邵建惠,杭 飛
(寧波市城建設計研究院有限公司,浙江 寧波 315012)
大孔隙開級配排水式瀝青(OpenGraded Asphalt Friction Course,OGFC)的設計空隙率為18%~20%,可用于新建路面及舊路面罩面。由于OGFC路面設計空隙率高,地表降水可透過多孔排水瀝青表層沿下面層表面排至兩側。不僅有效地降低了路表積水引起的雨霧、濺水及眩光,而且提供了足夠的表面粗糙度,減少了路面車轍變形和噪聲污染。[1]
排水式瀝青內部空隙率大,存在較多連通空隙。路面雨水滲入排水瀝青混凝土結構內空隙,通過道路橫坡將空隙內雨水排放至路側;路側邊溝將雨水匯集后,排入雨水主管道或溝渠。
排水是通過縱向和橫向來完成的,為了使路面不積水,能夠將水快速排出,路面橫向排水可以通過增大路面橫坡以達到2%,加快瀝青表面層和內部排水。
排水瀝青混凝土路面要求路側排水溝斷面大、摩阻力小、雨水排放能力強;匯流后雨水因水量較大,需間隔布置雨水支管將邊溝內雨水就近排放。[2]
邊溝的設計類型較多,排水溝常用的有預制混凝土槽、彈簧鋼管溝、塑料透水管、蓋板溝等,主要有以下幾種形式。
路側明溝形式較為簡單,直接在路側設置8~12 cm寬、2~10 cm深的直線式或階梯式邊溝,上部不設置任何蓋板或鋪裝。排水層中雨水橫向排放至路側明溝,明溝匯集后分段就近排入雨水主管。
明溝形式造價便宜,基本無需特別安裝;有效過水斷面寬,排水效果好。但美觀性差、易被垃圾堵塞、瀝青混凝土易啃邊(見圖1)。
圖1 明溝形式示意圖
路側瀝青混凝土底部安裝2~4根滲水彈簧軟管,透水軟管通常采用聚酯單絲或其他化合物形式,可隔擋固體物,上部攤鋪透水瀝青混凝土。排水層中雨水橫向排放至彈簧管,通過彈簧管分段接入雨水主管(見圖2)。
圖2 滲水彈簧管形式示意圖
彈簧管形式景觀效果最佳,視覺上無明顯構造物。但有效過水斷面小,雨水排放能力差,后期維護、更換困難。
路側安裝排水邊溝,邊溝側面設施開孔,上部設置鏤空蓋板。排水層中雨水橫向通過邊溝側孔排放至邊溝內;暴雨期間,排水瀝青混凝土空隙排水能力不足時,地面雨水徑流至邊溝,通過蓋板頂部開孔,進入邊溝內。邊溝就近接入雨水主管(見圖 3)。
圖3 蓋板溝形式示意圖
蓋板型的排水溝通常采用聚合物樹脂混凝土排水溝,溝體尺寸:內寬 100 mm,外寬140 mm,高85 mm(低于路面鋪裝層5 mm,以利于排水);溝體側壁上排4個孔,下排三個孔,開孔收集瀝青層間水;溝體內壁光滑無氣孔,氣孔直徑超過5 mm的每米不超過5個。蓋板采用玻璃鋼蓋板,不銹鋼螺栓固定。
溝體截面保證水利條件和排水能力,抗壓強度大于90 N/mm2,抗彎強度大于22 N/mm2,吸水率大于0.05%,彈性系數 25~35 kN/mm2,密度 2.1~2.3 kg/dm3,透水率 0 mm。
排水溝蓋板地面標高低于路面 3~5 mm,使排水順暢。
溝體排水量:溝體寬100 mm,高85 mm,溝體排水量 Q=3.6 L/s。
側向收水孔排水能力:
單孔面積A1=7.45×10-4m2,收水孔共計7個,單孔收水量 q=0.0149 L/s,每半米收水量 Q1=0.10 L/s。
蓋板溝形式排水效果好,維護方便,視覺效果好,但造價較高,蓋板易損壞。
三種邊溝形式對比詳見表1所列。
表1 三種排水邊溝形式對比一覽表
排水瀝青路面邊溝通常設置在道路、橋梁邊側,伸縮縫位置需斷開;而橋梁接坡段通常縱坡較大,橋梁邊溝無法坡向落水管,導致伸縮縫附近位置積水。
為防止橋梁伸縮縫處積水,在伸縮縫處設置了2~4根并排彈簧管,路側排水邊溝和彈簧管溝匯集至橋面排水口。排水口采用25 cm×40 cm較大尺寸,以利雨水迅速排除,防止橋面積水。為了維護方便,泄水管采用明管敷設,泄水管通常采用D16 cmUPVC管材。每一墩柱橫坡最低點設排水設施,將橋面雨水接入橋下道路雨水管(見圖4)。
圖4 伸縮縫位置排水系統(tǒng)圖(單位:mm)
實施時需注意以下事項,確保多孔隙降噪排水性瀝青混凝土排水系統(tǒng)的完整性。
(1)明溝形式在攤鋪瀝青混凝土時,路側需布置枕木或條石,以保證瀝青混凝不橫向滑落至明溝內,避免后期鏟挖以及瀝青混凝土棱角的美觀性。枕木或條石表面進行涂刷,可供循環(huán)使用。
(2)蓋板溝在瀝青混凝土實施前要先安裝好,再鋪排水多孔隙降噪排水性瀝青混凝土。如采用預留蓋板溝位置形式,排水瀝青混凝土側面空隙常被瀝青堵塞,影響排水能力。
(3)橋梁伸縮縫處彈簧管實施前,先臨時鋪好同伸縮縫一樣寬槽鋼,再鋪筑多孔隙降噪排水性瀝青混凝土。拿掉槽鋼后安裝橋梁伸縮縫。
排水瀝青混凝土可有效地降低路表積水引起的雨霧、濺水及眩光,減少了路面噪聲污染。路面排水構造存在明溝、滲水彈簧管、蓋板溝等多種形式,使用中可根據實際情況進行選擇使用。
[1]王明飛.排水性瀝青路面設計與施工[J].公路與汽運,2011,(1):93-95.
[2]唐國利,鄭曉光.排水性瀝青路面的滲流理論分析[J].城市道橋與防洪,2011,(2):78-80.