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城市道路積水問題及市政道路線性排水工程
路面水害是使城市道路破壞的最主要病害之一。瀝青混凝土路面由于排水不暢,會(huì)產(chǎn)生沉陷、開裂、松散及坑槽等,隨著水分自裂縫不斷浸入路面面層,瀝青黏附性減小,并阻斷瀝青和集料的相互黏結(jié),進(jìn)一步破壞結(jié)構(gòu)的整體性;水泥混凝土路面在水分的作用下,會(huì)在接縫處形成唧泥,造成基層濕軟,強(qiáng)度下降;混凝土板在行車荷載的作用下產(chǎn)生不均勻沉陷,造成斷板、錯(cuò)臺(tái)、開裂等,最終導(dǎo)致路面早期破壞。
因此,合理有效地安排排水設(shè)施,可以保證路面結(jié)構(gòu)處在一種干燥的狀態(tài),使路面具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,延長(zhǎng)道路使用壽命。
1、道路積水成因分析
通過對(duì)城市道路排水系統(tǒng)的調(diào)查與分析發(fā)現(xiàn),道路雨水排水系統(tǒng)根據(jù)降雨量等基礎(chǔ)資料經(jīng)水文水利計(jì)算所得出的排水管管徑,理論上均能滿足本地區(qū)道路排水流量的要求,由于各方面的原因,路面上仍然存在積滯水,那么造成道路積水的主要原因是什么呢?
通過水文水力計(jì)算分析可知:
(1)當(dāng)雨水口的泄水能力大于雨水口所需排泄的設(shè)計(jì)徑流量時(shí),則路面不會(huì)產(chǎn)生積水,或者說路面積水的可能性不大。
(2)當(dāng)雨水口的泄水能力小于雨水口所需排泄的設(shè)計(jì)徑流量,雨水口不能及時(shí)地將雨水排入主管道。
設(shè)計(jì)中通常采用第一種情況的設(shè)計(jì),但造成超越流量的原因很多,也比較復(fù)雜,仍然存在排水不利的問題。雨水口的匯水量與泄水量的差,就是雨水口的超越流量,多余水分越過雨水口流至下游,造成下游雨水口的積水增加,這樣反復(fù)進(jìn)行將導(dǎo)致路面積水。
影響雨水口超越流量的主要因素是降雨量和路面的縱、橫坡坡度,其中,對(duì)于相同的降雨量,道路縱坡對(duì)路面排水產(chǎn)生較大的影響。
理論上講,泄水口能夠充分地將雨水匯流至主排水管道,但實(shí)際上并不是這樣,對(duì)于目前所采用的雨水口篦子,其幾何尺寸多是380mm×680mm或380mm×400mm,無論是單篦,雙篦或三篦在收水過程中都有2/3篦孔存在閑置浪費(fèi)現(xiàn)象,起不到收水的作用,即便是積水深度達(dá)到10cm時(shí),有效的收水篦孔也僅為 1/3,由此可見,對(duì)現(xiàn)有的雨水篦子而言,存在著很大的浪費(fèi),且不能有效的排泄路面水。為有效排泄路面流水,避免路面產(chǎn)生積滯水,有必要對(duì)雨水口設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步的研究改善。
2、線性排水
2.1 線性排水介紹
線性排水,就是一種呈線型、帶狀的位于道路邊緣的排水系統(tǒng)。線形排水區(qū)別于傳統(tǒng)的點(diǎn)型排水系統(tǒng),它包括一個(gè)U形槽體,成型槽體內(nèi)有一個(gè)排水通道,排水通道沿水平方向縱向貫通U形槽體。
2.2 線性排水的功能性分析
通過上述分析可知,“點(diǎn)排水”方式容易對(duì)路面產(chǎn)生積滯水,存在排水不力及材料浪費(fèi)的現(xiàn)象。
對(duì)于此類問題,線形排水就能夠有效地水” 方式所存在問題。而其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)決定了它相對(duì)于點(diǎn)排水的諸多優(yōu)勢(shì)。
(1)線性排水最大的特點(diǎn)就是把大量雨水的匯流點(diǎn)由地面改到U型槽體內(nèi),縮短了雨水在路面上的流動(dòng)時(shí)間,避免了雨水在路面的短時(shí)間積滯。
(2)占地少、挖深淺、減少了各種管線交叉施工時(shí)高程相撞的幾率,降低了施工費(fèi)用,工序簡(jiǎn)單,同時(shí)也簡(jiǎn)化了道路設(shè)計(jì)時(shí)的縱橫坡設(shè)置。
(3)雨水泄水能力在相同泄漏面積下提高了200%~300%。
(4)便于后期養(yǎng)護(hù)維修。由于線性排水U型槽埋深較淺,給清掏工作帶來了方便,大大減輕了后期養(yǎng)護(hù)作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度。
(5)線性排水的幾何尺寸與路平石的銜接可做到完全匹配,徹底消除了鋸齒馬路的現(xiàn)象。
線性排水不僅在排水體系及后期養(yǎng)護(hù)上占有一定的優(yōu)勢(shì),而且在與雨水收集利用體系相結(jié)合時(shí)也將發(fā)揮不可替代的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。通過透氣透水磚用于步道收集降水,將收集的降水再通過集水管導(dǎo)入U(xiǎn)型槽形成過濾混水,再溢留到雨水收集池。對(duì)于一個(gè)嚴(yán)重缺水的城市而言,采用線性排水U型槽收集雨水,無論從經(jīng)濟(jì)的角度還是從實(shí)際的效果和效益來講,都是完全可行的。
在炎熱的夏季,陽光下的混凝土路面溫度可達(dá)50~60℃左右,降雨時(shí),雨水在地面徑流過程中吸收大量熱能,直接流入綠地,導(dǎo)致花落草亡。而線性排水U形槽可以起到混水器的作用,降低了雨水溫度,保證了城市綠化的安全。
2.3 線性排水的造價(jià)分析
一種新型的排水形式,不能僅僅在功能上有所改善,在造價(jià)方面也應(yīng)有一定的可比性。以下是單篦雨水口、雙篦雨水口、三聯(lián)篦雨水口與線性排水U形槽-150型折算成線性排水的工程造價(jià)比。
3、結(jié) 論
基于上述分析,可以看出線性排水不但解決傳統(tǒng)的點(diǎn)排水方式所產(chǎn)生的不良問題,而且把雨水的匯流點(diǎn)由地面改到U型槽體內(nèi),縮短了匯流時(shí)間,又提高了利用率,并在造價(jià)方面又體現(xiàn)出明顯的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。市政道路排水受場(chǎng)地、交通等諸多因素的影響,如何利用有限的空間設(shè)計(jì)出更高效的排水系統(tǒng)將是今后道路設(shè)計(jì)者進(jìn)一步研究的重點(diǎn)。
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