市政道路锯齿形与缝隙式排水沟优化设计研究

林燕紫

(福建省建筑设计研究院有限公司 福建福州 350001)

0 引言

随着我国新型城镇化的稳步发展，城市发展进入新的时期，将助推市政道路基础设施建设[1]。目前，不少大中型城市原道路已纳入城镇化改造，如横断面增加非机动车道和人行道，或路面结构进行沥青罩面，纵断面重新拉坡设计，导致原有路表排水系统需要跟进调整。此外，新建城市道路的边坡边沟设计受限时，也需要进行路表排水系统设计。

路表排水系统，通过道路纵坡和路拱横坡，向纵断面和横断面低洼处排水。当道路纵坡坡度< 0.3%时，通常采用两种排水措施：一种是在道路边缘设置锯齿形边沟实现纵向排水；另一种是在道路路缘带处设置缝隙式排水沟实现纵向排水[2-3]。本文针对锯齿形边沟和缝隙式排水沟的设置分别展开讨论，并进行了两种排水方法的对比分析，为设计和施工提供参考。

1 锯齿形边沟设置

近年来，城市道路设计过程中，由于受到多方面的限制，设计过程中难免出现纵坡小于0.3%的路段[4]。当道路纵坡小于0.3%时，可在道路两侧车行道边缘0.3m宽度范围内设置锯齿形边沟[5-6]。锯齿形边沟设计如图1～图2所示。

图1 锯齿形边沟设计纵向示意图S-相邻雨水口的间距(m)；Sc、S-Sc-分水点至雨水口的距离(m)；h1-分水点处路缘石外露高度(m)；h2-落水点处路缘石外露高度(m)；Is、、Isc-分水点、落水点至雨水口纵向坡度

图2 锯齿形边沟设计横向示意图B-锯齿形边沟宽度；I0-道路平坡；I1-分水点处道路横坡；I2-原道路横坡；I3-落水点处道路横坡

目前，在城市道路设计过程中，锯齿形边沟设置宽度主要有0.3m、0.5m、1.5m居多。常用的有“上3下3”或“上1下5”两种设置方式。

1.1 “上3下3”法

(1)假定边沟宽度0.3m或0.5m，道路横坡2%。根据原道路横坡I2,计算车行道边缘路面高程，于分水点处路面抬高3cm，落水点处路面降低3cm，如图3所示。

图3 边沟宽度0.3m(或0.5m)处“上3下3”法示意图I0-道路平坡；I1-分水点处道路横坡；I2-原道路横坡；I3-落水点处道路横坡

(2)假定边沟宽度1.5m，道路横坡2%。根据原道路横坡I2=2%，计算车行道边缘路面高程，于分水点处路面抬高3cm至现状路面平坡，落水点处路面降低3cm，如图4所示。

图4 边沟宽度1.5m处“上3下3”法示意图I0-道路平坡；I1-分水点处道路横坡；I2-原道路横坡；I3-落水点处道路横坡

1.2 “上1下5”法

假定边沟宽度0.5m，道路横坡2%。根据原道路横坡I2，计算车行道边缘路面高程，于分水点处路面抬高1cm至现状路面平坡，落水点处路面降低5cm，如图5所示。

图5 边沟宽度0.5m处上1下5示意图I0-道路平坡；I1-分水点处道路横坡；I2-原道路横坡；I3-落水点处道路横坡

1.3 常用锯齿形边沟对比及工程实际应用中存在的不足分析

通过表1分析，设置锯齿形边沟能有效地解决道路纵坡小于0.3%路段路面雨水收集问题，但实际应用过程中仍存在以下问题。

(1)路面汇水通过道路横坡排向行车道边缘，需沿锯齿形边沟流向雨水口。因道路纵坡较小，排水途径较长，增加了雨水在路面的滞留时间。在雨量较大或汇水较多时，仅能通过增设雨水口进行收集，很难通过调整锯齿形边沟的设置进行快速引排。

(2)分水点、落水点处道路横向坡度较大，且存在反坡及突变点。当行车道为机非共板时，影响非机动车的行车舒适性。

(3)在道路路面层摊铺机械化大力推广普及的情况下，施工时很难保证在锯齿形边沟设计宽度内路面结构厚度的连续性，同时增加了施工和验收时的难度。即使采用较小的边沟宽度，虽可采用设置平石予以控制，但在实际施工和使用过程中仍难取到较为理想的效果。

表1 土体参数

注：表中数据为假定道路横坡为2%，道路纵坡为0%进行计算

2 缝隙式排水沟设置

缝隙式排水沟,是缝隙式线性排水系统的主要构成部分，在铺装面上仅留下一条窄窄的排水缝，效果比较隐蔽美观[7]。

针对目前常用的锯齿形边沟在实际应用中的不足，结合市政路面雨水收集，浅析缝隙式排水沟在市政道路中的应用及设计要点。

2.1 缝隙式排水沟设计思路

在道路纵坡小于0.3%路段，于车行道边缘(路缘石处)设置纵向缝隙式排水沟，道路通过缝隙式排水沟的缝隙收集路面汇水，通过圆形排水沟排至雨水口，再排放至雨水收集井接入市政管网，缝隙式排水沟设计图如图6～图7所示。

图6 缝隙式排水沟设计大样图d-缝隙式排水沟内径； I2-原道路横坡

图7 缝隙式排水沟纵向示意图

2.2 缝隙式排水沟设计要点

(1)缝隙式排水沟的内径尺寸，应结合路面汇水、路段路沿石尺寸、道路纵坡、相邻雨水口间距等进行设置。

(2)缝隙位置，应结合缝隙式排水沟内径尺寸、路沿石形式，尽可能将缝隙位置紧邻路缘石，减少缝隙口对车行道行车的干扰。

(3)楔形块设置，结合缝隙式排水沟缝隙收集口进行设置，必要时考虑一定的斜度和嵌入深度，具体设计过程中，还应根据施工工艺和材料的不同，对斜度和深度进行适当的调整。同时，还应具有足够的强度和刚度，以满足缝隙式排水沟的受力条件。

(4)铁篦设置，结合市政雨水收集口布设及区域汇水量合理设计铁篦宽度，减少路面汇水在行车道的滞留时间。采用卡槽式铁篦装置，充分考虑市政道路使用过程中路面清扫等日常管养事宜。

(5)管节清淤，设置可移动调节卡槽式楔形块及铁篦装置，在市政道路定期清扫及周期性采用高压水枪等清淤设施，能充分有效地解决日常使用过程中易堵及管道淤积事宜。

(6)超高路段排水，于超高内侧增设缝隙式排水沟，可减少路面汇水径流。

2.3 锯齿形边沟与缝隙式排水沟对比分析

表2 锯齿形边沟与缝隙式排水沟比较分析表

通过表2分析，设置锯齿形边沟或缝隙式排水沟，都能有效地解决道路纵坡小于0.3%路段路面雨水收集问题。并且，设置缝隙式排水沟，能有效解决锯齿形边沟实际应用中存在的不足。

(1)路面汇水通过道路横坡排向行车道边缘，直接通过缝隙进入圆形排水沟排至雨水口，再排放至雨水收集井接入市政管网。路面汇水无需在车行道上漫流，减短排水途径及排放时间。

(2)车行道边缘与行车主路面纵坡一致，不存在横坡变化、反坡、突变点等情况，机非行驶舒适性较高。

(3)道路中心线至车行道边缘横坡一致，有利于机械化施工及现场标高控制，有利于施工平整度和横坡度的控制，降低了施工难度。

(4)推广使用预制装配式缝隙式排水沟，可实现工厂化预制生产现场管节拼装，有效节约施工工期，提供成品的施工质量控制。

3 结语

锯齿形边沟能，有效地解决道路纵坡小于0.3%路段路面雨水收集问题，特别是针对城市旧路改造使用锯齿形边沟来排除路面水，相对于调整道路纵坡方案，是一个更为经济、合理的措施。但若锯齿形边沟存在排水途径较长，则增加了雨水在路面的滞留时间。以及分水点、落水点处道路横向坡度较大等缺点。

本文综合现有锯齿形边沟使用情况，引入另一种能有效解决市政道路纵坡小于0.3%路段的排水收集措施——缝隙式排水沟。浅析缝隙式排水沟设计要点，为后续市政道路设计及施工提供有价值的参考。