城市道路积水问题及市政道路线性排水工程

2019年11月26日

 

路面水害是使城市道路破坏的最主要病害之一。沥青混凝土路面由于排水不畅,会产生沉陷、开裂、松散及坑槽等,随着水分自裂缝不断浸入路面面层,沥青黏附性减小,并阻断沥青和集料的相互黏结,进一步破坏结构的整体性;水泥混凝土路面在水分的作用下,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。 

 

因此,合理有效地安排排水设施,可以保证路面结构处在一种干燥的状态,使路面具有足够的强度和稳定性,延长道路使用寿命。

 

1、道路积水成因分析 

通过对城市道路排水系统的调查与分析发现,道路雨水排水系统根据降雨量等基础资料经水文水利计算所得出的排水管管径,理论上均能满足本地区道路排水流量的要求,由于各方面的原因,路面上仍然存在积滞水,那么造成道路积水的主要原因是什么呢? 

 

通过水文水力计算分析可知: 

(1)当雨水口的泄水能力大于雨水口所需排泄的设计径流量时,则路面不会产生积水,或者说路面积水的可能性不大。 

(2)当雨水口的泄水能力小于雨水口所需排泄的设计径流量,雨水口不能及时地将雨水排入主管道。 

 

设计中通常采用第一种情况的设计,但造成超越流量的原因很多,也比较复杂,仍然存在排水不利的问题。雨水口的汇水量与泄水量的差,就是雨水口的超越流量,多余水分越过雨水口流至下游,造成下游雨水口的积水增加,这样反复进行将导致路面积水。 

 

影响雨水口超越流量的主要因素是降雨量和路面的纵、横坡坡度,其中,对于相同的降雨量,道路纵坡对路面排水产生较大的影响。 

 

理论上讲,泄水口能够充分地将雨水汇流至主排水管道,但实际上并不是这样,对于目前所采用的雨水口篦子,其几何尺寸多是380mm×680mm或380mm×400mm,无论是单篦,双篦或三篦在收水过程中都有2/3篦孔存在闲置浪费现象,起不到收水的作用,即便是积水深度达到10cm时,有效的收水篦孔也仅为 1/3.

由此可见,对现有的雨水篦子而言,存在着很大的浪费,且不能有效的排泄路面水。为有效排泄路面流水,避免路面产生积滞水,有必要对雨水口设计进行进一步的研究改善。 

 

2、线性排水 

 

2.1 线性排水介绍 

线性排水,就是一种呈线型、带状的位于道路边缘的排水系统。线形排水区别于传统的点型排水系统,它包括一个U形槽体,成型槽体内有一个排水通道,排水通道沿水平方向纵向贯通U形槽体。

 

2.2 线性排水的功能性分析 

通过上述分析可知,“点排水”方式容易对路面产生积滞水,存在排水不力及材料浪费的现象。 

 

对于此类问题,线形排水就能够有效地水” 方式所存在问题。而其独特的结构决定了它相对于点排水的诸多优势。 

 

(1)线性排水最大的特点就是把大量雨水的汇流点由地面改到U型槽体内,缩短了雨水在路面上的流动时间,避免了雨水在路面的短时间积滞。 

(2)占地少、挖深浅、减少了各种管线交叉施工时高程相撞的几率,降低了施工费用,工序简单,同时也简化了道路设计时的纵横坡设置。 

(3)雨水泄水能力在相同泄漏面积下提高了200%~300%。 

(4)便于后期养护维修。由于线性排水U型槽埋深较浅,给清掏工作带来了方便,大大减轻了后期养护作业的劳动强度。 

(5)线性排水的几何尺寸与路平石的衔接可做到完全匹配,彻底消除了锯齿马路的现象。 

 

线性排水不仅在排水体系及后期养护上占有一定的优势,而且在与雨水收集利用体系相结合时也将发挥不可替代的独特优势。通过透气透水砖用于步道收集降水,将收集的降水再通过集水管导入U型槽形成过滤混水,再溢留到雨水收集池。对于一个严重缺水的城市而言,采用线性排水U型槽收集雨水,无论从经济的角度还是从实际的效果和效益来讲,都是完全可行的。 

 

在炎热的夏季,阳光下的混凝土路面温度可达50~60℃左右,降雨时,雨水在地面径流过程中吸收大量热能,直接流入绿地,导致花落草亡。而线性排水U形槽可以起到混水器的作用,降低了雨水温度,保证了城市绿化的安全。 

 

2.3 线性排水的造价分析 

一种新型的排水形式,不仅仅在功能上有所改善,在造价方面也应有一定的优势。以下是单篦雨水口、双篦雨水口、三联篦雨水口与线性排水U形槽-150型折算成线性排水的工程造价比。 

  

3、结论 

基于上述分析,可以看出线性排水不但解决传统的点排水方式所产生的不良问题,而且把雨水的汇流点由地面改到U型槽体内,缩短了汇流时间,又提高了利用率,并在造价方面又体现出明显的性价比优势。市政道路排水受场地、交通等诸多因素的影响,如何利用有限的空间设计出更高效的排水系统将是今后道路设计者研究的重点。

 

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