城市道路超高缓和段排水关键技术措施.docx

          城市道路超高缓和段排水关键技术措施                    2刘建国 山东省交通规划设计院集团有限公司 250000摘要：城市道路超高缓和段易出现排水不畅，影响行车安全，通过对超高缓和段最不利排水条件和各类组合坡度与路面排水关系的分析，建议超高缓和路段道路设计纵坡值不小于“0.3%+超高渐变率 ”，当道路平面、纵断受限时，可采用增设交安设施、透水防滑铺装或截水沟等措施关键词：城市道路；超高缓和；排水；超高排水；排水措施0引言考虑到城市道路交叉口多、车道机非混行等特点，《城市道路工程设计规范》对不设超高的圆曲线平面半径的规定值较《公路路线设计规范》略大，但在实际工程中，城市道路两侧一般为建成区，建筑物标高及街道景观已定型，在城市道路新建或快速化改造时，仍有部分城市道路因平曲线半径不满足需设置超高，超高缓和段排水是否通畅将直接影响道路行车安全，且极大影响路面结构层使用寿命，通过纵断面控制、加强其他排水措施成为解决超高缓和段排水的重要技术手段1纵断面设计排水坡度和排水径流长度为影响道路排水的最直接因素，排水坡度为道路路面合成坡度，与道路设计纵断面、道路横坡、超高渐变有关，道路纵坡不宜设置过小；同时考虑到城市桥梁下部往往设置有辅道，过大的纵坡将引起梁底净空变化过大，道路纵坡又不宜设置过大，超高过渡段有必要进行合理的纵断面设计。

2.1道路合成坡度纵坡与超高或横坡度组成的坡度称为合成坡度合成坡度按照下式计算： （1）式中： ——合成坡度——超高横坡度——纵坡度在超高渐变段范围内，因道路表面超高渐变会产生超高渐变附加纵坡 ，选取任一车道截面，超高渐变附件纵坡 与道路纵坡度 位于同一平面，该平面垂直于道路横断面，纵坡度 为道路纵坡度 与超高渐变附加纵坡度 的合成纵坡，纵坡度 与道路纵坡度 夹角为 ，纵坡度 与超高渐变附加纵坡度 夹角为 ，根据矢量计算规则：（2）因 、 非常小或几近于 ，故有：（3）则有纵坡度：（4）距离旋转轴某处超高附加纵坡 即为该处纵坡超高渐变率 ，得出：（5）（6）式中： ——合成坡度——超高横坡度——道路纵坡度——距离超高旋转轴的距离——路线长度——路线长度范围内横坡差——距离超高旋转轴距离为b时的超高渐变率（即该处超高附加纵坡）2.2合成纵坡与超高渐变率分析根据合成纵坡公式可知，在保持道路纵坡和超高渐变附加纵坡一致的前提下，超高横坡越小，对应合成纵坡越小，超高横坡为0时，合成纵坡越小，路面排水越不利对于超高缓和段，特别是S形平曲线设置超高的情形，必然存在路面横坡由外倾到内倾的过渡，在超高过渡段内也必然存在一段横坡很小的路段。

根据以上分析，超高横坡为0的断面即为超高缓和段范围内最不利排水断面，此时合成纵坡：（7）即最不利合成纵坡：（8）超高附加纵坡 和道路纵坡 均为存在方向和大小的矢量当超高附加纵坡 与道路纵坡 同向，即都为上坡或都为下坡时，合成纵坡为两者叠加，对排水是有利的；而当超高附加纵坡 与道路纵坡 反向，即一个上坡，另一个为下坡时，合成纵坡为两者差值，是一个削减了的不利组合，对排水是不利的对于S形反向曲线的超高缓和段而言，在超高横坡为0的前后路段，必然是一侧为有利组合，另一侧存在不利组合综上分析可知，在考虑排水情况下进行纵断面分析及设计时，超高横坡为0的横断面下，超高附加纵坡 与道路纵坡 反向时对排水最为不利根据某点超高附加纵坡计算式可知，同一横断面上，最大超高附加纵坡位于距离超高旋转轴最远的点上，因此在分析最不利排水条件时，可选择位于超高横坡为0的断面上，且距离旋转轴最外侧的点，此时该点超高附加纵坡即为超高渐变率 当最不利排水条件下的纵坡满足排水要求的组合纵坡时，其他特征点也能满足2.3道路纵断面根据《城市道路工程设计规范》的相应要求，考虑到城市道路通常低于两侧街坊，两侧街坊的雨水排向车行道两侧的雨水口，再由地下的连通管到雨水管道排入水体，因此道路最小纵坡应是能保证排水和防止管道淤塞所需的最小纵坡，其值为0.3%。

若道路纵坡小于最小纵坡值，则管道的埋深必将随着管道的长度而加深为避免其埋设过深所致的土方量增大和施工困难，规范规定城市道路的最小纵坡不宜小于0.3%规范规定的最小超高渐变率1/330，即路面最外边缘的超高附加纵坡约为0.3%，这与规范中对最小纵坡不宜小于0.3%的规定要求一致，其目的均从利于排水的角度考虑因此，为保证超高缓和段和全路段排水的顺畅，要求最不利合成纵坡不应小于0.3%，即要求（9）可知，为保证排水顺畅，道路纵断需满足如下条件：（10）综上，在实际工程应用时，为保证最不利条件下超高缓和段排水顺畅，建议道路设计纵坡值不小于“0.3%+超高渐变率 ”3其他技术措施一些既有道路平面或纵断面已无法调整，道路扩建拼宽后汇水面积增加，径流路径加长，或设计阶段条件受限，存在道路设计纵坡值小于建议值（0.3%+超高渐变率 ）的情况，为避免排水不畅，在超高缓和段积水或形成水膜，影响行车安全，可采取其他措施增强排水，保证道路行车安全具体技术措施如下：3.1增设交安设施为提高道路行车安全，在道路超高即超高缓和路段增设竖向减速标线、振荡减速带等交安措施，通过行车速度控制，减少因路面积水、路面水膜生成而发生的打滑事故，同时路面振荡标线凸起会形成排水通道，减少路面积水。

3.2透水铺装在排水不利的某些超高缓和段范围可采用透水沥青、超高性能排水磨耗层等透水铺装，路面水通过路面结构空隙汇入路面结构排水通道，避免路面积水和水膜形成3.3透水型截水沟采用专用刻槽机械，在路面开槽，形成截水沟，再采用透水型混合料对截水沟进行回填路面积水能通过截水沟表面下渗，再经由路面连通槽体向路面两侧汇集，进入两侧积水管，进而减少路面积水3.4防滑铺装防滑铺装是将一种特殊的高分子粘合剂涂抹于路面，并敷上耐磨骨料，以精确的数量铺设而形成的防滑铺装该类铺装具有一定的透水型，且摩阻力大4结论随着我国城镇化进程的不断推进，城市道路超高设置路段会不断新增，超高缓和路段排水问题将愈发凸显本文系统分析了超高渐变路段最不利排水条件，各类组合坡度与路面排水的关系，为保证城市道路超高缓和段排水顺畅，建议采用的关键技术措施如下：（1）建议超高缓和路段道路设计纵坡值不小于“0.3%+超高渐变率 ”；（2）道路平面、纵断面条件受限时，可采用增设交安设施、透水防滑铺装或透水型截水沟等措施参考文献：1. 彭向荣，保障超高缓和段平缓区域排水的关键技术措施[J].广东公路勘察设计,2007,127(03):46-472. 王晨，方正等.高速公路超宽超高路段快速排水设计与加强措施[J].给水排水,2020,46:481-4843. 傅兴春.考虑排水的超高渐变率设计[J].中外公路,2019, 39:5-84. CJJ 37-2012（2016版）[S].城市道路工程设计规范.北京：中国建筑工业出版社5. 张卓，高建平.考虑水流路径长度的S型曲线超高段纵坡研究[J].重庆交通大学学报（自然科学版）,2013, 32:594-5966. 吴堂林.超高缓和段设计与路面排水[J].广东公路交通,2001, 69（3）:25-26  -全文完-。