1 城市道路立交排水特征分析

城市道路的立交排水跟常规的道路排水设施相比具有以下特点：

①立交道路运行复杂，高度高，与常规行人通道差异大，降水易沉积，排水难度大。

②一旦立交道路，尤其是下穿立交排水系统出现故障，水流下移，致使低路面产生积水，妨碍车辆及行人交通。

③立交道路同时支撑桥梁、供排水、供电、通信、供气等系列功能，在立交道路排水设计时需综合考虑各方面因素。

2 城市道路立交排水的方式及排水应遵循的原则

2.1 城市道路立交排水的方式

①重力排水：这种排水方式不需专门人员管理，不使用电力，直接利用道路周围的沟渠等进行排水，是最常用的排水方式。

②调蓄排水：在降雨量大的情况下，水位高于道路最低排水点，这是可以暂时将无法排除的水流引流进入蓄水池，当水体可以自由排出时，再将其排出。

③抽升排水：在降雨量大且没有蓄水池的路段，可以利用水泵进行强制排水。

2.2 城市道路立交排水时应遵循的原则

①区别排水：即路面高的积水直接高处排水，低处积水低处排除，同时，也可根据该路段是否设置有蓄水池或抽水泵进行考虑。

②从经济成本和人工损耗的情况考虑，尽量利用重力排水方式。

③在积水范围小，又无法进行重力排水的情况下，选用水泵进行抽水。

④预计积水重现期为三年以上，重要路段还可增加。一般规定路面积水的时间不超过十分钟，以5-10min为最佳。地面径流系数通常为0.8-1.0。我国国内城市道路排水系统设计重现期如表1所示，《室外排水系统设计标准》规定的综合径流系数取值如表2所示。

⑤间隔20-30m设置一个排水口，设置独立的排水管道支撑路面排水。

⑥保证城市交叉排水管道的独立性，防止排水管道之间重合，保证排水迅速可行。

3 城市道路下穿立交排水系统存在的问题

①城市道路建设比例失衡，使得地面径流系数增加。

②城市道路排水设施设置不均衡，使得某些路段积水严重，无法排除。

③排水设施管理散漫，疏通不及时，致使遇水即淹。

④河流下游疏于管理，水位上升，致使路面积水无法排出，形成水流积滞。

4 城市道路下穿立交排水系统设计研究

城市道路立交包含上跨立交、下穿立交以及半上跨和半下穿式立交。从区别排水的原则出发，城市道路立交排水又被划分为常规道路排水、上跨立交排水、下穿立交路面排水以及下穿立交地下水排放。本文主要对城市道路的下穿立交路面及地下水排水进行设计研究。

4.1 下穿立交路面排水设计

4.1.1 雨流量计算 

4.1.2 确定水流汇合面积 

在下穿立交排水系统设计过程中，在区别排水的原则上，确定水流汇合面积，保证正常排水，具体从以下几个方面进行设计。

①与下穿立交排水口周围安放阻水设备，减少排水口雨量的大量流入。

②尽量减短下穿立交排水系统的斜坡长度，降低排水管道的水流汇合面积，节省排水成本。

③水流汇合面积计算时将阻水面大的阻水设备的面积一并算入。

④在下穿立交交叉道路设置倒坡，结合倒坡排水和重力排水，一并融入水流汇合面积的计算。

4.1.3 设计雨量收集系统

根据调查显示，通常下穿立交排水系统的道路斜坡设置较长，而且排水口对于道路表面的雨水排出效果不佳，甚至会因此增加下穿立交路面的深度。经过对调查结果进行分析研究，结合国外已有的先进经验，建议下穿立交排水时尽可能利用下穿道路自身道路结构，联合路旁排水沟进行重力排水，必要的话还可以在下穿立交道路上进行横向截水沟设置。

4.1.4 排水泵站设计

①排水泵站地址的确定。排水泵站选址时通常联合下穿立交道路进行考虑，一般将其安置于下穿立交道路的最底端，便于设置排水沟，进而降低排水沟的挖掘深度。

②排水泵的类型以及大小应根据实际雨流量计算值确定，通常水流汇合面积小时，准备两台相互协调；水流汇合面积大时，需准备多台排水泵同时运行。

③排水泵在使用时运行台数以及时间根据实际的道路水位高低决定，降低排水泵的消耗，节约排水经济成本；在下穿立交水位较高时，充分利用备用排水泵，提高排水速度和效率。当然，政府机构也可以通过规范排水措施和标准达到降低路面积水的目的。

④保证排水泵的出入水端的可运行，必要时可设置专门出口。在排水泵出口与重力排水系统出口共用的情况下，应为排水泵增设截流阀防止回流，重力排水系统的重现期应与下穿立交排水设备保持一致。

4.2 下穿立交地下水排放设计

下穿立交道路路面高度低，在地下水水位较高的情况下，重力排水无法实现，致使下穿立交路面结构受到破坏，影响车辆及行人安全。从地下水的运行特点出发，通常通过设置渗渠或穿孔管达到渗透地下水的目的。当地下水处于较高地理位置时，借助于排水泵将其直接引入地面系统进行排水。而渗渠或穿孔管通常设置于道路下方，在充分考虑其渗透效果，运输安装强度的基础上，进行下穿立交道路的地下水排放。

5 总结

总之，在进行城市道路下穿立交排水设计时，既要结合传统的排水思想，又要联合新思维、新技术进行排水系统设计。根据现代道路排水的复杂多样化特征，结合下穿立交道路排水的特殊性，综合考虑道路、桥梁以及供水供电等道路特性，对下穿立交道路的排水系统进行创新设计，保证下穿立交道路干净干燥，保证道路交通安全运行。

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