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浅谈城市道路最小纵坡设计与锯齿形偏沟的运用

更新时间:2016-07-05

0 引言

在地势平坦的城市中,城市道路设计、施工时,受现状地面标高、两侧地块规划地坪标高等影响,道路纵坡普遍较小,时常出现小于最小排水坡度(0.3%);若采用增设变坡点加大纵坡,则路面频繁起伏影响线形美观。道路路面排水与线形美观成为一对矛盾。为此,道路设计采用锯齿形偏沟,以利于路面雨水快速排除。

1 纵断面最小纵坡设计

城市道路路面水沿道路横坡汇集于路面边缘侧石位置,通过纵坡顺路面边缘沿纵向排入雨水口,通过管道排除,因此道路纵坡是城市道路路面排水的需要。

围绕本节课重难点,我选择今年时政热点“韩国乐天事件”进行一例贯穿探究,采用“平台在线讨论”和“小组合作探究”两种形式分别突破,达成知识目标。

不同的路面材料对最小排水纵坡的要求也是不同的,水泥混凝土路面及沥青路面最小排水坡度为0.3%,整齐块石路面最小排水坡度为0.4%,其他低等级路面为0.5%。从规范来看,线形规范《城市道路路线设计规范》(CJJ 193—2012)及《城市道路工程设计规范》(CJJ 37—2012)规定,“道路最小纵坡不应小于0.3%”。作为一项严格的要求,一般情况下均应按照该标准实施。

由图3(a)可知,四氢呋喃用量对稻谷中叶黄素的提取量影响较小。原因是稻谷中游离的叶黄素含量少,四氢呋喃对叶黄素的溶解性较好,可对稻谷中的叶黄素充分溶解。据Yuhas等[25]的研究显示,加入四氢呋喃有利于将叶黄素与脂肪分开,提高叶黄素提取效率和回收率。另外,四氢呋喃的沸点较低,易通过旋转蒸发除去。考虑到节约实验试剂的原则,选取四氢呋喃的用量为15mL,此时叶黄素提取量为(1.56±0.02)μg/g。

在地势平坦的城市中,实现该标准还是比较困难的,途径主要是通过增加变坡点,使得路面短距离起伏,从而加大纵坡,但道路频繁起伏影响了道路线形美观。

从规范条文说明看,0.3%的道路最小纵坡主要是考虑从降低工程造价和施工难度的角度出发,保证排水和防止管道淤积的最小纵坡。但从实际情况看,城市道路雨水管道分为自排系统和强排系统,自排系统是通过重力流排除至周边水域,强排系统是汇集至泵站后通过泵站提升后排除至周边水域。因此在地势平坦的城市中,雨水排放方向是按照规划排水系统的方向实施,与道路纵坡方向很难保持一致,管道的纵坡与埋深基本与道路的纵坡无关。

由此可见,一味强调道路最小纵坡不小于0.3%,并不能达到节约工程投资的目的,反而在一定程度上加大了道路设计与施工的难度,影响道路线形美观。

在实际工程中,为便于设计及施工,挑落水点与正常路面边缘的高差采用了固定模式,主要有“加3减3”“加2减4”“加 0减6”等(一般雨水口最大间距为40 m),即挑水点在正常路面边缘标高的基础上加上相应的值(单位为cm),落水点则减去相应的值。而挑落水方式也分为路面挑落水及平石挑落水两类。

由表3可见,该地区的铬降尘总量在7.5μg左右,日平均降尘量在20ng左右,这种降尘量在全国也算较低的。

2 锯齿形偏沟定义

锯齿形偏沟又称锯齿形边沟(街沟),其定义为:

城市街道纵坡小于允许最小纵坡时,水流迟缓,排水不畅,产生暂时积水现象且影响交通。由于纵坡小,且施工有一定误差,亦易造成局部面积水。为消除这种现象,可自道牙(侧石)起在一定宽度内,将偏沟底路面边缘的纵断面修成锯齿形,在此宽度内的横坡相应起伏改变,以利将水流排入雨水口(《城市道路设计手册》,中国建筑工业出版社)。

挑水点为路面边缘纵向排水的分水点;落水点为路面边缘纵向排水的收水点,雨水口位置。锯齿形偏沟的立面图和横断面图如图1和图2所示。

图1 锯齿形偏沟立面图

图2 锯齿形偏沟横断面图

3 锯齿形偏沟实际应用

同时,规范亦规定“当特殊困难纵坡小于0.3%时,应设置锯齿形偏沟或采取其他排水措施”。在工程实践中,通常采取锯齿形偏沟以解决道路纵向排水。

3.1 路面挑落水

在实际工程中需特别注意路面边缘排水坡度,适时设置锯齿形偏沟。

对比工况一和工况二可以发现,幅流风机可以有效地扰动满载地铁车厢内的气流,能将空调出风更加均匀地送至“气流死区”。而对于工况二和工况三,即有幅流风机的两个工况,在幅流风机的作用下车厢内的风速度分布几乎无区别,最大风速均出现在幅流风机出风口处,风速约为2.8 m/s,截面平均风速约为0.5 m/s。

路面挑落水方式有一定的优点,主要为落水点位置路面横坡较为平缓,即一般i’2不大于5.0%;缺点主要为挑落水区间内路面施工标高控制要求较高,施工控制复杂,且机动车在最外侧车道(挑落水范围内)快速行驶时有一定的起伏感,影响车辆行驶舒适性。

2017年,林芝市粮食播种面积1.691万hm2,其中青稞播种面积为0.500万hm2。2017年,林芝市种植的青稞品种有藏青320、藏青2000、喜拉22号、冬青18、果洛和山青9号等。2017年,从山南、日喀则、拉萨等地引进新品种种子共142 t,品种有藏青2000、喜拉22号、冬青18号、山青9号。

3.2 平石挑落水

通过平石铺砌角度的转动使得侧平石交点位置与正常路面边缘形成高差,从而形成锯齿形偏沟(见图3),挑落水方式一般为“加0减6”。

图3 平石挑落水示意图

纵坡变化(边坡点前后纵坡差值)小时,大半径竖曲线范围内可能会出现小于0.3%的不利排水坡度区间。

4 最小纵坡与锯齿形结构使用的注意点

4.1 最小纵坡应根据道路的具体情况选择

地势平坦地区,对于主要道路,长直线道路路面宽,道路竖向频繁起伏影响线形美观,应尽量避免为达到最小坡度0.3%而采用短纵坡增加变坡点反复上下坡。纵坡小于0.3%时通过锯齿形偏沟可完全达到快速排除路面雨水的目的。

4.2 设计纵坡不小于0.3%时,局部位置亦应考虑锯齿形街沟的设置

4.2.1 道路变宽段的影响

相关规范规定,“道路最小纵坡不应小于0.3%;当特殊困难纵坡小于0.3%时,应设置锯齿形偏沟或采取其他排水措施”。实际情况中,道路纵坡较小路面存在变宽时,路面边缘排水方向和排水坡度受路面变宽段横坡影响较大,例如城市道路在交叉口渠化变宽段、港湾式公交停靠站变宽段,其路面边缘排水坡度、排水方向往往需要进一步核对,以确保雨水口设置在路面边缘最低点位置,雨水口(挑落水点)之间满足最小0.3%的排水坡度。

(2)锯齿形偏沟落水点位置应确保侧石有足够的埋深,确保侧石的稳定性。

平石挑落水主要通过平石的旋转形成锯齿形偏沟,路面横坡不变,因此便于路面施工,且对车辆行驶无舒适性影响;由于落水点平石顶面坡度较大,行人踩踏在落水点位置舒适性差,不宜使用在行人通行的位置。

例如,设计速度为60 km/h,最小坡长为150m,竖曲线最小长度一般值为120 m(《城市道路工程设计规范》)。当采用±0.3%的人字坡时,竖曲线范围内实际纵坡无法达到0.3%,占坡段长度的80%(取最小坡长时)。

橡胶止水带及接缝填料按设计位置安装,并用钢筋固定牢固,预防止水带变形,跑偏和撕裂,保证止水带周围特别是止水带下面的混凝土振捣密实,避免止水带周围形成空穴。

在路面边缘b=1~3 m的范围内调整路面标高,使形成锯齿形偏沟(见图2)。一般要求i’1不应为反坡,且i’2坡度不宜过大。b值可根据路面宽度适当选取,一般路面较宽时,b值可取大值,挑落水可采用“加3减3”;路面较窄时则取小值,挑落水可采用“加2减4”;当路面很窄时则不适宜采用路面挑落水方式。

4.3 锯齿形偏沟的注意点

(1)锯齿形偏沟侧石外露高度应考虑暴雨时雨水不淹没侧石,避免车辆及行人在此期间出现交通危险。

4.2.2 道路竖曲线的影响

(3)路面挑落水偏沟宽度b范围内路面有所起伏,车辆行驶时影响舒适性,且施工控制及机械摊铺有一定困难,因此一般情况下不建议采用路面挑落水,特别是未设置停车带的机动车专用道建议不采用路面挑落水。

(4)平石挑落水挑水点、落水点控制标高亦可采用“加3减3”“加2减4”等,可通过相应措施避免平石顶面出现反坡。

(5)平石挑落水在落水点位置,平石顶面横坡较大,行人通行时可能会存在安全隐患,因此落水点位置应尽可能避开人行横道线等行人通行的位置。

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5 结语

道路设计中设置最小纵坡不小于0.3%,出发点是为了实现路面快速排水的目的。在地势平坦地区,主要通过设置短纵坡增加变坡点得以实现,此时道路纵坡变化小,相应竖曲线长度占纵坡段长度大,竖曲线范围内存在小于0.3%的区间长,实际上一个坡段范围内存在较长区间无法达到0.3%的排水坡度;同时,城市道路存在较多的渠化拓宽、港湾式停靠站拓宽,在拓宽渐变段范围内也存在路面边缘排水坡度无法达到0.3%的区间。由此可见,为了满足规范而强制采用0.3%的纵坡,道路局部位置仍然需要设置锯齿形偏沟,既没有节约工程投资,减小施工难度,反而影响了道路线形美观。

因此认为采取了确保路面排水顺畅的措施后,道路最小纵坡在一般情况下可以小于0.3%,甚至采用平坡。

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参考文献:

[1]黄兴安.公路与城市道路设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.

[2]颜本崧.城市道路设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1985.

[3]周海生,陈建军.道路路表排水的锯齿形街沟计算算法和综合设计[J].中国市政工程,2009(6):4-5.

[4]吴祖德.剖析城市道路沥青混凝土路面中锯齿形偏沟的工程设计[J].城市道桥与防洪,2011(2):1-5.

气味是反映窖泥质量的一个重要指标,品质优良的老窖泥香气纯正,带有浓郁的老窖泥香气,窖香舒适,香味持久;质量一般的窖泥香气正,稍有老窖泥香气,带有明显的酯香、酒香,香味较持久;质量比较差的窖泥稍有酯香和酒香,有一定异杂味(酸败味、生泥味、腐臭味等)。

蔡祥辉
《城市道桥与防洪》2018年第4期文献

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