高架快速路排水设计要点浅析

高架快速路排水设计要点浅析

张召梁 钟洪江

潍坊市市政工程设计研究院有限公司 山东 潍坊 261005

摘要：高架快速路排水设计作为高架快速路设计的重要部分，设计的优缺关系着整个高架快速路运营阶段的交通通畅以及行车安全以及桥梁结构耐久性，随着全球近几年极端天气频发，台风及短时强降雨给人们造成极大的生命及财产损失，部分先前建设的高架快速路也出现了短时积水，造成交通中断以及引发交通事故等，并且桥面积水如果不能短时间排除容易慢慢渗入桥梁结构，对桥梁结构耐久性造成影响，渗水与空气结合在一起成为结构耐久性的“致命杀手”，高架快速路排水设计越来越引起人们的重视，文章结合根据高架快速路独有的构造特点，提出在高架快速路排水设计过程中应注意的几个方面，在设计中从根本上解决高架快速路排水问题。

前言：随着国务院办公厅《关于进一步加强城市轨道交通规划建设管理的意见》(国办发〔2018〕52号)的发布,修订了原城市轨道交通建设条件，加强了城市轨道交通建设审批程序，提高了二、三线城市轨道交通的建设门槛，为应对日益增长的交通量以及满足人们便捷的中短距离出行需求，高架快速路作为解决上述问题的较好形式备受各地欢迎，近期各地迎来了城市高架快速路建设发展的高峰期，在高架快速路建设的设计过程中设计人员更多的是重视总体规划以及结构安全，较少的去关注高架快速路排水安全问题，殊不知高架快速路排水的安全问题不仅仅关系到高架快速路的交通顺畅，更关系到快速路行车安全。高架快速路有全封闭、车流量大、车道数量多、行车速度快等特点，在夏季汛期频繁的降雨改变了高架快速路的行车环境，极易发生交通事故，究其原因不但是因为雨水天气造成雨水打在汽车前挡风玻璃以及前车卷起的水雾飘散到汽车玻璃上，造成驾驶人员视线不好，另一方面也是因为降雨造成桥面湿滑，部分桥面积水排除不通畅，造成汽车与桥面的摩擦力降低，驾驶人员在驾驶汽车的过程中制动、紧急加速以及转弯过程中造成交通事故，高架快速路设计过程中应特别注重排水设计，保证排水安全，使桥面雨水径流快速排除保证行车安全。设计中结合高架快速路的特点应从以下几个方面进行设计：

1. 桥面横坡设计

桥面横坡是指桥面沿与路线垂直的方向（横向）的坡度，根据《城市快速路设计规程》（CJJ129-2009）规定快速路应根据各地区年最大降雨量以及快速路路面宽度以及路面类型选择不同的横坡度，横坡度宜为1.5%~2.0%,应为快速路设计车速高，为便于排水，应选择大的桥面横坡度（2.0%），这样不仅能够使行车道雨水快速流到车行道外侧低点处，也避免了车行道溅起的雾状雨水对驾驶员视线的影响，从而有效避免交通事故的发生，保障行车安全。

2. 桥梁纵坡设计

桥梁纵坡是指桥梁沿路线方向的坡度，桥梁纵坡是高架快速路桥面自主排水的重要组成部分，较大的桥梁纵坡能够使桥面降水迅速排至降低的地方，保障桥面车辆行驶安全，但是较大的桥面纵坡不仅使车辆爬坡困难造成燃油量增加并且在冬季尤其北方冰冻降雪天气极易造成辆车溜坡现象，根据《城市快速路设计规程》（CJJ129-2009）的规定，城市快速路最大坡度（推荐值）为3%~5%,极限最大纵坡度（限制值）为4%~6%,积雪冰冻地区不得超过3.5%，同时为了考虑高架快速路线型美观壮阔，高架快速路主线不易采用较大的纵坡度，但是同时为了满足高高架快速路排水的要求，桥梁最小纵坡度不得小于0.3%，若纵坡度过小，因施工问题极易造成桥面存在连续凹面，造成积水无法排除。鉴于上述原因在高架快速路纵坡设计时主线应采用低的纵坡度，使线型平缓，行车舒适，并结合上下匝道处设置低点，使桥面降水能够通过上下匝道处自主排至地面层道路，防止桥面积水。

3. 桥梁超高段排水设计

城市高架快速路线性要求协调、平顺，行车舒适，但城市内部受用地影响比较大以及城市高架快速路互通立交比较多，当高架快速路需设置在平曲线段时应尽量采用不设置超高的平曲线，当不得不采用设置超高的平曲线时，必须在平曲线内侧（高程较低侧）加密雨水口设置，同时如果存在中央隔离护栏的，中央隔离护栏必须设置泄水孔，使雨水从高的一面能够快速流至低的一侧，并通过雨水收集系统快速排出。

4. 桥梁凹型竖曲线低点排水设计

高架快速路设计车速高，平面及竖向线型要求高，竖向坡度变化处必须设置竖曲线，因城市快速路桥下净空、美观要求以及上下匝道处高程限制，城市高架快速路很难采用单一坡度，此时应尽量采用中间高两边低的形式，设置凸型竖曲线，当不得不采用凹型竖曲线时就会在路段形成低点，路段低点对排水是非常不利的，尤其是急暴雨阶段急易排水不急形成积水，桥梁凹型竖曲线低点从来都是桥梁排水设计关注的重点位置，凹型竖曲线不仅最低点必须设置雨水收集口，且最低点两侧近距离加密设置雨水收集口，根据《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）:高架桥桥面应设置横坡及不小于0.3%的纵坡，并且当纵断面为凹型竖曲线的时候，应该在凹型竖曲线最低点及其前后3-5m处分别设置排水口。

五、桥梁超宽段排水设计

近几年高架快速路横断面一般采用双向6车道设置，因为根据规范规定高架快速路单向车道数如果小于等于2个，应设置2.5m宽连续或者不连续紧急停车道，不连续停车带应该每500米左右设置一道，从经济、美观、实用等方便更倾向于设置双向6车道的高架快速路横断面形式， 上下匝道处近几年均采用双车道在相接处汇成单车道形式，匝道宽度普遍接近主线宽度的一半，并且因高架快速路车速设计高，合流短距离比较长，对此段雨水口的设置距离应采用正常段的双倍设置才能满足桥面雨水的排泄要求。

六、桥梁跨河段排水设计

近几年随着环保理念的提升，要求桥面不仅要有完善的排水系统，跨河段不允许将雨水不经处理直接排水河里，尤其是饮用水源地，净化水源地更是不能将水排到桥下，过去的规范对跨河桥梁没有限制，所有对跨河段桥梁排水应特殊设计，将所有跨河段雨水口连接后排到地面排水系统之中去，经统一处理方可排泄，对河流较宽的，除了加大排水管管径，由中间往两侧排泄等措施确保满足排水要求，还可以在较宽河流处设置凸型竖曲线，通过纵坡加强主动排水能力，降低跨河段雨水口的泄水压力。

七、雨水口形式选择

桥面雨水口形式主要有立篦式、平篦式，立篦式雨水口不易堵塞，但是存在收水效率低，不容易检查等缺点，在近几年的桥梁排水设计中主要采用平篦式雨水口形式，平篦式雨水口收水快，效率高，检查简单，缺点是容易堵塞，但是高架桥上阻塞物不多使平篦式雨水口成为了不二选择，平篦式雨水口样式也是多种多样，主要有虹吸式雨水口以及矩形井式雨水口，其中矩形井式雨水口因其收水面积大，并且容易检修等优点成为近几年高架快速路排水的主要形式。

八、排水管材的选择

桥面雨水口收集的雨水通过排水管排至地面排水系统，排水管材的选择也是至关重要，要满足耐久性的需求，目前常用的桥梁排水管主要采用的PVC-U,HDPE,铸铁，应铸铁材料重，固定不方便以及铸铁材料可挠性差，不能满足桥梁排水管需要绕过障碍物的要求，所以目前应用比较少，HDPE及PVC-U材料均具有内壁光滑，水阻力小，使用寿命长，耐久性好，可挠度好容易弯曲等优点，成为目前桥梁排水管道的主要材料，尤其因目前PVC-U推广早，应用广，价格便宜，在桥梁排水管材中应用最多。

结束语：桥梁排水不畅不仅对行车安全有重大影响，也越来越成为桥梁耐久性设计的一个关键性方面，桥面排水不畅雨水将慢慢渗入桥梁内部，跟空气一起成为桥梁耐久性的“杀手”，为了杜绝桥梁“杀手”，满足桥梁耐久性，应从设计之初就要重视高架快速路的排水设计，并且在设计、施工、养护环节都需格外重视，做到“防排结合”，通过理论以及实践相结合，发现问题，解决问题，在新的工程中避免问题的重复发生才能设计出好的精品工程。