用於公路中央分隔帶的散集結合型防排水系統的製作方法
2023-10-09 04:00:24
本發明涉及排水系統，尤其是涉及一種用於公路中央分隔帶的散集結合型防排水系統。
背景技術：
對於具有一定寬度的公路（包括城市道路及高速公路），在上行行車道和下行行車道之間都需要設置一定寬度的中央分隔帶，主要作用為隔離雙向交通、埋設通信管道、安裝防眩設施等。中央分隔帶內的表面水、下滲水以及超高路段一側的路表水，一般通過中央分隔帶自身的排水設施排出。中央分隔帶排水形式的選定主要依據中央分隔帶的寬度和表面有無鋪砌來決定：1）對於中央分隔帶比較窄（＜3m）且表面有鋪砌時，在中央分隔帶設置向兩側外側傾的橫坡即可，無需另設排水設施；2）對於中央分隔帶比較窄（＜3m）但表面無鋪砌時，為排洩滲入分隔帶內的表面水，可設置縱向排水滲溝，並隔一段距離通過橫向排水管將滲溝內的水排出路外；3）對於較寬的中央分隔帶，通過設置內傾的橫向坡度使表面水流向中央分隔帶的中間排水溝，並通過縱坡排流至洩水口或橫向排水涵中。
目前常用的成熟排水形式分為凸形、凹形和封閉式三種類型：
1、凸形：1）表面封閉時，採用現澆薄層水泥混凝土或預製混凝土小塊封面或其他材料封面，可不設中央分隔帶地下排水系統，只需在分隔帶鋪面上採用向兩面外傾的橫坡，將降落在分隔帶內的表面水排向兩側行車道，進入路面排水設施即可。2）表面未封閉時，中央分隔帶須植草皮或灌木，視降雨量大小設置縱向碎石滲溝、縱向帶孔滲水管和橫向排水管等。
2、凹形：1）表面封閉時，同樣可以不設地下排水設施，採用蝶式混凝土淺溝和洩水口排出帶內積水。2）表面未封閉時，表面排水設施通過分隔帶內傾的雙向橫向坡度使表面水流向分隔帶中低凹處，再利用路線縱坡排流到洩水口或橫穿路屆的橋涵水道中；地下排水設施可採用與凸形中央分隔帶相同的地下排水設施。
3、封閉式：中央分隔帶表面封閉，排水設計相對簡單，即在分隔帶鋪面上採用向兩面外傾的橫坡。
上述較為成熟的方案針對的都是中央分隔帶寬度較窄，一般在3米以內且降雨量適中的地區道路中央分隔帶的情況。對於多雨地區、有預留需求（根據需要，後期可擴展車道）的寬度在8米以上的中央分隔帶的排水，如果仍按照上述技術思路進行設計，一是由於中央分隔帶內容易形成表面積水，如果不能迅速及時的排出，在中央分隔帶表面就會形成漫流，增加路面排水量，若表面未封面，還會將分隔帶內的泥土帶至路面上，造成道路路面汙染，影響道路行車安全；同時由於降雨量多且相對集中，為了保證中央分隔帶內的積水快速排出，避免路面汙染，減少路面排水，減少路基病害等現象的發生，則需要對分隔帶內集排水設施提出更高的要求，這樣勢必會導致工程成本大幅提高。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種用於公路中央分隔帶的散集結合型防排水系統，以解決超寬道路中央分隔帶的防排水問題。
為實現上述目的，本發明可採取下述技術方案：
本發明所述的用於公路中央分隔帶的散集結合型防排水系統，包括沿道路長度方向按中央分隔帶設計寬度開挖的中間低、兩側高的縱向上排水通道，所述縱向上排水通道的中心部位下凹砌築形成的凹槽構成縱向下排水通道，在所述縱向上排水通道和縱向下排水通道的側壁及底壁表面鋪設有截水土工膜；內部填充有碎石的所述縱向下排水通道的底部埋設有帶有進水孔的縱嚮導水管，所述縱向上排水通道內覆蓋有帶有植被的透水土層；在上行車道或下行車道的路基下方間隔設置有與所述縱嚮導水管相銜接的橫向排水通道；在所述橫向排水通道下方的地質層中間隔開設有與下行車道和上行車道外側的排水管網相連通的橫向排水涵洞，底部與所述橫向排水涵洞相連通的集水井的上端延伸至所述縱向上排水通道上覆蓋的透水土層。
所述透水土層中部較兩側低10~15cm,所述中部的透水土層上間隔設置有多道橫向阻水坎，相鄰兩橫向阻水坎之間的距離為50米。
所述相鄰兩集水井的距離為1km左右，實際設置時，間距視地形情況和排水需求可進行局部調整，每個集水井的內淨空尺寸＞1m×1m。
所述橫向排水通道包括倒梯形溝槽以及預埋在所述倒梯形溝槽內的PVC排水管，所述PVC排水管下方間隔設置有多個三角支架，填充在所述倒梯形溝槽內的中粗砂將所述PVC排水管包覆其中，形成保護外層。
所述PVC排水管的管徑≥15cm，所述PVC排水管外表面距離所述倒梯形溝槽兩側邊及底邊的距離大於5cm，所述PVC排水管外表面距離所述倒梯形溝槽槽頂的距離大於15cm。
所述倒梯形溝槽的槽壁傾斜度為1:0.1
本發明的優點在於結構簡單，可滿足寬度在8米以上的中央分隔帶的防排水需求，在降低成本的同時，注重了環保，實現了工程建設與自然的和諧統一；同時本發明防排水系統的設計不會影響後期擴展道路的施工。
本發明設計的中央分隔帶防排水系統工作時，中央分隔帶內的雨水排放路徑主要分兩種情況：一是雨水較大時，主要通過A（地表橫向散排）、B（豎向集水井、橫向排水涵集中排放）、C（下滲到縱向下排水系統集中排放）三種方式排放；二是雨水較小時，主要通過B（豎向集水井、橫向排水涵集中排放）、C（下滲到縱向下排水系統集中排放）二種方式排放。
附圖說明
圖1是本發明的結構示意圖。
圖2是圖1的俯視結構示意圖。
圖3是圖1中橫向排水通道9的斷面放大圖。
具體實施方式
如圖1、2所示，本發明的用於公路中央分隔帶的散集結合型防排水系統，包括沿道路長度方向按中央分隔帶設計寬度開挖的中間低、兩側高的縱向上排水通道1，在縱向上排水通道1內覆蓋有帶有植被2的透水土層3，縱向上排水通道1的中心部位下凹砌築形成的凹槽構成縱向下排水通道4（一般情況下，縱向下排水通道2的的寬度為0.35~0.55米，深度為0.3~0.5米），將縱向上排水通道1範圍內的水下滲水引導至縱向下排水通道4內被排出，可以減少路基的病害；在縱向上排水通道1和縱向下排水通道4的側壁及底壁表面鋪設有截水土工膜5，截水土工膜5可以起到阻隔縱向上排水通道1和縱向下排水通道4內匯集的滲水對路基的浸透；在縱向下排水通道4的底部埋設有帶有進水孔的縱嚮導水管6，為避免透水土層3中的泥沙堵塞進水孔，在縱向下排水通道4內部填充有起滲濾作用的碎石；在中央分隔帶一側的下行車道7（或上行車道8）的路基下方間隔設置有與縱嚮導水管6相銜接的橫向排水通道9，正常情況下，相鄰兩橫向排水通道的距離為50m左右，該橫向排水通道9與道路外側的排水管網相連通；在橫向排水通道9下方的地質層中每間隔1公裡可開設有與下行車道7和上行車道8外側的排水管網相連通的橫向排水涵洞10，底部與橫向排水涵洞10相連通的集水井11的上端延伸至縱向上排水通道1上覆蓋的透水土層3，當縱向下排水通道4通過集水井11處時，應滿足其底部高於集水井11不少於50cm；為保證集水井11的透水效果，集水井11的內淨空尺寸不小於1m×1m。
為減少排水時對既有路面的汙染，透水土層3中部較兩側低10~15cm左右（道路橫坡大時取大值）形成凹槽式結構；在縱向上排水通道1中部的透水土層上每間隔50米設置一道橫向阻水坎12，以減緩水流對綠化帶植被2的衝刷，同時也有預沉澱的功能，以減少對集水井11的堵塞。
如圖3所示，為避免路基變形對橫向排水通道造成影響，本發明的橫向排水通道9包括倒梯形溝槽9.1以及預埋在倒梯形溝槽9.1內的管徑≥15cm的PVC排水管9.2，PVC排水管9.2的下方間隔設置有多個三角支架9.3（三角支架9.3採用特製鋼筋材料，間隔1米設置一個），填充在倒梯形溝槽9.1內的中粗砂將PVC排水管9.2包覆其中，形成保護外層9.4。
施工時，對碾壓密實後的路基進行橫向切槽（可採用小型通用開槽機切出倒梯形溝槽9.1，人工對槽底及槽壁進行輔助修整，滿足施工精度要求）；按照1米間隔的距離從一端向另一端安放三角支架9.3，保證安放牢固；在三角支架9.3上放置PVC排水管9.2，作業過程中防止土石掉落至切槽內，如有掉落土石應及時清理乾淨，此時PVC排水管9.2外表面距離倒梯形溝槽9.1兩側邊及底邊的距離大於5cm，PVC排水管9.2外表面距離倒梯形溝槽9.1槽頂的距離大於15cm；然後在PVC排水管9.2周圍回填中粗砂，中粗砂應緩慢對稱回填，防止PVC排水管9.2上浮，並利用鋼釺人工搗固密實，最終在PVC排水管9.2外形成一個密實穩定的柔性保護外層9.4，能很好的適應路基的不均勻沉降，規避路基變形對PVC排水管9.2的破壞。
本發明將倒梯形溝槽9.1的槽壁傾斜度設置為1:0.1，槽壁受力為指向外側偏下的擠壓狀態，受力狀態有利於切槽槽壁的穩定，對預埋的PVC排水管9.2起到更好地保護作用。
本發明的散集結合型防排水系統主要應用於寬度大於8米的中央分隔帶，其中縱向上排水通道1、縱向下排水通道4、集水井11、截水土工膜5和橫向排水涵洞10組成了具有滲、導、截、排等功能的縱向集中排放系統；在雨水過度集中時段，允許通過上行行車道、下行行車道和中央分隔帶等表面將雨水橫向排放，形成了雨水的橫向散排系統。
縱向上排水通道1內地表徑流水匯集於集水井11中，通過橫向排水涵洞10導出，縱向下排水通道4內匯集的下滲水可通過集水井11和橫向排水通道9兩種方式排出。