中环线浦东段排水性沥青路面设计方案分析与探讨(童毅)

1中环线浦东段排水性沥青路面设计方案分析与探讨上海市城市建设设计研究院上海市城市建设设计研究院童毅童毅2009.032中环线设计概述中环线设计概述高架路面铺装设计方案高架路面铺装设计方案高架排水系统设计高架排水系统设计工程实施效果及后续工程实施效果及后续1234汇报内容汇报内容3一、中环线设计概述一、中环线设计概述1、工程概况|道路功能定位：Î城市快速路网组成部分Î与机场北通道共同形成浦东国际机场快速客运通道Î主线服务快速交通，辅道服务地方交通，联系地区路网|服务对象：高架－客运交通地面－客、货运交通4——理念先进、创造和谐——意识创新、技术领先——节能降耗、保护环境体现“以人为本”、倡导“和谐交通”的思想，为各种交通提供和谐的出行条件；采用“全寿命”的设计方法，尽可能延长道路和结构的使用年限；注重生态环境的建设，符合中环线(浦东段)创新世纪精品工程的目标。提出新技术新科研的应用和设想，意识创新、技术领先。为了尽快建设资源节约型、环境友好型城市，因而在方案设计中进行多方案的技术经济比较，争取在经济与安全之间寻找最佳的结合点，最终创出新颖、可靠、可操作的设计及施工方案。一、中环线设计概述一、中环线设计概述2、设计理念5一、中环线设计概述一、中环线设计概述3、总体设计方案整幅式高架标准路段达到双向八车道的规模，快速路标准，计算行车速度80km/h；地面道路双向八车道，主干路标准,计算行车速度50km/h。6二、高架路面铺装设计方案二、高架路面铺装设计方案1、高架路面要求以较为清洁的小轿车、客运巴士为主，路面污染较少。行车速度较快，噪音较大；日常行车条件要求较高（雨天后车水雾、路面反光等影响）。环境要求：上海地区为潮湿、多雨天气；沿线多居住建筑。路面材料选择：AC/SMA/排水性路面/…7主要特点：以高粘度沥青改性剂（抗水损、抗飞散）结合大粒径集料，形成的多孔隙（孔隙率高，约20%）沥青混合料;中面层不透水，水分从道路两侧排入雨水收集系统；其排水特征分为“透”、“堵”、“排”三个功能。二、高架路面铺装设计方案二、高架路面铺装设计方案2、排水性路面特点8二、高架路面铺装设计方案二、高架路面铺装设计方案1）排水功能2）抗滑、漫反射2、排水性路面特点9二、高架路面铺装设计方案二、高架路面铺装设计方案3).吸音降噪性能4).自我清洁性能2、排水性路面特点10同时大孔隙排水降噪路面也存在着一定的缺点。应避免在以下区域使用:（1）环境质量较差，易于被飘尘或泥土堵塞的路段；（2）低速重载路段；（3）承受高的水平剪切作用的路面，如转弯道等；（4）需要专门的清洗车对其进行养护。二、高架路面铺装设计方案二、高架路面铺装设计方案2、排水性路面特点随着国内清洗养护车辆的研制成功，中环线浦东段高架完全可应用排水性路面的优点，并将其吸声、降噪、排水、提高行车安全等优势发挥。11二、高架路面铺装设计方案二、高架路面铺装设计方案3、排水性路面设计方案1、设计方案2、造价的影响12二、高架路面铺装设计方案二、高架路面铺装设计方案3、排水性路面设计方案131、相关工程排水系统实例三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案国外自然排流方式一国外自然排流方式二141、相关工程排水系统实例三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案国外管沟排流方式一151、相关工程排水系统实例三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案国外管沟排流方式二161、相关工程排水系统实例三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案国外管沟排流方式171、相关工程排水系统实例中环线浦西段4.1标A15公路浦东段工程三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案183、技术方案三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案)(2220LhhLkq−=流经具有稳定补充的无侧限含水层排水性路面水力计算⎟⎠⎞⎜⎝⎛−+−=2)(2220LxIhhLkqL⎟⎠⎞⎜⎝⎛−+−=2)(20220LdhhLkL193、技术方案三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案影响因素：透水性的量度；降雨强度；设计横坡；流动路径长度；层厚。203、技术方案三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案21高架桥面排水的不利条件：1、空间狭小；2、对面层影响大。高架桥面的雨水构成主要为：1、层间渗透水；2.桥面径流水。根据对排水路径的分析，又可以将径流水分成两部分：1、按照路面合成坡度直接就近排到路侧的雨水；2、径流水流至路侧后，沿路侧纵坡方向排入集水井的雨水量。渗透水至路侧径流水沿路侧径流水2、设计思路三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案22¾为层间水就近排出提供出路，避免层间水造成路面水膜的产生，保证排水性路面的功能。¾减短排水路径，缩短径流水停留在桥面的时间；¾纵坡较大时，需及时截流来不及收集的径流水；¾路面局部坑洼处积水的，需将之收集、排出。层间水径流水2、设计思路三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案230.000.100.200.300.400.500.600.700.010.040.070.1降雨强度(mm/min)频率上海市降雨强度概率分布3、技术方案三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案每跨高架标准宽度路面需排除层间水量为0.07l/s，最大宽度处为0.11l/s。如仅靠排水性路面,则排除水量为：0.0080.07l/s，不满足。计算后：当24小时降雨量在10mm以下时，排水性路面无水膜出现；全年接近一半的降雨情况下排水性路面表面无水膜出现。24方案一（20cm排水性路面+10cm常规“白带”）优点：路面结构的整体结构性比较好，造价低，后期维护较为方便。缺点：排水量为0.04L/s，排水效果不佳，不易压实，而且施工仍比较繁琐。3、技术方案三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案25方案二（20cm排水路面+10cm无砂混凝土“白带”）方案一（15cmOGFC侧向沟槽+10cm常规“白带”）优点：无砂混凝土较排水性路面的孔隙率大，排水效果较方案一好，造价低。缺点：排水量为0.05L/s，不满足。无砂混凝土耐久性可能不高。3、技术方案三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案26方案三（30cm排水路面+透水管（沟））优点：由于边缘的排水性路面施工时无法碾压密实，恰恰增加了空隙率，在边缘位置增设了透水管（沟），可以有效引导渗透水进入集水井，排水量为0.581L/s，因此排水效果较好。缺点：边缘排水性路面较为松散，但处于非行驶、加载范围。3、技术方案三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案273、技术方案三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案方案三（30cm排水路面+透水管（沟））改造后集水井28径流水解决方案计算原理暴雨强度公式：q＝5544（P0.3-0.42）/（t+10+7lgP）0.82+0.07lgP（l/s·ha）流量公式：Q=ΦqFl/s式中Φ——径流系数,本系统采用0.9汇水面积按15m宽，35m长，面积为525m2。排水沟泄水能力计算公式:QC=vA式中：v——沟内的平均流速（m/s）A——过水断面面积排水沟内平均流速计算公式:v=R2/3I1/2/n3、技术方案三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案29方案四（不锈钢侧向沟槽）优点：过水断面大、排水效果好。缺点：排水量为22.5L/s，不锈钢材质维修保养较麻烦，且容易被盗。正立面图透视图3、技术方案三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案30方案五（10cm排水路面+30cm复合材料侧向沟槽）优点：过水面积较大，排水效果好，排水量为21.12L/s后期维护也比较方便，同时强度也能满足要求。缺点：因该材料采用国外技术，因此价格高昂。3、技术方案三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案31方案六（混凝土明沟）优点：造价相对较低。缺点：无法排出渗透水；敞开的明沟极易造成垃圾的集中堆积，导致排水不畅，而且垃圾清扫车并不容易清理沟槽；同时对路面景观有一定的影响。断面大样图3、技术方案三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案324、方案比选排水效果方案流量（L/s）可达暴雨重现期的标准方案一（20cm排水路面+10cm常规“白带”）0.039--25方便方案二（20cm排水路面+10cm无砂砼“白带”）0.0488--42.5方便方案三（30cm排水路面+透水管）0.581--50方便方案四（30cm不锈钢沟槽+10cm排水路面）22.53a260稍困难方案五（10cm排水路面+30cm复合材料沟槽）21.123a615方便方案六（混凝土明沟方案）6.9120.5a44困难造价(元/延米)后期维护三、高架路面排水设计方案三、高架路面排水设计方案33四、工程实施效果及后续四、工程实施效果及后续1、实拍雨天效果排水井路面34四、工程实施效果及后续四、工程实施效果及后续2、需改进方面1）、横向截水设置2）、沟槽材料的优化35谢谢！