锯齿形街沟在城市旧路改造中的应用

邓 飞

(中南建筑设计院股份有限公司，湖北武汉 430071)

近年来，随着城镇化持续推进，国内不少城镇加快了市政基础设施的建设。除新建道路外，不少大中城市原有的市政道路不少也进入维修期，纷纷进行路面沥青罩面处理的改造;部分中小城镇路网中的骨架不少都是依托域内过境公路而形成，为了适应新的发展要求，必须对这些公路进行具备城市道路使用功能的改造。在这些需要进行改造的旧路中，我们经常会遇到因旧路路面破损、路基沉降等因素造成的道路纵坡不足0．3%的情况，这些路段对道路纵向排水较为不利，尤其是在暴雨或多雨季节，大量的路面积水不仅对车辆和行人交通造成影响，也会威胁到路基稳定性。

对于纵坡不足0．3%的旧路段，为保证改造后道路排水通畅，通常采取重新拉坡设计使道路最小纵坡不小于0．3%和设置锯齿形街沟这两种措施。重新进行拉坡设计通常会受到周边地形地物标高的限制，从经济的角度来讲，纵坡调整也会增加路基填方和挖方，工程造价提高。而采用锯齿形街沟来解决路面排水，既能保证改造道路与周边地物平顺衔接，也是更为经济可靠的一个措施。

1 锯齿形街沟的计算

街沟是指城市道路上利用高出路面的缘石与路面边缘(或平石)组合而作为排除路表水的沟道。在道路纵坡满足0．3%最低排水坡度要求时，道路纵坡设计线、缘石顶面线和街沟设计线是三线平行的。锯齿形街沟的设计就是保持道路纵坡设计线与缘石顶面线平行的条件下，交替改变路面边缘(或平石)与路缘石之间的高差，图1为锯齿形街沟计算示意图。

图1 锯齿形街沟设计纵向示意图

l为相邻雨水口间距(通常取40 m);l1，l2为分水点至雨水口的距离;i为道路中心线纵坡度;i1为l1段街沟底纵坡度;i2为l2段街沟底纵坡度;h1为雨水口处缘石外露高度(雨水口1与雨水口2处缘石外露值相等);h2为分水点处缘石外露高度。

由雨水口1处高度关系:h1=h2+l1(i1+i)，得:

由雨水口2处高度关系:h1=h2+l1(i2－i)，得:

水泥混凝土路面边缘一般不设平石，可在浇筑水泥混凝土时，在路面边缘30 cm～50 cm范围内现浇街沟;沥青混凝土路面多采用机械化摊铺机施工，操作过程中很难在锯齿形街沟设计宽度内做到沥青面层连续起伏，并保证路面结构厚度和压实度，所以沥青混凝土路面锯齿形街沟的设置一般通过调整路面边缘的平石标高，使平石形成街沟。本文讨论旧路改造中锯齿形街沟的应用，仅以加铺沥青混凝土路面改造为例进行阐述。

2 工程实例

鄂东某市一条改造道路原为过境省道，路幅宽度仅为9 m，且局部路段存在路面破损等情况，已不能满足新城建设使用要求。改造方案为利用原水泥混凝土路面加宽并进行沥青混凝土罩面处理。改造后标准横断面红线宽度为60 m，直线型路拱，双向横坡布置，车行道及非机动车道横坡坡度2%，人行道横坡－2%。道路横断面布置图见图2。

图2 道路标准横断面图（单位：m）

由于旧公路周边地势平坦，道路的设计标高受到周边已建成交叉道路或建筑物等地物标高限制，纵断面布置上尽量不做大的调整。从实测地形资料中反映出的标高来看，局部路段纵坡很难保证0．3%的最小坡度要求，需要设置锯齿形街沟来进行路面排水。

改造道路为三幅路布置，街沟布置于车行道和非机动车道外侧边缘。

2．1 分水点、雨水口位置

工程设计按照设计雨水口间距l=40 m，在锯齿形街沟设计范围内，分水点、雨水口高度变化采用“上2下4”法(即分水点处平石边缘上抬2 cm，雨水口处平石边缘下降4 cm)，已知h1－h2=6 cm，取 i1=i2=0．3%，根据路段实测纵坡度 i(i＜0．3%)作为已知条件，即可依据式(1)，式(2)求得分水点和雨水口间距。表1即为根据实测道路纵坡度数据计算得出雨水口与分水点间距的成果。

表1 锯齿形街沟分水点与雨水口间距计算表

2．2 平石高程确定

锯齿形街沟平石可采用预制和现浇两种方式施工，为避免安装不到位而影响街沟坡度平顺，本工程中的街沟平石采用现浇方式制作。

如图3所示，不设锯齿形街沟段，平石与路缘石高差为15 cm(横向坡度10%)，锯齿形街沟按照“上2下4”方案进行布置，分水点处平石与路缘石高差为13 cm(横向坡度3．3%)，雨水口处平石与路缘石高差为19 cm(横向坡度23．3%)。当地使用的路缘石常规尺寸为35 cm×15 cm，因此采用“上2下4”法可保证路缘石最小埋深要求。而且在分水点处，也就是路缘石外露最小取值13 cm，在暴雨期可避免积水上溢至人行道，同时能保证平石横向坡度也不会出现平坡甚至反坡，避免造成路面积水，威胁行车安全。

图3 街沟平石起伏横断面图

2．3 防止锯齿形街沟失效的措施

根据以往城市道路中街沟使用的经验，街沟平石往往会出现错台、沉陷等病害，使锯齿形街沟设置的纵坡失效，导致排水不畅或积水等问题。特别是在道路沿线的单位出入口、小区支路出入口处，由于常年有车辆荷载作用，街沟平石更是破损毁坏严重，对道路面层造成了损坏，形成水洼。所以在新设计街沟时，提出了以下几点解决措施:

1)在单位出入口、小区支路出入口等经常受到车辆荷载作用的路段，在设置锯齿形街沟平石时，应不同于一般路段，需要提高平石基层材料压实度，提高平石的混凝土标号，如出入口较大需要断开街沟，则在出入口边缘两侧增设雨水口便于排水。

2)锯齿形街沟设计时应考虑在道路纵坡凹曲线的最低处，合理增设串联雨水口。在路线交叉口处也应根据交叉口竖向设计，在边缘标高低点处布置雨水口。

3)严格路基路面验收工作，加强路面边缘基层材料的碾压，并防止漏压。如发现早期雨水口或平石铺筑不平整等问题应及时纠正。

3 结语

锯齿形街沟对于道路纵坡不足最低要求的困难路段排除路表水非常重要，特别是针对旧路改造工程中使用锯齿形街沟来排除路表水，相对于调整道路纵坡方案，是一个更为经济有效的措施。锯齿形街沟的设计内容主要包括雨水口和分水点设置。同时要注意在城市道路两侧众多出入口处，对街沟平石采取加强措施，竣工验收时严格要求。同时要加强管理，做好在使用期内对街沟的及时养护和维修工作，防止早期病害发生和扩大而造成边沟失效。

［1］ 张雨化，朱照宏．道路勘测设计［M］．北京:人民交通出版社，2000．

［2］ CJJ 169-2012，城镇道路路面设计规范［S］．