城市道路各种锯齿形偏沟(稿件)
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图 3 锯齿形偏沟纵断面图(计算公式图解) 注:分水点距离表中 L1 指分水点至上方雨水口的距离 图中:L—相邻雨水口的距离; L1、L2—分水点至雨水口的距离; i—道路中心线纵坡度; i1—L1 段偏沟底的纵坡度; i2—L2 段偏沟底的纵坡度; h1—雨水口(落水点)处侧石外露高度; h2—分水点处侧石外露高度; △h—雨水口、分水点处侧石外露高度差:△h= h1- h2; H—标准横断面处侧石外露高度; 1)由图右端
城市道路各种锯齿形偏沟
吴祖德 (常州市建设工程施工图设计审查中心, 江苏常州 213002)
摘 要 本文是城市道路各种锯齿形偏沟设计和施工所需的技术资料,包括沥青混凝土路面、水泥混凝 土路面的各种锯齿形偏沟的设计内容。本文可作为城市道路设计、施工工程师和技术人员的实用资料, 亦可供大专院校有关师生教学参考应用。 关键词 城市道路 锯齿形偏沟 前 言 为了配合《城镇道路路面设计规范》 (CJJ169-2012) (2012 年 7 月 1 日实施)提出 “当道路边缘 线纵坡度小于 0.3%时,可在道路两侧车行道边缘 0.3m 宽度范围内设锯齿形偏沟” 的新方法,本文详 细的叙述了锯齿形偏沟老的设计方法,并指出其存在于施工中的问题。同时,也详细的介绍了沥青路面 锯齿形偏沟新的设计方法,即在平石宽度(0.3m)范围内设置锯齿形偏沟,施工简便,有利于沥青混凝 土路面机械化摊布机的施工,又不影响今后路面的拓宽。本文列出了各种锯齿形偏沟,不同侧石外露高 差,在不同道路纵坡度时的锯齿形偏沟的分水点位置的表格,可供设计和施工人员查阅参考,亦可供大 专院校有关师生教学参考。 本文在编制过程中,如有缪误之处,诚望读者、专家惠于指正,尤为感谢。 第 1 章 城市道路锯齿形偏沟概述 在道路纵断面图上,道路中心纵坡设计线、侧石顶面线和路面边缘线(路面与侧石的交界线) ,是 三条互相平行的直线。当道路纵坡小于 0.3%时,路面边缘线(即路边偏沟底坡线)坡度也小于 0.3%, 水流迟缓,排水不畅,可能产生暂时积水现象影响行车。另外,还由于施工有一定误差,也容易造成局 部积水。不仅影响交通安全和畅通,而且影响路基的稳定性和使用年限。因此,对于设计纵坡小于 0.3% 的路段,需要设法保证路面排水畅通,必须设置锯齿形偏沟。
图 4 锯齿形偏沟宽度 B=1.5m 横向示意图 实践中,用宽度 B=1.5m 的锯齿形偏沟,给沥青混凝土路面的摊布机械化施工带来难度: 1)在挑水点处沥青路面在 120cm 范围(扣去平石宽度 30cm) ,比标准断面增加 0~3cm 厚,平石 升高 3cm:
图5 挑水点处沥青路面增加部分图 2)在落水点处沥青路面在 120cm 范围,比标准断面减少 0~3cm 厚,平石降低 3cm:
i2
0.44 0.44 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.46 0.46 0.46 0.47 0.47 0.47 0.48 0.48 0.49 0.50 0.50 0.51 0.51 0.52 0.53 0.53 0.54 0.55 0.56 0.56 0.57 0.58 0.59
(相当于规范公式: S
hc hw ) jc j
h i L1 h i2 i L2
3)由计算公式求解分水点位置:
h1 h 2 h ; L L1 L 2 h h ; L2 L1 i i1 i 2 i1 h h i1 i ; i2 i L1 L2 当设 i1 i 2 时,建立方程式: h h ……………① i i L1 L2 L L1 L 2 ……………② h h 由①式得: 2i L1 L 2
i2
L1
L2
13.00
i1
0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.47 0.47 0.47 0.48 0.48 0.48 0.49 0.49 0.50 0.50 0.51 0.51 0.52 0.52 0.53 0.54 0.54 0.55 0.56 0.56 0.57 0.58 0.59 0.59 0.60
7
图 11
锯齿形偏沟宽度 1.5m 平石宽度 0.3m 构造立体示意图
2.3 原用锯齿形偏沟宽度 B=1.5m 的施工图示 1)先按本工程设计要求的侧石施工就位(注:平石下的水泥混凝土垫层暂不施工) ,见下图:
图 12 锯齿形偏沟宽 1.5m 标准断面图
8
2)锯齿形偏沟宽 1.5m 上挑点处
图 13 锯齿形偏沟宽 1.5m 上挑点处断面图 3)锯齿形偏沟宽 1.5m 下落点处图
4
第 2 章 锯齿形偏沟宽度为 1~3 米的老方法 根据《城市道路设计规范》 (CJJ37-90) ,设计的锯齿形偏沟(老名称称锯齿形街沟,现在应统一 按规范用词,称锯齿形偏沟) ,其宽度一般为 1~3 米,北京经验,认为施工比较困难,影响路边行车, 且不利于将来路面的拓宽,故很少采用。一般采用调整设计标高的途径来解决最小排水坡度问题。但上 海、广州等城市的滨海路,则多采用锯齿形偏沟,并认为效果良好,能将地面水直接沿横向雨水管排入 水道,而不另设纵向雨水管道。又如,沙市、洛阳等城市,亦多采用锯齿形偏沟,并认为施工不十分困 难。 2.1 原锯齿形偏沟设置情况 原用锯齿形偏沟宽度 B=1.5m 横向示意图(根据锯齿形偏沟宽 150cm,原路面横坡为 2%时,为使分 水点处路面横坡不出现倒坡,故分水点上挑距离为 3cm)
图 1 偏沟过水断面 1.1 所谓锯齿形偏沟,即保持侧石顶面线与路中心线的纵坡设计线平行的条件下,交替地改变侧石 顶面线与平石(或路面)之间的高度,即交替地改变侧石高度,在最低处设置雨水进水口,并使进水口 处的路面横坡放大,在两进水口之间的分水点处标高较高,该处横坡便相应减小,使路边偏沟底坡度由 升坡到降坡再到升坡,如此连续交替进行,其偏沟的底纵坡线变成锯齿形状。锯齿形偏沟构成图:
图6
落水点处沥青路面减少部分图
5
3)在 L1、L2 的中间点处,沥青路面在 120cm 范围,同标准断面,侧石高度同标准断面:
图7 中间点处沥青路面不增不减图 4)从以上可以看出沥青混凝土路面,在锯齿形宽度范围内的厚度变化、高程的变化给机械化施工 带来困难, 所以很难保证在锯齿形偏沟的设计宽度范围内路面结构厚度的连续性, 也增加了施工验收时 的难度。 5 )不利于偏沟宽度范围内的行车,同时也存在不利于将来路面的拓宽。 2.2 原用锯齿形偏沟宽度 B=1.5m 的设计图示 1)锯齿形偏沟宽度 B=1.5m 横向示意图
侧石高差均为Δh=h1-h2=6cm i1=i2≥0.3%
雨水口距离m 分水点距离m 偏沟坡度% 道路纵坡度%
25
26
27
L1
L2
12.50
i1
0.48 0.48 0.48 0.48 0.48 0.49 0.49 0.49 0.49 0.50 0.50 0.50 0.51 0.51 0.52 0.52 0.53 0.53 0.54 0.55 0.55 0.56 0.57 0.57 0.58 0.59 0.59 0.60 0.61 0.62
(2 h 2i L) 2 4 2i h L 2 2i
L 2 L L1 h i1 i L1 h i2 i L2
4) 根据分水点位置公式, 利用 Excel 电子表格,按照不同的雨水口和分水点处侧石外露高度差△h, 编制出不同道路纵坡时的分水点位置的表格,供设计、施工时应用(见本手册所附的表格) 。 举例:表 1 侧石高差均为△h=h1-h2=6cm,i1=i2≥0.3%,雨水口间距为 37m、38m、39m 的锯齿形偏 沟分水点距离利用 Excel 电子表格计算实例。 表 1 侧石高差均为△h=h1-h2=6cm、i1=i2≥0.3%锯齿形偏沟分水点距离用 Excel 电子表格计算实例
图2
偏沟横断面图
1
注: B—横坡变动范围; i'—道路标准横断面横坡度;
i1'—偏沟的横坡度变坡点至分水点处偏沟底的横坡度;
i2' —偏沟的横坡度变坡点至雨水口处偏沟底的横坡度
a— 分水点上挑距离; b— 下落点下落距离;
B a i' i1' B b i2' i'
1.2 图解法推导计算公式
h1 L1 i1 h2 L1 i
得 h1 h 2 L1i1 i
2
h L1i1 i
h i1 i h L1 i1 L1 i h i1 i L1 L1
2)图左端 上挑距离+下落距离=Δh
h L 2 i L 2 i 2
图8
锯齿形偏沟宽度 B=1.5m 横向示意图
6
2) 锯齿形偏沟宽度 B=1.5m 平面示意图
图 9 锯齿形偏沟宽度 B=1.5m 平面示意图 3) 锯齿形偏沟宽度 B=1.5m 纵断面示意图(侧石标准段外露高度为 15cm)
图 10 锯齿形偏沟宽度 B=1.5m 纵断面示意图(侧石标准段外露高度为 15cm) 4) 锯齿形偏沟宽度 1.5m 平石宽度 0.3m 构造立体示意图
2i L12 2 h 2i L L1 h L 0
……………④ 其中: a 2i ; b 2 h 2i L ;
X 1,2
b
c h L
b 2 4ac 2a
பைடு நூலகம்
得出公式:
L1
2 h 2i L
0.00 12.50
0.48 13.00
0.46 13.50
0.01 12.24 12.76 0.02 11.98 13.02 0.03 11.72 13.28 0.04 11.47 13.53 0.05 11.21 13.79 0.06 10.96 14.04 0.07 10.71 14.29 0.08 10.47 14.53 0.09 10.23 14.77 0.10 10.00 15.00 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.20 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 9.77 15.23 9.55 15.45 9.33 15.67 9.12 15.88 8.92 16.08 8.72 16.28 8.52 16.48 8.33 16.67 8.15 16.85 7.97 17.03 7.80 17.20 7.64 17.36 7.48 17.52 7.32 17.68 7.17 17.83 7.03 17.97 6.89 18.11 6.75 18.25 6.62 18.38
h L 2 h L1 L1 L 2
2i
h L 2 L1 2i L1 L 2
……………③
3
由②式得: L 2 L L1 代入③式得
h L 2 L1 2i L1 L L12
h L 2 h L1 2i L1 L 2i L12
h L 2i 2 i
h i2 i h L 2 i 2 L 2 i h i2 i L2 L2
得出公式:
L1
h i1 i h i2 i
(相当于规范公式: S c S
hc hw j jc'
)
L2 i1
图 14 锯齿形偏沟宽 1.5m 下落点处断面图 4 )侧石外露高差△h=h1-h2=6cm,i1=i2≥0.3%,L≤40m 道路锯齿形偏沟分水点距离表(雨水口间距 按设计为 40m,另外增加实际可能有 39、38、37、36、35、34、33、32、30、29m)
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表 2-1 侧石外露高差△h=h1-h2=6cm、i1=i2≥0.3% 雨水口间距为 25、26、27m 分水点距离表
i2
L1
L2
13.50
i1
0.44 0.44 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.46 0.46 0.46 0.47 0.47 0.47 0.48 0.48 0.49 0.50 0.50 0.51 0.51 0.52 0.53 0.53 0.54 0.55 0.56 0.56 0.57 0.58 0.59