浅谈彰武至阿尔乡高速公路中的排水设计

浅谈彰武至阿尔乡高速公路中的排水设计

任宝行

任宝行（辽宁省公路勘测设计公司，辽宁沈阳110016）

摘要：文章针对彰武至阿尔乡高速公路排水设计中的分析和研究，尤其是在挖方且一侧超高段的复杂情况排水的处理办法。

关键词：高速公路；路基路面；排水设计

交通运输部印发《高速公路施工标准化活动实施方案》（简称《方案》），要求从2011年起，在全国高速公路建设中开展施工标准化活动。今后，新开工高速公路项目要100％开展施工标准化活动，各项目驻地建设、施工工艺和现场管理100％达到标准化要求，工程实体关键指标全部达到规范要求。交通运输部公路局局长李华介绍说，《方案》明确要求建立科学系统的施工标准化体系，将标准化要求贯穿工程施工各个环节。施工标准化活动的主要内容包括工地标准化、施工标准化和管理标准化。工地标准化方面，要求按照标准化要求建设驻地、试验室、备类拌和站及其他施工场地。施工标准化方面，要求结合规范和各地实际情况，细化路基、路面、桥涵、隧道、绿化及防护工程、变通安全与机电工程等各项工程的施工标准化要求。管理标准化方面，要求严格执行法规标准，完善制度，优化管理流程。

1排水设计现状分析

边沟设计在高速公路排水设计中占有很大的比重，设计人员都给予高度重视，但在设计过程中往往会忽视一些施工中的问题，如边沟的尺寸不考虑具体情况，死搬硬套有关规范、规定；又如施工单位大都未能按有关设计要求将原地表土、河塘清淤土等弃土运送至取土坑内用于复垦还田，而是弃放于路线两侧河塘中，造成部分河塘无法将路基水排人。另外，由于沿线农田为分户承包，当地乡镇为了减少地方矛盾的产生，常常要求增加、改移和调整小型构造物设置位置。还有一点就是设计中没有充分考虑利用高速公路施工中超宽填土土方等。

1.1边沟排水。在高速公路施工图实际的排水设计工作中，边沟是最常见的排水结构，所占的比重自然也相当大。边沟看来结构简单，容易造成设计人员的轻视，很多人具体情况不做具体分析，大概了解设计项目地形地质特点和公路等级标准就直接找相似项目设计直接套用了事。虽然一般的边沟设计不需要进行水文和水力计算，但是绝不能不考虑实际情况，一般考虑安全性选用三角形或碟形边沟，如遇条件限制时采用矩形断面则需在沟顶加盖带孔槽的混凝土盖板。边沟的纵向坡度与最大长度与涵洞位置的设置要综合考虑。除了排水本身的设计以外，对于排水边沟自身的防护也是值得注意的，如土质边沟的植物防护，浆砌片石或混凝土预制块的防冲刷防护等。

1.2路面渗水。防止路面表面的水进入到路面结构内并长期滞留而导致路面材料强度降低，尤其是在结构层层间结合处，加之重载交通而使得路面寿命降低。一般排水要求，路面内部总泄水能力大于渗入路面结构内的水量，在路面内的最大渗流时间，冰冻地区不应超过1h，其他地区不应超过2（重交通）~4h（轻交通）。路面边缘排水系统包括：透水性填料集水沟、纵向排水管、横向出水管和过滤织物。纵向排水管可采用管径为70~150mm的PVC管，且纵坡与路线纵坡相同：横向出水管管径与纵向排水管相同即可，间距50~100m，坡度不小于5％。同时配以沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟，将渗入路面面层的水引出路基之外。

1.3超高段排水。路线的超高段排水是个比较特殊的部分，高速公路路面超高的排水主要通过路缘带集水及中央分隔带集水。前者是在超高段外侧的左侧路缘带设置集水槽，每隔70~100m设置集水井，集水井设横向排水管、边坡急流槽。尤其注意在挖方路段对于集水井与集水槽相连接的预制混凝土板标高设置，保证最小纵坡大于等于0.3％，可将水引至填方路段通过横向排水设施排出。在挖方超高段，则直接在中央分隔带开口，将超高段内的水引入另一侧，并加大另一侧边沟的尺寸，以保证排水顺畅。

1.4中央分隔带排水。中央分隔带排水一般以分隔带表面的形式区分，因分隔带的宽度不同而选择不同的中央分隔带形式。沥青混凝土路面中央分隔带宽度大于等于3m时，常采用凹形结构，雨水横向聚集在中央分隔带中间，其底部设置纵向排水渗沟，根据路面宽度判断中央分隔带表面渗入量和纵坡排水能力来确定横向排水管的设置间距，最终通过边坡急流槽排出。在其内部，路面结构层与之应设置防水层，防止水渗入路面结构层。中央分隔带宽度小于3m时，常采用封闭铺面防水，其横坡略大于路面横坡，此外还有凸形中央分隔带形式，需在路面结构层端部采用水泥砂浆抹面，并在中央分隔带底部与与路面结构层间铺设防渗土工布，防止渗流。针对沟底设计纵坡小于0.3％的情况，可采用锯齿形纵向矩形碎石盲沟，并在其底部每隔30~50m设置集水槽以汇水。

2高速公路路基路面排水设计

2.1高速公路路基地面排水设计。此项目填方段采用路缘石集水，全线集中排水，通过泄水槽、急流槽引入边沟后再通过涵洞、排水沟将水排入附近天然河沟。边沟的形式为填方段路基边沟为土质梯形边沟，底宽0.6m，深度0.6m，坡度为1:1.5；排水不畅地段，采用底宽0.8m，深0.6m的土质梯形排水沟。挖方路段边沟一般路段采用浆砌片石矩形边沟，底宽60cm、深度80cm。挖方边沟全部设置钢筋混凝土盖板，沟底纵坡与路线纵坡一致。

2.2高速公路路基地下排水设计。一般路段路基边沟设计主要以填筑式边沟为主，尽量减少路基边沟积水现象的发生。这主要是吸取已建成的高速公路中的教训，一是部分路段在汛期内路基水不能及时排除。二是地方群众干扰路基水排入灌溉涵洞内。如是淤泥质软土层，地下水含量较大，为保证软土段路基的稳定，迅速排除地下水至关重要。设计应采取：板+砂垫层+超载预压的深层。塑料排水实践证明这些措施可有效地处理及砂垫层+超载预压的浅层排水处理等措施。排除软土段地下水。值得注意的是为确保软土段地下水迅速由砂垫层排入边沟，需在砂垫层与边沟相接的斜面上做15cm厚的级配碎石反滤层，纵向间距为10m的泄水孔，且泄水孔出口应高于边沟底30cm。对于挖方段应考虑到中央分隔带横向排水管排水要求，边沟底标高不低于路肩标高1.2m，同时要求边沟纵坡不小于0.5％。施工期要求各施工单位必须首先在挖方段边坡顶开挖截水沟以防止路基外侧水进入路基，并且应做好挖方段本身临时排水沟的设置工作。对于石方挖方段，可结合取土，尽量使路两侧边沟挖深、挖宽，以利截流地下水和降低路基中地下水位。

3结论

高等级公路设计中，水是制约因素中占很大比重的先决条件之一。排水设计需要顺应可持续性发展的大前提，排水设计不但要满足最基本的排水、防护的功能需求，还要配合景观绿化，方便日后运行维护，节约材料及其相关造价成本等等。而且不单单要只考虑设计的合理性，还要考虑与施工相适应，既要方便施工，又要靠施工的成熟工艺来达到防水排水的最佳效果。公路设计人员，应根据公路交通量及其等级、降雨强度、地下水、地形、地质等情况综合考虑设置经济、合理、实用的排水工程结构和设施，灵活运用设计规范与相关行业标准，把高速公路的排水设计做到最好。

参考文献

[1]马福林.高速公路的排水设计[J].黑龙江科技信息，2010（7）.

[2]李会新.高速公路的排水设计[J].世界河北省交通规划设计院，2009.