嚴(yán)盛強　邊駿冬

（1.浙江省交通規(guī)劃設(shè)計研究院　浙江杭州　310000　2.華匯工程設(shè)計集團股份有限公司　浙江紹興　312000）

引言

目前國內(nèi)道路工程設(shè)計規(guī)范中，對路面排水性能以及設(shè)計都未有規(guī)定，路面排水主要依靠路面橫坡與縱坡的合成坡度，漫流至排水邊溝。本文從國外工程設(shè)計實例出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范并吸取多年國內(nèi)設(shè)計經(jīng)驗，淺談了等高線模型在路面排水設(shè)計中的應(yīng)用。

1　路面排水設(shè)計

目前國內(nèi)工程設(shè)計規(guī)范中并未對路面排水性能在做出詳細(xì)規(guī)定，僅有“公路縱坡不宜小于0.3%”、“各級公路最小合成縱坡不宜小于0.5%”、“當(dāng)合成坡度小于0.5%時，應(yīng)采取綜合排水措施，保證路面排水通暢”涉及路面排水。

圖1　F匝道端部平面圖

筆者通過對國外路面排水設(shè)計工作進行總結(jié)，提出利用國內(nèi)的平面交叉口立面設(shè)計原理，將設(shè)計中整個路面或者互通區(qū)局部路面比做一個封閉的平交口，根據(jù)設(shè)計標(biāo)高，對其進行等高線建模。通過等高線模型圖可快速簡潔的得到路面水流排向以及路面排水困難區(qū)域，為路面排水的設(shè)計及復(fù)核提供一個較為明確的依據(jù)。

2　工程實例

斯里蘭卡外環(huán)高速（OuterCircularHighway-NorthernSection）為連接科倫坡南部地區(qū)至北部地區(qū)的高速公路，全長8.7km。斯里蘭卡屬于熱帶季風(fēng)性氣候，全年降雨量西南部為2540～5080mm。經(jīng)查閱斯里蘭卡當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)資料，降雨強度達到195mm/h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于國內(nèi)平均強度，路面排水問題成為本項目的重中之重，項目組采用排水理論計算以及三維等高線數(shù)模分析相結(jié)合的方法對整個項目路面排水進行設(shè)計和復(fù)核。

筆者以本項目KER互通（雙喇叭互通）中F匝道端部（圖1）區(qū)域路面排水設(shè)計為實例對等高線模型的應(yīng)用做一個簡單闡述。首先在完成KER互通中F匝道以及相鄰匝道平、縱、超高設(shè)的基礎(chǔ)上，通過端部高程對設(shè)計區(qū)域內(nèi)路面進行均勻網(wǎng)格劃分，并提取路面網(wǎng)格點標(biāo)高，通過路面網(wǎng)格點標(biāo)高數(shù)據(jù)建模生成等高線模型。

2.1　原設(shè)計路面排水等高線模型分析

F匝道此段（FK0+120～FK0+180）位于收費站至匝道分合流端部，路面寬度較寬，單幅17～27m?？v斷面為單向下坡0.5%接上坡3.75%，在FKO+255處設(shè)置凹型豎曲線，F(xiàn)K0+130至FK0+212路面橫坡從2.5%正常橫坡漸變?yōu)?%單側(cè)橫坡，F(xiàn)K0+158處橫坡為0%。通過對此區(qū)域建立等高線圖（圖2），每條等高線間隔0.02m，可以清晰發(fā)現(xiàn)FK0+150～FK0+165段，整個區(qū)域內(nèi)由于縱坡較小，橫坡接近于0%，路面標(biāo)高在此區(qū)域內(nèi)無較大變化，即此區(qū)域為路面易積水區(qū)域。

圖2　原設(shè)計等高線

2.2　優(yōu)化設(shè)計后路面排水等高線模型分析

根據(jù)端部等高線圖，結(jié)合F匝道縱橫斷面數(shù)據(jù)，消除此區(qū)域內(nèi)排水問題可在此區(qū)域內(nèi)設(shè)置排水管道，進行雨水收集進行排水，也可以通過優(yōu)化縱斷面在此區(qū)域內(nèi)加大縱坡，依靠合成坡度進行排水。通過工程量、美觀以及后期維護等各方面兩種方案進行比較，最終采用優(yōu)化縱斷面方案。設(shè)計者在0.5%縱坡與3.75%縱斷面段插入1.18%縱坡度，然后根據(jù)新縱斷面數(shù)據(jù)重新建立新的等高線圖（圖3）復(fù)核該區(qū)域排水性能，雖然此區(qū)域內(nèi)橫坡接近于0%，但排水依然可通過縱坡排水，原路面易積水區(qū)域消失。

圖3　優(yōu)化設(shè)計后等高線

2.3　等高線模型應(yīng)用總結(jié)

通過對比分析以上兩種不同縱斷面設(shè)計的路面等高線模型，可知原設(shè)計主要問題是由于小縱坡（0.5%）與超高變化點（零橫坡點）重合造成。雖然兩種縱斷面均滿足了規(guī)范中的最小縱坡、最小合成縱坡等排水相關(guān)要求，但是由于路面寬度較寬，降雨強度較大，也會存在路面排水困難路段出現(xiàn)。通過等高線模型應(yīng)用，設(shè)計者可以快速的核查出項目中排水困難區(qū)域，并通過適合的方案對此區(qū)域進行優(yōu)化設(shè)計，重新利用等高線模型進行分析，避免出現(xiàn)路面積水情況的發(fā)生。

3　結(jié)語

國內(nèi)工程設(shè)計中，路面排水還未設(shè)有專項設(shè)計，僅僅依靠設(shè)計者工程經(jīng)驗進行判斷。路面積水以及排水不及時，往往對行車的安全舒適性、路面病害等都有著重大影響。等高線模型的應(yīng)用，可以有效的快速的對縱坡緩、排水面積大、互通區(qū)端部等特殊區(qū)域的路面排水情況進行核查，有利于后期的優(yōu)化設(shè)計。

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