基于全壽命周期理念的城鄉(xiāng)結(jié)合部公路排水設(shè)施設(shè)置研究

肖向良, 朱全軍, 周 配2, 楊 進(jìn)

(1.湖南省交通科學(xué)研究院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410015；2.湖南省建筑設(shè)計(jì)院有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410011)

城鄉(xiāng)結(jié)合部公路處于城市與鄉(xiāng)村之間，受城鎮(zhèn)化向外圍擴(kuò)散的影響，在其建成后的一段時(shí)期內(nèi)公路兩側(cè)的土地逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘杏玫氐靡蚤_(kāi)發(fā)建設(shè)，公路本身也自靠近城市端向外逐步改造為城市道路，城鄉(xiāng)結(jié)合部公路原有的路基排水設(shè)施難以適應(yīng)后期改造的需要，適用性較差。

在排水方面，很多國(guó)家對(duì)道路排水設(shè)計(jì)極為重視，并制訂了專用的規(guī)范或指南，如德國(guó)年制訂了《公路排水設(shè)施規(guī)范》，美國(guó)1989和1996年分別制訂了《路邊地面排水溝槽水力設(shè)計(jì)》、《地面排水溝槽出設(shè)計(jì)》[1]。我國(guó)對(duì)城市道路排水的研究比起西方國(guó)家起步較晚，并且大多借用的是公路排水的經(jīng)驗(yàn)和方法[2]。1998年，我國(guó)制訂并發(fā)布了《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ 018-97)[3]，2002年同濟(jì)大學(xué)姚祖康教授編著出版了《公路排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》[4]，在“規(guī)范”和“手冊(cè)”中，對(duì)路面地表排水、路面內(nèi)部排水和地下排水等內(nèi)容都作了相關(guān)的規(guī)定和說(shuō)明。2013年交通運(yùn)輸發(fā)布了新的《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T D33-2012)[5]補(bǔ)充了地下排水設(shè)施的流量計(jì)算和水力計(jì)算方面的內(nèi)容，細(xì)化了對(duì)路界地表排水設(shè)計(jì)和路面內(nèi)部排水設(shè)計(jì)的規(guī)定。

我國(guó)現(xiàn)階段沒(méi)有專門(mén)針對(duì)城鄉(xiāng)結(jié)合部公路的排水設(shè)施設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，現(xiàn)狀城鄉(xiāng)結(jié)合部公路的建設(shè)對(duì)后期工程少有考慮，改造條件及預(yù)留空間不足，尤其是路基排水設(shè)施，在后期改造中幾乎全部廢棄，從公路建設(shè)至其兩側(cè)城鎮(zhèn)化建設(shè)或改造為城市道路的整個(gè)過(guò)程中，排水設(shè)施使用時(shí)間短，整體經(jīng)濟(jì)性較差，如何合理進(jìn)行排水設(shè)施設(shè)置，使其在城鎮(zhèn)化過(guò)程中更好地發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)“近期建設(shè)為遠(yuǎn)期所用”，節(jié)約資源是本次研究的重點(diǎn)。

“全壽命周期理念”在道路行業(yè)常用于道路方案的全社會(huì)壽命周期成本分析，評(píng)選道路的項(xiàng)目方案[6]，由1995 年的美國(guó)國(guó)家道路系統(tǒng)(NHS)標(biāo)志法案第303條對(duì)全社會(huì)壽命周期成本分析進(jìn)行定義:該分析理論是通過(guò)綜合考慮初始階段費(fèi)用和未來(lái)年份折算的費(fèi)用,從而對(duì)工程項(xiàng)目的總體經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估的過(guò)程[7]。該理論在國(guó)外已被廣泛用于實(shí)際工程[8]。我國(guó)在2000年有了《工程項(xiàng)目全面造價(jià)管理》[9]第一本關(guān)于全壽命周期內(nèi)工程造價(jià)管理方面的著作之后，任國(guó)強(qiáng)等人先后發(fā)表《全生命周期工程造價(jià)管理及其計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)》、《生命周期成本分析在城市水利系統(tǒng)中的應(yīng)用》[10]。蘇衛(wèi)國(guó)等將全社會(huì)壽命周期成本理論應(yīng)用于道路工程中，并提出道路工程4個(gè)階段的分析過(guò)程[11]。蘇萬(wàn)軍等認(rèn)為環(huán)境成本應(yīng)該納入道路設(shè)計(jì)方案的比選，并分析了環(huán)境成本的組成以及環(huán)境成本的量化計(jì)算[12]。之后，該理念逐步發(fā)展大量應(yīng)用到實(shí)際工程項(xiàng)目中來(lái)。

但目前，全壽命周期理念在城市道路及普通公路等項(xiàng)目上面基本沒(méi)有具體的應(yīng)用，而城鄉(xiāng)結(jié)合部公路所在區(qū)域發(fā)展速度快，后期勢(shì)必改造為城市道路，缺乏理念的指導(dǎo)，城鄉(xiāng)結(jié)合部公路自建設(shè)至后期改造的使用周期，綜合利用率低，資源浪費(fèi)巨大。

采用全壽命周期成本分析，不僅僅要考慮城鄉(xiāng)結(jié)合部公路的初始功能和費(fèi)用，而且要充分考慮整個(gè)壽命周期內(nèi)所有的設(shè)計(jì)是否有利于后期改造及兩側(cè)的開(kāi)發(fā)使用，在統(tǒng)籌考慮時(shí)間、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、人文的基礎(chǔ)上，以壽命周期內(nèi)的全社會(huì)成本最低為經(jīng)濟(jì)優(yōu)化指標(biāo)，達(dá)到既滿足近期建設(shè)需求，又能實(shí)現(xiàn)后期改造利用以及方便周邊土地開(kāi)發(fā)等指標(biāo)的最佳組合，更加關(guān)注工程的綠色安全與可持續(xù)性。

針對(duì)“全壽命周期理念”在城鄉(xiāng)結(jié)合部排水設(shè)施設(shè)置中的應(yīng)用，除考慮成本因素外，應(yīng)當(dāng)更加關(guān)注整個(gè)壽命周期內(nèi)排水設(shè)施使用的時(shí)間價(jià)值，在統(tǒng)籌考慮排水設(shè)施設(shè)置的可行性、可操作性等的基礎(chǔ)上，以壽命周期內(nèi)的排水設(shè)施延續(xù)性最好、使用時(shí)間最長(zhǎng)為經(jīng)濟(jì)優(yōu)化指標(biāo)，達(dá)到既滿足實(shí)際需求，又能為后期改造使用，節(jié)約社會(huì)資源。

1 城鄉(xiāng)結(jié)合部公路排水的特點(diǎn)

1.1 使用年限短

城鄉(xiāng)結(jié)合部公路從其建成之初，就面臨有計(jì)劃或無(wú)計(jì)劃的城鎮(zhèn)化歷程[13]，大部分路基排水設(shè)施隨著其兩側(cè)用地開(kāi)發(fā)建設(shè)或道路改造，需進(jìn)行拆除或重建，城鄉(xiāng)結(jié)合部公路路基排水設(shè)施的使用年限較一般公路大幅度降低。

1.2 復(fù)雜程度高

城鄉(xiāng)結(jié)合部公路沿途通常存在現(xiàn)狀已城鎮(zhèn)化、在城鎮(zhèn)化、待城鎮(zhèn)化等區(qū)域，既要考慮公路排水，也要考慮城市道路排水，不能以一般公路或城市道路的排水方式全覆蓋處理。城鄉(xiāng)結(jié)合公路路基排水需結(jié)合各區(qū)域的發(fā)展情況，選擇合適的排水方式，妥善處理現(xiàn)狀與未來(lái)的關(guān)系，排水設(shè)施設(shè)置相對(duì)復(fù)雜。

1.3 公路與城市道路排水本身差異性較大

公路與城市道路排水在對(duì)象、目的及方式等方面存在較大的差異[14]。公路排水是通過(guò)路面橫坡、邊溝、截水溝、邊溝急流槽等將路基路面的水排出道路范圍外[15]。城市道路排水主要通過(guò)雨水口、雨水管道等收集道路范圍內(nèi)以及周邊地塊的雨水集中排放至就近的江河湖泊，通常不需要邊溝、截水溝等路基排水設(shè)施。

2 面臨的主要問(wèn)題

2.1 公路排水方式不能適應(yīng)“溝排體系”向“管排體系”改造的需求

公路排水方式主要為明溝多點(diǎn)分散式排放，通過(guò)設(shè)在路基兩旁的明溝排放，以將路基路面水排出公路范圍為目標(biāo)，雨水的出處可以是道路沿線的江河湖泊，也可以是池塘、低洼地。城市道路排水主要為暗埋集中式排放，通過(guò)設(shè)置在路面上的雨水箅子將雨水匯集至埋設(shè)在兩側(cè)地下的雨水管線，雨水一般排入湖海、江河中，不能將其排入道路兩側(cè)，更不能將其排入低洼地。

目前，城鄉(xiāng)結(jié)合部公路普遍以公路分散式的排水設(shè)計(jì)，缺乏對(duì)未來(lái)改造的考慮，排水口多，部分低洼地在改造為城市道路時(shí)，由于雨水向低洼地匯集，難以通過(guò)逆向埋管順利接入排水管渠，形成內(nèi)澇區(qū)。

因此，城鄉(xiāng)結(jié)合部公路改造為城市道路時(shí)，往往需要依據(jù)規(guī)劃重新進(jìn)行縱斷面設(shè)計(jì)，以修正原公路起伏較大區(qū)域后，重新進(jìn)行雨污水管道的敷設(shè)，原有的路基排水設(shè)施基本廢棄。

2.2 城鄉(xiāng)結(jié)合部公路排水設(shè)施建設(shè)遠(yuǎn)期考慮不足，適應(yīng)性差

公路排水設(shè)計(jì)主要依據(jù)交通運(yùn)輸部頒發(fā)《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGT D33-2012)，通常分為路界地表排水、路面內(nèi)部排水、路界地下排水和公路構(gòu)造物、下穿道路及沿線設(shè)施排水系統(tǒng)等。其中路界地表排水設(shè)施主要有邊溝、天溝、截水溝、排水溝、跌水和急流槽等；路面內(nèi)部排水設(shè)施主要有集水溝、排水管、出水管等；路界地下排水設(shè)施主要有暗溝、滲溝、滲井、滲水隧道或仰斜式排水管等；此外還有橋梁涵洞等構(gòu)筑物。

城市道路排水工程設(shè)施包括內(nèi)澇防治設(shè)施、雨水調(diào)蓄和利用設(shè)施[16]，主要由排水管渠和附屬構(gòu)筑物等組成，排水管渠以暗埋于地下為主，通過(guò)雨水口、檢查井、泵站等設(shè)施實(shí)現(xiàn)排水系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

一方面，由于公路與城市道路的排水設(shè)施存在較大的差異，城鄉(xiāng)結(jié)合部公路采用公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)排水系統(tǒng)，路基排水設(shè)施的建設(shè)未曾預(yù)留公路市政化改造拓寬空間，路基排水設(shè)施基本拆除重建，綜合利用率低，適應(yīng)性差；另一方面，受城鎮(zhèn)化的影響，城鄉(xiāng)結(jié)合部公路兩側(cè)開(kāi)發(fā)建設(shè)，原有路基排水設(shè)施不得不填埋或廢棄，并逐漸拆除。

3 城鄉(xiāng)結(jié)合部的公路排水設(shè)施設(shè)置的總體思路

在平縱橫綜合考慮遠(yuǎn)期利用的基礎(chǔ)上，根據(jù)城鄉(xiāng)結(jié)合部公路排水的特點(diǎn)及現(xiàn)狀存在的問(wèn)題，結(jié)合其所在的位置及區(qū)域城鎮(zhèn)化程度，將城鄉(xiāng)結(jié)合部公路的路段總體劃分為公路兩側(cè)在開(kāi)發(fā)路段、公路兩側(cè)待開(kāi)發(fā)路段以及公路兩側(cè)未開(kāi)發(fā)路段等3種路段進(jìn)行分析，見(jiàn)表1。

3.1 公路兩側(cè)在開(kāi)發(fā)路段

該路段通常位于城鄉(xiāng)結(jié)合部公路的近城區(qū)段，現(xiàn)狀城鎮(zhèn)化建設(shè)趨勢(shì)已顯現(xiàn)，公路兩側(cè)周邊眾多土地處于開(kāi)發(fā)或待開(kāi)發(fā)狀態(tài)，城鎮(zhèn)化速度快，已有控制性詳細(xì)規(guī)劃或排水專項(xiàng)規(guī)劃的可能性較大，市政化改造往往要滯后于兩側(cè)土地的開(kāi)發(fā)建設(shè)。

該路段按公路建設(shè)的排水設(shè)施在通車后不久就面臨拆除，市政化改造過(guò)程中基本可以建設(shè)完備的地下排水系統(tǒng)，周邊地塊雨水可順利進(jìn)入管道，無(wú)需再建設(shè)路基排水設(shè)施。

針對(duì)此類路段，本文研究的重點(diǎn)為城鄉(xiāng)結(jié)合部公路直接建設(shè)市政地下排水系統(tǒng)或盡量將建設(shè)的公路排水設(shè)施在遠(yuǎn)期可以使用。

3.2 公路兩側(cè)待開(kāi)發(fā)路段

該路段通常位于城鄉(xiāng)結(jié)合部公路的中間位置，城鎮(zhèn)化的發(fā)展已帶來(lái)了初步的影響，公路兩側(cè)周邊土地出現(xiàn)少量土地開(kāi)發(fā)的情況，城鎮(zhèn)化速度相對(duì)較慢，有控制性詳細(xì)規(guī)劃或排水專項(xiàng)規(guī)劃的可能性較小，市政化改造略微提前于兩側(cè)土地的開(kāi)發(fā)建設(shè)。

該路段以公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的排水設(shè)施，使用時(shí)間不長(zhǎng)，市政化改造過(guò)程中將被拆除。該路段市政化改造不能完全由地下排水系統(tǒng)替代路基排水，除拆除原有的公路排水設(shè)施后仍然需要建設(shè)完備的路基排水系統(tǒng)，但市政化改造后較短的一定時(shí)期內(nèi)兩側(cè)將有大量的土地開(kāi)發(fā)建設(shè)，隨著兩側(cè)土地的開(kāi)發(fā)，路基排水設(shè)施被逐步廢棄填埋。

針對(duì)此類路段，本文研究的重點(diǎn)為城鄉(xiāng)結(jié)合部公路盡量少建設(shè)公路排水設(shè)施或同時(shí)建設(shè)地下排水系統(tǒng)與公路路基排水設(shè)施為后期使用。

3.3 公路兩側(cè)未開(kāi)發(fā)路段

該路段通常位于城鄉(xiāng)結(jié)合部公路的近鄉(xiāng)村段，城鎮(zhèn)化的影響還較少，公路兩側(cè)周邊土地少有開(kāi)發(fā)，基本無(wú)控制性詳細(xì)規(guī)劃或排水專項(xiàng)規(guī)劃，市政化改造提前于兩側(cè)土地開(kāi)發(fā)建設(shè)。

該路段以公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的排水設(shè)施，使用時(shí)間較上述兩類路段長(zhǎng)，市政化改造過(guò)程中將被拆除。該路段市政化改造不能由地下排水系統(tǒng)替代路基排水，除拆除原有的公路排水設(shè)施后仍然需要建設(shè)完備的路基排水系統(tǒng)。市政化改造后，公路兩側(cè)土地并沒(méi)有大規(guī)模迅速開(kāi)發(fā)，重構(gòu)的路基排水系統(tǒng)使用時(shí)間也較長(zhǎng)，隨著兩側(cè)土地的緩慢開(kāi)發(fā)，路基排水設(shè)施逐步廢棄填埋。

針對(duì)此類路段，本文研究的重點(diǎn)為城鄉(xiāng)結(jié)合部公路盡量將公路排水設(shè)施在遠(yuǎn)期可為市政化改造后的路基排水使用。

表1 “全壽命周期理念”公路排水設(shè)施設(shè)置分析表Table 1 Analysis of highway drainage facilities based on the life-cycle concept序號(hào)主要內(nèi)容兩側(cè)在開(kāi)發(fā)路段兩側(cè)待開(kāi)發(fā)路段兩側(cè)未開(kāi)發(fā)路段1地理位置近城區(qū)段中間位置近鄉(xiāng)村段2城鎮(zhèn)化情況城鎮(zhèn)化速度較快,公路建設(shè)時(shí)兩側(cè)已有大規(guī)劃的土地開(kāi)發(fā)城鎮(zhèn)化速度一般,公路市政化改造后較短的一段時(shí)期內(nèi)兩側(cè)用地得到開(kāi)發(fā)城鎮(zhèn)化速度較慢,公路市政化改造后較長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)兩側(cè)用地才能得到開(kāi)發(fā)3常規(guī)使用周期建設(shè)公路排水設(shè)施,市政化改造時(shí)拆除建設(shè)公路排水設(shè)施,市政化改造時(shí)拆除,再重建路基排水設(shè)施,兩側(cè)用地開(kāi)發(fā)再次拆除建設(shè)公路排水設(shè)施,市政化改造時(shí)拆除,再重構(gòu)路基排水設(shè)施,兩側(cè)用地開(kāi)發(fā)再次拆除4使用時(shí)間非常短較短短5建議設(shè)置方案有規(guī)劃無(wú)規(guī)劃有規(guī)劃無(wú)規(guī)劃無(wú)規(guī)劃矩形邊溝+地下排水系統(tǒng)矩形邊溝路肩溝+地下排水系統(tǒng)放緩邊坡,自然植草邊溝預(yù)留市政化改造空間6優(yōu)化后的使用周期矩形邊溝清淤后蓋板繼續(xù)使用,無(wú)浪費(fèi)路肩溝清淤蓋板收集建筑天溝雨水直接建設(shè)地下排水管道,無(wú)浪費(fèi)建設(shè)的公路排水設(shè)施在市政化改造時(shí)繼續(xù)使用,直到兩側(cè)土地開(kāi)發(fā)拆除7優(yōu)化后的使用時(shí)間成為城市道路的一部分,延續(xù)使用路肩溝成為建筑排水一部分繼續(xù)使用無(wú)建設(shè)自公路建設(shè)直到兩側(cè)土地開(kāi)發(fā),使用時(shí)間較長(zhǎng)

4 城鄉(xiāng)結(jié)合部的公路排水設(shè)施設(shè)置方法

4.1 充分梳理公路沿線主要水系，理清主要雨水排放口

綜合分析區(qū)域水系，結(jié)合水利、規(guī)劃等部門(mén)的意見(jiàn)，對(duì)于江、河、湖泊等永久性水系進(jìn)行整體分析，在橋梁處設(shè)置主要的雨水排放口；對(duì)于水田、水塘等低洼地段，宜統(tǒng)一規(guī)劃和布局，設(shè)置次要的雨水排放口。

公路兩側(cè)沿線的排水設(shè)施以排入主要雨水排放口為整體設(shè)計(jì)思路，部分路段難以排入主要雨水排放口時(shí)，可考慮在低洼段較長(zhǎng)、匯水面積較大的路段設(shè)置次要雨水排放口，遠(yuǎn)期排入自身或相交道路的地下排水系統(tǒng)。

4.2 公路平縱橫斷面設(shè)計(jì)

城鄉(xiāng)結(jié)合部公路未來(lái)將改造為城市道路，其平面線形以直線和大半徑曲線為主，圓曲線半徑滿足城市道路和公路設(shè)計(jì)規(guī)范的前提下，盡量采用大半徑，有條件的情況下圓曲線半徑宜大于《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D20—2017)[17]要求的不設(shè)超高最小圓曲線半徑，避免超高設(shè)置對(duì)路基排水的影響，方便預(yù)留改造空間。

縱斷面設(shè)計(jì)宜結(jié)合沿線的雨水排放口設(shè)計(jì)，滿足排水需要的前提下，平緩變坡，起伏不宜頻繁，不使用連續(xù)短距離大坡度變坡，確?？v坡緩順，以利于排水設(shè)施水流方向與未來(lái)改造一致,見(jiàn)圖1。

橫斷面設(shè)計(jì)宜考慮城鄉(xiāng)結(jié)合部公路未來(lái)改造的需要，靈活布設(shè)，為之后的路基排水設(shè)施后期利用創(chuàng)造條件。本文以城鄉(xiāng)結(jié)合部80 km/h的雙向四車道一級(jí)公路為例。其路基寬度一般為24.5 m，橫斷面布置為：土路肩0.75 m+硬路肩2.5 m+行車道2×3.75 m+中間帶3 m+行車道2×3.75 m+硬路肩2.5 m+土路肩0.75 m；按照靈活布設(shè)方法宜改為28 m，橫斷面布置為：土路肩0.75 m+硬路肩3.75 m+行車道2×3.75 m+中間帶4 m+行車道2×3.75 m+硬路肩3.75 m+土路肩0.75 m[18]。路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷圖見(jiàn)圖2。

4.3 公路兩側(cè)在開(kāi)發(fā)路段

該路段為城鎮(zhèn)化發(fā)展較快區(qū)域，擬建公路兩側(cè)的土地基本被整平，按公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的排水設(shè)施通常將邊溝排水設(shè)置于土路肩外，不利于遠(yuǎn)期改造使用。該路段路基排水設(shè)施設(shè)置可分為區(qū)域有規(guī)劃和無(wú)規(guī)劃兩種情況：

圖1 某公路市政化改造前后縱斷面設(shè)計(jì)對(duì)比示意圖Figure 1 Sketch map of the vertical section design contrast before and after A highway reconstruction to urban road

圖2 路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面示意圖[18]Figure 2 Sketch map of the standard cross section of subgrade[18]

a.區(qū)域無(wú)規(guī)劃。

由于該路段無(wú)控制性詳細(xì)規(guī)劃或排水專項(xiàng)規(guī)劃，建議近期公路兩側(cè)采用矩形邊溝，邊溝緊鄰硬路肩設(shè)置，后期清淤后，可蓋板作為路側(cè)雨水收集使用，結(jié)合地下排水管道的敷設(shè)，通過(guò)設(shè)置雨水連接管將排水溝中的雨水排入地下排水管道，見(jiàn)圖3。

圖3 無(wú)規(guī)劃排水設(shè)施近期設(shè)置方案Figure 3 Scheme of drainage facilities recently setting without planning

b.區(qū)域有規(guī)劃。

由于該路段已有相關(guān)的規(guī)劃，近期可根據(jù)規(guī)劃，結(jié)合實(shí)際需要設(shè)置矩形邊溝、雨水連接管、雨水檢查井以及地下排水管。后期邊溝清淤后蓋板，并結(jié)合城市道路路幅設(shè)置要求，增設(shè)雨水口及雨水連接管，收集人行道等其他路幅上的雨水，見(jiàn)圖4。

c.后期改造。

當(dāng)城鄉(xiāng)結(jié)合部公路改造為雙向六車道的城市道路時(shí)，在原有路幅的基礎(chǔ)上需增加人行道與非機(jī)動(dòng)車道，新增加的路幅雨水可通過(guò)在非機(jī)動(dòng)車左側(cè)設(shè)置雨水口及雨水連接管，將新增路幅的雨水排入地下管道，見(jiàn)圖5。

當(dāng)城鄉(xiāng)結(jié)合部公路改造為雙向四車道的城市道路時(shí)，原有硬路肩改造為非機(jī)動(dòng)車道，在原有路幅的基礎(chǔ)上只需增加人行道，可通過(guò)人行道設(shè)置的橫坡直接排入蓋板邊溝，無(wú)需新增雨水連接管道，見(jiàn)圖6。

圖4 有規(guī)劃排水設(shè)施近期設(shè)置方案Figure 4 Scheme of drainage facilities recently setting with planning

圖5 改造為雙向六車道Figure 5 Municipal transformation to two-way six lane

4.4 公路兩側(cè)待開(kāi)發(fā)路段

該路段兩側(cè)土地尚未平整，路基排水建設(shè)需考慮沿線的路基填挖方，結(jié)合路基填挖高度設(shè)置排水溝、邊溝、截水溝等。一般公路排水設(shè)施的設(shè)置如圖7所示。

該路段雖然距離城區(qū)較遠(yuǎn)，但也有可能針對(duì)該路段的排水專項(xiàng)規(guī)劃，因此針對(duì)該路段，本文分為有規(guī)劃和無(wú)規(guī)劃兩種情況分別進(jìn)行排水設(shè)施設(shè)置。

a.路段無(wú)規(guī)劃。

考慮到該路段無(wú)規(guī)劃，但近期將有大規(guī)模的土地開(kāi)發(fā)，隨著兩側(cè)土地平整開(kāi)發(fā)，公路排水設(shè)施建成后不久就面臨拆除。路基排水設(shè)施宜聯(lián)合城市規(guī)劃、建設(shè)等部門(mén)，結(jié)合地形條件，放緩邊坡，邊坡坡度宜小于1:4。放緩邊坡雖然需要提高項(xiàng)目建設(shè)的費(fèi)用，但可以減少后期改造為城市道路的費(fèi)用以及兩側(cè)土地開(kāi)發(fā)整平的工程費(fèi)用，放緩邊坡后可以提高土地出讓費(fèi)用，收益較高，且放緩邊坡與后期建設(shè)的時(shí)間差較小，資金使用的時(shí)間價(jià)值相差不大[19]，從社會(huì)總投資的角度，放緩邊坡具有可行性。

圖6 改造為雙向四車道Figure 6 Municipal transformation to two-way four lane

圖7 一般公路排水設(shè)施設(shè)置圖Figure 7 Sketch map of typical highway drainage facilities setting

通過(guò)放緩邊坡，取消硬質(zhì)邊溝，采用自然長(zhǎng)草或人工植草方式邊溝自然排水[20]，后期改造為城市道路時(shí)，再結(jié)合實(shí)際情況，增設(shè)雨水口、雨水連接管、排水管等設(shè)施，可以減少資源浪費(fèi)，見(jiàn)圖8。

圖8 無(wú)規(guī)劃排水設(shè)施近期設(shè)置方案Figure 8 Scheme of drainage facilities recently setting without planning

b.路段有規(guī)劃。

考慮到該路段已有規(guī)劃，有條件的情況下，可緊鄰硬路肩側(cè)設(shè)置路緣石，建設(shè)地上、地下兩套排水系統(tǒng)。地下排水管道通過(guò)路面雨水口以及雨水連接管收集路面內(nèi)的雨水。矩形路肩溝結(jié)合規(guī)劃以土路肩形式預(yù)留未來(lái)改造空間后建設(shè)，并將邊坡放緩處理，見(jiàn)圖9。

圖9 有規(guī)劃排水設(shè)施近期設(shè)置方案Figure 9 Scheme П of drainage facilities recently setting with planning

地下排水管道及路面設(shè)置的雨水口、雨水連接管等排水設(shè)施可以在后期繼續(xù)使用。矩形路肩溝后期清淤蓋板后，通過(guò)設(shè)置雨水連接管，可作為兩側(cè)建筑天溝下水使用。后期改造方案如圖10所示。

圖10 后期改造方案示意圖Figure 10 Sketch map of late reconstruction scheme

4.5 公路兩側(cè)未開(kāi)發(fā)路段

該路段兩側(cè)土地尚未平整，路基排水建設(shè)需考慮沿線的路基填挖方，結(jié)合路基填挖高度設(shè)置排水溝、邊溝、截水溝等設(shè)施。由于該路段兩側(cè)土地開(kāi)發(fā)速度較慢，公路在改造為城市道路后，較長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)仍然需要設(shè)置路基排水設(shè)施，因此，該路段需結(jié)合城鄉(xiāng)結(jié)合部公路前段路幅建設(shè)情況，預(yù)留相應(yīng)的土路肩作為后期改造空間后，再建設(shè)相應(yīng)的排水設(shè)施，見(jiàn)圖11。

圖11 排水設(shè)施近期設(shè)置方案Figure 11 Scheme of drainage facilities recently setting

后期改造時(shí)，通過(guò)將預(yù)留空間改造為相應(yīng)的城市道路板塊，只需完善地下排水系統(tǒng)，路基排水設(shè)施可供后期繼續(xù)使用，見(jiàn)圖12。

圖12 后期改造方案示意圖Figure 12 Sketch map of late reconstruction scheme

5 結(jié)語(yǔ)

城鄉(xiāng)結(jié)合部公路兼有公路與城市道路的雙重屬性，隨著城市蔓延，城鄉(xiāng)結(jié)合部公路改造成城市道路是必然選擇，因此如何合理的設(shè)置路基排水設(shè)施，使其既能滿足近期排水需求，又能方便后期改造成城市道路時(shí)使用，最大限度的節(jié)約社會(huì)資源，減少浪費(fèi)，是城鄉(xiāng)結(jié)合部公路路基排水設(shè)施設(shè)置的一項(xiàng)重要的研究?jī)?nèi)容。本文通過(guò)分析城鄉(xiāng)結(jié)合部公路的特點(diǎn)、存在的問(wèn)題，提出基于全壽命周期理念的城鄉(xiāng)結(jié)合部公路排水設(shè)施設(shè)置的方法，并將城鄉(xiāng)結(jié)合部公路分為3種不同路段進(jìn)一步分析其排水設(shè)施設(shè)置及后期改造情況，對(duì)同類項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建設(shè)具有較高的參考價(jià)值。