高速公路路基路面排水

高速公路路基路面排水

梁庆龙

关键词：高速公路；排水设计；路基

引言

着我国高速公路建设加快，路基排水设计不当而造成的工程病害日益增多，直接造成国家财产的损失。因此，高速公路路基排水设计的重要性愈益突出，高速公路排水设计对于高速公路路基的稳定性及路面的使用寿命有着显著的影响。

1，路基路面排水设计

高速公路排水设计应包含以下两个方面的内容：其一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响，一般称之为第一类排水；其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外，最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响，减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害，这称为第二类排水。第一类排水设计通常采用适当提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。第二类排水设计一般包括：（1）通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等，将路表水迅速排出路基以外；（2）设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管，将施工期进入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外；（3）设计泄水孔以迅速排除桥面水；（4）设计中采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管，将渗入路面面层的水引出路基之外。

2，路基地表排水

2.1填方段排水

填方段路基排水设施以排水沟为主。排水沟起连接各种排水设施，将水引排到附近自然水道或桥涵，从而形成完善的排水系统的作用[2]。排水沟一般采用梯形横断面，尺寸根据设计流量确定。边坡平台排水沟适宜采用混凝土预制的碟形排水沟。排水沟的长度不宜超过500m，与各种水沟的连接应顺畅。

2.2挖方段排水

挖方段排水设计较填方段排水设计困难，排水设施主要有边沟、截水沟等。

2.2.1一般边沟

以往的设计，各级公路的边沟都习惯采用梯形（土质）和矩形（岩质）横断面。但从安全及经济的角度，采用植草防护的浅碟形排水边沟，对于地形平坦，冲刷较小的浅挖路段适应性及经济性较好；加盖板的矩形边沟较梯形边沟对与会水面积较大的深挖方路基适应性及经济性较好。

2.2.2填方边沟

当路线经山岭重丘时，地形复杂，自然冲沟分布密集。在山坡线路基纵向排水设计中，会出现边沟在两边为挖方中间为局部小填方的情况。这种情况下，由于不宜设桥涵构造物，为将边沟水引出，在填方处设置填方排水边沟，即在填方处将地面垫起，与边沟接顺。垫起地面后，由于路基的拦阻，从山坡流下汇入自然冲沟里的水将淤集在路基处，对路基造成危害。对此，采用两种处理方法。第一种：在垫起边沟处向自然沟继续填土以2（纵坡与自然沟轴线相交（若此长度在本桩号占地范围内）。第二种：当自然地面与边沟设计高差较大，在占地范围内不能相交时，在填方边沟外缘线2m的宽度内填起地面，放坡坡度同路基坡度，并做25cm厚的7.5号浆砌片石护面。

2.2.3截水沟

路堑或路堤边坡上方流入路基的地表径流量大时，需设置拦截地表径流的截水沟。在设计前应进行实地调查，了解地形、地质、水文、植被等情况，对截水沟的适宜位置和排水出口的引伸范围做出合理的布局。一般截水沟设在路堑坡顶5m或路堤坡脚2m以外。截水沟截面形式一般采用梯形，尺寸大小视汇水流量确定。截水沟长以200~500m为宜。超过500m时，需在其间适当位置增设泄水口，并采用急流槽、跌水井等排水构造物引排[3]。

2.3路面表面排水

路面表面排水可采用集中排水或分散排水的方式，集中排水是在路肩外侧边缘设置预制混凝土拦水带，利用路面纵横坡合成坡度将路面表面水汇集在拦水带与硬路肩组成的浅三角形过水断面内，然后通过一定间距设置的泄水口和急流槽集中排放到路基两侧的排水沟。此方法由于长距离设置拦水带，当降雨量较大时，路面水有滞流现象，容易形成雾障，影响行车安全；受路面平整度的影响，拦水带附近残留积水，易造成沥青路面破坏。分散排水是通过加固土路肩，采用漫流的方式排除路面水。为防止路面水流对路堤边坡的冲刷拉槽，边坡防护采用具有截排水功能的骨架护坡。即对于无超高填方路段的两侧和设超高填方路段的内侧，降雨径流通过路面和路肩的纵、横合成坡度向路基两侧分散漫流。当路基横断面为路堑时，横向漫流的表面水汇集于边沟内；当路基横断面为路堤时，横向漫流水由路堤坡面具有排水功能的骨架网分散排放到路基两侧的桥涵、排水沟、截水沟或天然沟渠内。分散排水的优点是能及时排除路面水，一方面是不影响行车，另一方面，不会因为阻滞而使水渗入路面影响路面的使用寿命。

3，路面内部排水

路面结构内部排水系统的主要组成部分：排水基层、防水层、边缘排水系统。

3.1排水基层

3.1.1超高处排水

在填方路段超高内侧，水横向流入设在路肩下的纵向集水沟，并通过横向出水管排出，沿与中央分隔带共用的急流槽排到边沟；在超高外侧，水横向排入设在路缘带下的纵向集水沟，并横向流入设在路缘带下的集水井内，通过伸进集水井内的横向排水管排出路堤之外。

3.1.2纵向集水沟和排水管

在排水基层端部边缘设置纵向集水沟，集水沟填充材料采用与排水基层相同的透水性水泥稳定碎石。集水沟的底宽30cm，对于填方路段，排水管管底与基层底面齐平；对于挖方路段，排水管管底低于排水基层底面10cm。

集水沟底部设置直径为8cm的PVC排水管，排水管管壁等间距（120o）布设3排槽口或孔口，其开口总面积应为42cm2以上（可设直径10mm、间距50mm的小孔，每束每延米20个孔）。排水管的纵坡应不小于0.25%，当纵坡满足这一要求时，排水沟底面纵坡即采用路线纵坡。

3.2排水垫层排水系统

对于地下水位较高、有泉水或有临时滞水的新建路面，可采用排水垫层排水系统。排水垫层排水系统包括排水垫层、集水沟、集水管、出水管、反滤织物。该系统主要用于拦截地下水、滞水或泉水进入路面结构，或者排除因负温差作用而积聚在路基上层的自由水。

3.3边缘排水系统

沿路面结构的端部边缘设置由透水性填料集水沟、纵向排水管、横向出水管和过滤织物（土工布）组成的边缘排水系统。渗入路面结构内的自由水，通过层间的空隙横向流入由透水性材料组成的纵向集水沟，再由间隔一定距离布设的横向出水管排出路基之外。

4，路基地下排水

路基地下排水设施设置在地下水发育地段，如挖方地段、填方交替路段，主要以渗流方式汇集水流，并就近排除路基范围以外。类型有明沟、暗沟、渗井。

渗沟一般用于挖方路段，一般设置在边沟下方。渗沟一般深80cm以上，具体深度应根据地下水的情况而定。在渗沟的迎水面设置透水反滤土工布，在背水面、渗沟底部均设置隔渗土工布。渗沟一般用砂砾材料，也可用碎石，在渗沟底部，易设置1根10~15cm的纵向软式透水管。

5，结束语

高等级公路建设中，都应认识到，影响高等级公路建设质量好坏的诸多因素中，水是重要因素之一。实践证明，高等级公路路面排水系统设计不完善会导致路面出现种种病害，给日后的正常养护、维修带来沉重负担，也会给社会、经济带来负面影响。因此在设计中应吸取国内外高速公路路面排水成功经验、教训，根据高等级公路的使用情况、沿线自然条件，按需要合理选择路面排水形式（即集中排水还是分散排水），以提高排水设施的最终使用效果，减少不必要的工程浪费。

参考文献：

[1]公路排水设计规范（JTG/TD33-2012）

作者简介：

梁庆龙男助理工程师本科2011年毕业于黑龙江科技大学。