浅谈城市道路排水系统设计

摘要：文章简述了城市道路排水系统设计的意义与主要内容，并且讨论了由于排水问题引发的道路沉陷及治理对策。

关键词：城市道路; 排水; 沉陷

Abstract: This paper describes the design and main content of city road drainage system, and discusses the subsidence caused by drainage Road and countermeasures.

Keywords: city road; drainage; subsidence

中图分类号：[TU997]文献标识码：A文章编号：

0 前言

城市道路的排水工程系统是实现社会经济可持续发展的重要基础设施，是保证自然环境、提高市民物质生活水平的硬件前提。城市道路的排水问题现已成为制约我国社会经济发展的因素之一。城市中排水系统的科学合理程度，可间接反应出城市的经济状况。管理状况若不合理会引起多方面的危害。例如会引发社会安全隐患。道路排水设施不到位，路面积水会直接降低车辆的畅通，导致车辆在行驶过程中产生交通事故机会增加。再而，会导致造成对道路的破坏。道路长时间浸泡在水中，路基的强度会大幅度降低，导致破坏路基的整体性能降低。车辆在行驶中，路面板材会由于重负过大而出现陷坑。严重的情况下会形成断板。城市道路排水是城市总体排水系统中重要的组成环节，它承担了大部分的生活排水的任务。城市道路排水不利会对居民正常的生活产生负面影响。

1 道路给排水工程设计的任务

我国的城市道路排水工程设计的任务主要是：排除市民生活污水和生产中的废水、地面降雨的工程。这个设计从宏观角度来看是由排水管系和沟道与废水处理厂的最终处理设施构成。其中，排水管系的作用是用来收集和引流废水和污水的管网，可以分为合流管系与分流管系。合流管系仅有一个排水体系，雨水和污水用一个管道排污。分流管系有多个排水体系，雨水系统聚集雨水与冷却水等低污染程度、可以不经处理直接排入水体的工业污水，这样的管道称水雨管道。污水系统收集生活污水及必须经过处理达标后才能排入河流的工业废水，这个管道称为污水管道。

2 道路排水设计的内容与意义

城市道路排水设计系统通常包含两个方面的内容，第一是解决排水的问题，如何解决与减轻地下水和灌溉水对路基稳定性的作用，第二是解决地表水的疏导，即最大限度的降低雨水对路基与路面寿命的负面影响，将由于路表排水不利引发的对路基、路面的结构产生损害降到最低。这类排水设计主要手段是提高路基填土高度和在路基下构建有隔水能力的垫层。在对于地下水位较高的施工路段时，需要在施工前挖一个临时性的排水沟渠，这样能够排除地表水同时降低地下水位的高度。第二类排水设计必须注意这几个方面的问题。首先是排除路面积水，可以利用道路自身的横坡与急流槽还有排水构造物保证路面的水可以收集起来，最后排出路面，再有就是排除渗下水，针对中央分隔带渗下水通常采用在中央分隔设置横向盲沟加以收集，每隔一段距离要安置集水井与排水管让下渗水排出路基。针对路肩下的渗水现象，需要采用在路肩修建纵向排水沟，通过排水管将水排出路基。

3 城市道路的排水设计细节

路基石是道路中的主要部分，水对路基的稳定与强度的影响很严重，排水不利很有可能出现路基因为膨胀土而出现毁灭性破坏。路基排水系统的首要任务是将路基范围土路基的湿度保持在合理程度，路基保持干燥是最佳状态，可以保证保持足够的硬度与强度。

3.1排水设计中对地势较低路面的处理

城市道路较低处的地下水位比较高，特别是下穿式立交桥中，道路水平面要比水平地面低3～6m左右，出现小范围盆地，降雨季节雨水会向路面低的地方聚集，形成路面的积水。所以，地表以及地下的排水是需要解决的首要问题。当立交桥周围低于立交最水平的排水位时，需要采取直接排水法—自流排水。这也是城市道路中最常见的排水手段。自流排水是排水措施中最经济安全的方式，同时也不影响其余工程的建设。水流接近洪峰时，水体或干管线水位超过路面水位时，将不能实现自流排水的方法，水流无法引入到排水池。其次的方法为调蓄排水，这种方法有一定的限制因素不。首先，立交用地周围有必须布置蓄水流可以实现自流导入蓄水池；其次，要求汇水面积较不能太大、蓄水量较小；最后，需要通过安装排水泵站来保证汇集在地势较低的水得到排除。

3.2路基湿度过高路段的排水设计

针对湿度较高的路基，首先要实施的是疏通干线与换填处理。很多路基的湿度较高，属于潮湿型，但是含水量不很高，可以在施工前的路基两侧开挖横向排水渠，同时每隔一段距离开挖出一个排水沟，将水导入排水沟内从而疏通路基。针对湿度过高的路基，不能通过晾晒等手段达到排水目的，就需要更换填路基中的一段到达排水的效果，例如更换填土和回填透水性好的材料。

3.3 针对降低路基地下水水位的手段

要确保路基保持干燥状态，可以通过降低路基地下水位实现。在立交下穿处，普遍的路面标高很低，多数路基处于地下水位之下，特别是在雨水较多的地区，路基可能长时间浸泡在水中，这就会造成路基软化，硬度下降，最终出现破坏。路基地下水位的人工降低，可以采取在路基下地下水位的一定高度上开挖暗沟和渗沟还有渗井等设施。暗沟的施工方式是在沟底与中间回填5～10cm的砂砾和卵石，在粗粒碎石的两侧与上方按标准比例分层次回填细粒料与中粗砂还有中砾等，相当于反滤层。从暗沟的构成特点来看，可以采用大小有差异的颗粒材料得到沟内的分层，通过渗水材料的透水性让地下水汇集水渠底部，最后沿沟排泄到需要的地点。渗沟就是运用渗透手段将地下水汇聚在沟低。渗沟的作用是控制地下水位。依据地系统排水的要求来安置渗沟的位置。渗井就是将路基范围里的表面地下水，引入深水层去，达到上层地下水位排水的目的。

4 道路路面的排水设计

4.1 车行道与人行道的排水设计

城市道路的路面排水方式主要是双坡排水和单坡排水。在车行道比较宽阔的情况下，应该采取双坡排水法，能够有效减少水在道路表面停滞的时间，并迅速将水排除。在水量较少的情况下，则可以采取单坡排水的方式达到排水目的。为有利于人行道路面积水的排除，在人行道施工时，坡度的朝向要指向车行道，这样才能使水流从横向坡度流向人车行边的雨水口中。挖方段中人行道段的情况，需要采取在道路两侧设置挡土墙的方式，拦截降雨时流向人行道的地表水。另外也可以让一部分地表水和地下水在挡土墙下的泄水孔从挡土墙引流到人行道上，然后沿着人行道流入车行道的雨水口中。

4.2路面结构内与中央分隔带排水设计

因为路面层难免有些缝隙，大部分的地表水能够沿着道路纵横坡进入雨水口排走，还有一部分的水是通过缝隙与裂缝渗入路面结构内部，导致路基强度下降，因此有必要运用有效的措施，防止地表水渗入路基内。

道路的中央分隔带排水设计的目的是排出中央分隔带积水，这个过程主要可以分成施工部分与道路营运部分。两个时期都需要良好的渗水排除。施工部分期间，排水量主要出于最大降雨和中央分隔带的积水。多数道路的中央分隔带内埋设有通讯、监控线路的入孔，所以，中央分隔带排水的长度需要两个入孔之间的匹配，通常路段的间距为200m左右。

5 对于水害造成的道路沉陷的原因分析与处置对策

5.1 排水问题造成道路沉陷的原因分析

第一是压实度不达标。施工工艺科学性差。没有按照有关理论和规程合理的设计压实层的厚度与压实程度，合理选择压路机吨位，压实操作顺序性差，压实过程不能实现一次成型。第二，路基土含水量的不合理性。含水量是影响路基压实度的重要因素。个别施工单位为了缩短工期，用含水量过大的土进行平整碾压，之后在长期荷载的情况下，就容易出现压实度不达标、翻浆等情况，导致路基下沉的发生。第三个原因是历史遗留问题、在旧城区道路与市政工程管理养护施工过程中，因为城市已建成区已经完成的规划和施工中，存在很多不规范的地方，通常在旧城区改造的道路升级工程中，由于年代久远，通常存在很多不同时期与单位埋设的老管线还有例如防空洞坟墓等设计勘察中不易探明的地下结构。这些事物存在同时有明水冲刷时，形成塌方和沉陷可能很大。从另一个角度来看，作为管线的走廊和载体其实是城市道路的功能之一。目前城市道路之下通常埋有十种以上的各类管线，例如热力管线和自来水、污水，天然气等管线在使用一段时期以后，普遍存在管线老化的现象，加之外力作用很容易发生事故，尤其是自来水与热力等有较大压力的管道，如果发生断裂，会造成道路比较严重的沉陷和断裂。第五个原因是局部的开挖改造在城市道路使用时期，会持续性有用户接入自来水，污水，天然气，热力等入户管线，较小面积的局部挖掘会破坏道路结构的稳定性，加之个别施工单位施工时不按操作规程，恢复质量难以保证。尤其是是回填土石压实度不合乎标准或者与沥青上面层结合不紧密，表面整体性能降低，破坏了道路的表面，造成路面径流不断地沿空隙流入结构层，长期冲刷渗浸造成孔洞引起塌方。最后是地下水使用，部分道路沿线的开发与建设，在基础施工时需要进行大量的降水，降水操作中路面下的地下水被抽尽，造成空洞加之外力作用可能引起塌方。

5.2 路面沉陷的主要处置对策

路基病害的防治的原则是预防为主，综合治理。首先调查路线所经区域的自然地理条件，建设历史，工程地质、水文地质等问题。认真设计，严谨施工，避免存在路基病害的人工因素。特别重视路基的排水。几乎各种路基病害中都有水害不利因素的影响，水的作用越强烈危害越严重，所以治水是防治路基病害的重中之重。认真养护及时处理，防止和减轻路基病害。总体分析，积极根除。由于路基病害的原因常常是多个方面综合性的，所以。除了实施路基工程本身的病害防治外，还要考虑到诸多外部因素，例如绿化、周边建筑，农田水利、土地开发等，方能实现根除路基病害的目的。应该采取招标模式选择施工单位，在施工过程中，要指派专业人员常驻工地监督每道工序的质量，并委托监理单位负责该项工作。施工单位要加强内部管理，将回填上工序作为一项重要的工序认真对待，按着回填的工序的质量标准和操作要点施工。还要从设计方案出发在设计图中，除了明确用到管线的性能指标、操作标准外，还应标明回填的标准质量。此外，检查井四周因为工作面窄小，很多混凝土施工无法操作，需要手工夯实。

6结束语

城市道路的排水工程是关系到社会民生的重大工程，同时也是城市基础建设的重要构成部分。城市道路排水是一个系统的复杂工程，它对城市路基的使用寿命有重大影响。所以，在进行道路排水设计时，需要依据路基的硬度，路面结构的构成，对城市道路的设计进行总体全面的考量。将绿化排水与立交排水有机的接合发挥作用，要建立一个综合性的道路排水系统工程，能够缓解水资源的供求矛盾，从而建立起完善的城市道路排水系统。

参 考 文 献

[1]李家春，田伟平，吕亚莉．高等级公路路面集中排水水力计算[J]．重庆交通学院学报,2002.

[2]蒋育红，过秀成．城市道路排水设计[J]．合肥工业大学学报（自然科学版）,2007.

[3]张崇厚，高晓磊．中国北方城市道路横断面的生态设计[J]．清华大学学报（自然科学版）,2009.