)道路中心線至車行道邊緣橫坡一致，有利于機械化施工及現場標高控制，有利于施工平整度和橫坡度的控制，降低了施工難度。

(4)推廣使用預制裝配式縫隙式排水溝，可實現工廠化預制生產現場管節拼裝，有效節約施工工期，提供成品的施工質量控制。

3 結語

鋸齒形邊溝能，有效地解決道路縱坡小于0.3%路段路面雨水收集問題，特別是針對城市舊路改造使用鋸齒形邊溝來排除路面水，相對于調整道路縱坡方案，是一個更為經濟、合理的措施。但若鋸齒形邊溝存在排水途徑較長，則增加了雨水在路面的滯留時間。以及分水點、落水點處道路橫向坡度較大等缺點。

本文綜合現有鋸齒形邊溝使用情況，引入另一種能有效解決市政道路縱坡小于0.3%路段的排水收集措施——縫隙式排水溝。淺析縫隙式排水溝設計要點，為后續市政道路設計及施工提供有價值的參考。