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淺析道路排水工程

2015-01-22 16:55  來自網絡  【  【打印】【我要糾錯】

  結合道路工程排除路面與地面雨雪水、城市廢水、地下水和降低地下水位的設施。它是道路工程的一個重要組成部分。在涉及排水系統(tǒng)或防洪時,也是排水或防洪工程的一個組成部分。

  造成道路和沿線構筑物病害的主要原因之一是水的作用。危害道路的水有地表水和地下水。地表水主要是雨雪水形成的地面徑流。地下水可分為上層滯水(從地面滲入尚未深達下層的土中水)、潛水(在地面以下第一個隔水層以上的含水層中的水,距地面較近,在重力作用下可沿土層流動)和層間水(在地面以下任何兩個隔水層之間的含水層的地下水,當水源高于地面時,可通過巖層裂隙冒出地面而成泉水)。

  暴雨徑流、冰雪覆蓋、能使路面積水。它們與上層滯水、潛水和泉水還能軟化、沖刷甚至毀壞道路路基,造成路基邊坡滑坍、道路翻漿等病害。道路排水設施的作用,是迅速排除路面、地面徑流和各種城市廢水,防止積水,降低過高的地下水位和排除滲入路面結構層以及路基的水,以保證路基穩(wěn)定,延長路面使用年限,維持車輛及行人的正常交通和安全,并使道路整潔衛(wèi)生。

  道路有公路與城市道路之分,兩者對排水的做法有所不同。公路一般較附近地面為高,兩側無成片街坊或建筑,如不涉及復雜地形,主要考慮排除路面雨雪水和必要時排除或降低地下水。城市道路基本上處在市、縣、城鎮(zhèn)之中,溝通居住區(qū)、商業(yè)區(qū)、工廠、企業(yè)、機關、學校之間的交通,路面高度一般接近附近地面,大部分需按系統(tǒng)排除路面與街坊徑流。因此對城市道路排水,應與城市排水規(guī)劃統(tǒng)一考慮。

  公路排水一般均用明溝。尤其在山區(qū)和丘陵地帶,地面坡度大,水流快,明溝能充分發(fā)揮排水作用。當洪流超過設計能力而溢流時,排除積水也較迅速。其排水設施有邊溝、截水溝、排水溝、跌水、急流槽、倒虹管和渡槽等。

  邊溝是設在路基邊緣的排水溝。土質邊溝多用梯形斷面,石質邊溝可用矩形斷面,某些矮路堤或采用機械化施工時,可用三角形斷面。邊溝縱坡一般與道路縱坡一致,并不得小于0.5%.邊溝縱坡大于3%時,需對邊溝進行加固。截水溝也稱天溝,用于路基挖方邊坡上方的山坡匯水面積較大時,在挖方坡口至少5米以外設置,以攔截山坡向下流的地表水,保證挖方邊坡不受水流沖刷。截水溝可根據需要設置一道或幾道,分段攔截山坡地表徑流。截水溝的關鍵在于迅速排水,避免溝內積水,更應防止沿溝內向土層滲水,造成邊坡坍塌。截水溝應有可靠的出水口,必要時可設排水溝、跌水或急流槽,將水引向山溝或橋涵宣泄。排水溝是將邊溝、截水溝、取土坑或路基附近的積水疏導至低洼地、天然河溝或橋涵處的設施。地形險陡、排水溝縱坡超過7%時,為減小流速,降低能量,防止對路基的危害,宜設置跌水和急流槽。當路線跨越灌溉溝渠而設置涵洞有困難時,常采用倒虹管。

  明溝計算應按公路技術標準考慮,橋涵設計及洪水頻率按公路等級選定,若與城市防洪關系密切,則應考慮城市防洪標準。設計徑流量,如有降雨資料,一般可按Q=CSF2/3計算,式中Q為計算流量(以立方米每秒計);C為按地貌確定的系數(shù);S為相應于設計頻率的一小時降雨量(以毫米計);C為匯水面積(以平方公里計)。也可采用形態(tài)調查法進行流量計算。

  城市道路排水城市道路排水具有系統(tǒng)性,較為復雜,可分為分流制與合流制(見排水體制)。城市道路排水的設計暴雨重現(xiàn)期及進入排水系統(tǒng)的徑流量,均按排水工程要求及有關公式進行計算。中國原有舊城市的道路排水基本上均屬合流制,近年新建、擴建地區(qū)采用分流制的已逐漸增多。

  道路排水方式,有明式、暗式及混合式。明式由街溝、邊溝、排水溝等組成明溝或明渠排水;暗式用暗管排水,包括街溝、雨水口、連管、干支管、各種檢查井及出水口等部分;混合式是明暗結合的排水方式。一般情況,大中城市尤其是中心區(qū),多采用暗式;小城鎮(zhèn)及大、中城市近郊和郊區(qū)道路,可考慮明式。如條件合宜,城市中在建筑密度高與交通頻繁的地區(qū)用暗管,建筑物密度低與交通較稀的地區(qū)用明溝或明渠,形成混合式。城市中用暗管衛(wèi)生條件最好,而明溝或明渠的優(yōu)點主要是造價低,缺點是占地多,環(huán)境衛(wèi)生較差,對交通與生活均感不便。由于排水與道路關系密切,兩者的改建與擴建相互均有較大影響,在考慮城市道路排水設施的形式與規(guī)模時,要結合道路與排水的近遠期規(guī)劃,通過方案比較,作出經濟合理的恰當布局和同步實施的妥善計劃(見給水和排水工程)。

  對城市中大的交叉口、廣場、停車場、下行立交道面、快速路和高速干道,情況比較特殊,積水后影響較大,道路排水具有更大的重要性,必須妥善處理,及時排除徑流。廣場、停車場、下行立交道面、快速路、高速干道如有條件形成獨立的排水系統(tǒng),可采用較附近地區(qū)為大的設計暴雨重現(xiàn)期。交叉口的雨水口,應按豎向設計布設;廣場、停車場的雨水口,可按平面要求及周圍環(huán)境,考慮單向、雙向、三向、放射等不同形式的排水坡面布設,面積較大不得已時可采用M型或W型,但對行車不利。下行立交道面的排水,宜在兩端道路下行起坡處設反向路坡或采取截流設施,以限制或減少匯水面積。下行坡道上雨水口的布置、大小與數(shù)量應作設計與計算。下行立交道面收集的徑流在不能自流排出時,需設足夠能量的提升泵站,在降雨時將雨水外排。

  當?shù)叵滤贿^高并影響路基穩(wěn)定和強度,以及在寒冷地區(qū)可能引起道路凍害問題時,如路基受到限制而不可能提高,需采取相應降低地下水位的工程措施和考慮穩(wěn)定的路面結構組成。降低地下水位可用不同形式的滲溝或用砂、爐渣等大孔隙材料建排水層并設置縱橫向排水盲溝。對側向滲透水的排除可采用側向截流溝和抽排地下水的設施。路基受地下水毛細浸濕影響,一般可在路基頂面下修筑隔離層。隔離層可用粗粒材料,也有用土工編織物加反濾層,也可采用不透水層。

責任編輯:Seazy
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