浅析公路路基路面排水设计董海杰

浅析公路路基路面排水设计董海杰

董海杰

山东华邦建设集团有限公司山东青州262500

摘要：公路路基排水在公路施工非常重要，如果路基出现损坏，排水系统受到自然降水和地下水的各种侵蚀和破坏，就会使公路路基排水系统瘫痪。在公路路基排水施工中要加强技术方面的应用和改善，优化软土施工和软化石质路基等的施工，使路基边坡以及地基稳定。文章主要对公路路基排水施工进行了详细的分析，就加强公路路基排水施工的质量问题以及控制提出了相关的建议和措施，以供参考。

关键词：公路；设计原则；路面设计；排水设计

引言

随着我国经济的不断发展，公路事业也有了长足的进步。近年来我国运输企业的不断发展对公路的使用寿命带来了一定的影响然而公路是我国运输的重要渠道公路的使用寿命不但会影响国民经济的发展还会影响其他工程的进度。在公路中水是影响道路寿命的重要因素之一。为了延长公路的使用年限，提高公路的性能，降低维护成本我们应该对路基施工中的路基排水系统进行研究、设计，尽量减少或者避免排水问题对公路路基带来的不良影响。

1公路路基排水的意义

一般来说潞基的排水工程主要有地面排水和地下排水。地面水是指空气中的降水以及河流的径流对公路路基的不断冲击和洗刷，会造成路基的整体性授勋尤其是一部分水分通过渗透，进入地基破坏了地基的原有构造使其失去应有的承载能力。地下水是由于地下水资源的流动对不同的地基带来不同的影响。一般情况下会使路基松动降低了承载能力严重的甚至会造成路基翻浆，甚至边缘滑塌。在路基工程中加果使用膨胀土那么水对其路基的伤害是毁灭性的。路基排水系统就是为了将路基的湿度控制在一定的范围内，对地表水进行引流使路面保持干燥确保路面安全。

2地下水和地表水对公路路基路面的有害影响

2.1地下水对路基的有害影响

影响路基的稳定性。在公路路基工程施工过程中，由于地下水水量和流向都是不确定的，因此在地下水不断冲击的情况下，路基的稳定性就会大大降低。比如说，进行路堤填筑时，通常情况下地下水的水位都会很高，而当其渗入到路基填料中，就提高了路基填料的含水量，大大增加了路基填料内部空隙，降低了路基填筑强度，也容易导致路基沉降问题的出现。另外，在冬季等天气恶劣的条件下施工时，如果地下水进入到路基填料中，很容易出现路基冻害问题，在其投入使用后也容易出现质量事故。当路堑的边坡是细粒土或破碎岩块时，地下水经过填料时，还可能将填料中的胶结物质一起带走，从而导致边坡失稳。

2.2地表水对路面的有害影响

降低路面使用寿命。当地表水在路面上不断沉积后，必然就会有一部分水渗透到路面底层，降低结构的土质强度。并且在车辆荷载的不断作用下，结构内部的细颗粒就会出现唧泥，车辆就无法顺利的通行。而在地表水不断冲刷的作用下，就会加大面层和表层之间的空隙，从而出现疲劳破坏的问题，大大降低了路面的使用寿命；降低车辆通行的安全性。当路面出现了大面积的积水时，公路管理人员应迅速并及时的将积水排除干净，否则路面就会存在严重湿滑，正常行驶的车辆就容易产生滑移，大大降低了行人和驾驶人员的安全性。

3路基路面排水的主要任务和原则

地表排水设计的主要任务是把降落在路界范围内的表面水有效地汇集并迅速排出路界，同时把路界外可能流入的地表水拦截在路界范围外，以减少地表水对路基和路面的危害以及对行车安全的不利。排水主要遵循的原则有：

（1）.排水设施应因地制宜全面规划合理布局，并充分利用地形和自然水系，做到水流不过于集中排放，能及时疏散，就近分流。

（2）.排水系统应自成体系，注意与农田水利相配合，与灌溉沟渠互不干扰防止冲毁农田或危害其他水利设施的同时，也要防范农业用水影响路基稳定。

（3）.设计前应进行调查，查明水源，考虑排水设施与桥涵布置的配合，地下排水与地面排水的配合。

（4）.在满足排水主功能的前提下，应节约用地，选择排水设施的形式应与周围自然景观相协调，营造道路与自然和谐的环境。

4公路边沟排水设计

边沟设计在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入。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公路施工中超宽填土土方等。

边沟尺寸选定边沟的排水能力主要取决于以下几个设计参数：边沟底流水坡度、边沟截面尺寸、形状、边沟的表面粗糙程度。

依据江苏省公路设计及公路排水设计规范要求，公路的边沟一般采用边坡为1：1的梯形明沟，因此，可采用《公路设计手册路基》中梯形断面沟渠的水力计算公式计算梯形排水边沟的排水能力：Q=WC式中：Q——流量；W——边沟断面面积；C——流速（谢才）系数；R——水力半径；i——边沟沟底纵坡。

根据公路所处地理位置，采用当地历史最大小时降雨量，以流入边沟的水不溢出边沟为限，并假设公路的路基平均填土高度为3.5m，由此，汇水带宽约为23m，则可依据不同的边沟沟底坡度、不同的边沟底宽（或边沟截面积）的排水能力，计算出所能承受的路面排水最大长度。公路一般每公里设置三道涵洞，即300m左右有一道涵洞，也就是说路面排水长度一般在100m～200m之间。

通过分析、计算确定，公路边沟采用50cm的梯形边沟即可满足路基排水需要。

4.1表面排水

通常情况下，为保证整个路基工程排水设计工作的顺利完成，我们可以在路基表面设置边沟、截水沟、排水沟和积水池等设施，每一种设施所具有的功能都是有一定区别的，而它们就共同形成了路基的排水系统。设计边沟和排水沟时，应先对公路的地质情况进行实地调查，充分的了解周围环境的边坡度，从而确定最为合理的排水方式。通常在公路路基的挖方地段，建议采用矩形的边沟，而在公路路基的填方路段，则建议采用梯形的排水沟。它们的共同点为都能够将路基内部的所有水源排出到路基以外的路段。在边坡上一般会采用截水沟这一形式，其能够避免自由水的大力冲刷，保证路面的顺利通车；

4.2地下水排水

通常情况下，为取得良好的地下水的排水效果，我们在路基的地下部位都会选择设置渗沟、盲沟或是渗井的方式，它们能够有效的拦截可能对路基造成影响的地下水，设计时，应根据实际的情况来确定纵向的坡度和横断面的宽度。举例来说，盲沟的坡度应是超过1%的，而渗沟的坡度则应是超过0．5%的。

4.3中央分隔带排水

在路面的中央分隔带地区，如果不及时排除积水可能会导致路基路面的结构向两侧或者下方渗开，造成路基路面结构强度分化，影响公路使用。因此，在中央分隔带，排水系统应同时设计为横向及纵向排水，在超高路段也需要与超高路段的排水系统相结合设计。

纵向排水系统即设计纵向的排水渗沟于中央分隔带位置，把分隔带处填土中的下渗水印象渗沟中，而渗沟结构中的横纵向排水管道会将水通过路基边坡处的急流槽引出中央分隔带，最后由排水边沟排出公路。

如果公路的中央分隔带呈凸形，排水系统运转后可能仍然有水回渗中央分隔带，此时应在填土下部设置碎石组成的盲沟或者排水暗沟，以方便水的再次排出。

4.4挖方段排水

在路基路面设计过程中，应将经济问题考虑在内。传统的边沟设计为横断面矩形岩质或者横断面梯形土质，但冲刷力度较小且地势平坦的路段，利用植草构成的蝶形边沟更为经济，同时也相当安全。而冲刷力度较大的路面，采用深挖路基以及带有盖板的矩形横断面设计同样经济安全。

为了防止对排水的影响，在运用混凝土加固路基边沟时，边沟底部纵坡的坡度应在0.25%到0.5%之间，而边沟上每个出水口的间距不得超过五百米，强积水路段必须小于三百米。

在地形复杂的山区或者丘陵地带，自然冲沟的分布比较密集，挖方中明显会存在填方的问题，因此在排水设计上应注意填方排水的边沟的设置与填方处吻合，尽量避免设置桥涵构造物。

地面垫起会使路基产生阻拦作用，从而使得水从自然冲沟中流入路基处，对路基的结构造成影响。在这样的情况下，向自然冲沟中填土，同时使自然冲沟与纵坡相交，利用横切面的保护防止边沟处水的冲刷作用。

如果遇到地表径流向路基处流通的水量较大时，应增设截水沟来拦截地表径流。在路基路面排水设计之初，研究地质特点、植被覆盖、自然水流等情况，然后进行充分全面的分析，对地基排水系统的整个设计都有一定的好处。截水沟的横切面设计为题型，然后根据实际水流量设计出尺寸便可。截水沟的长度通常设计为两百到五百米之间，在截水沟长度大于五百米时，在合理的位置增设泄水口或跌水井、急流槽十分必要。

4.5路面结构排水

路面排水系统结构可以分成分散排水和集中排水两种方式。分散排水是将路面的水通过加固路肩然后运用漫流方式排出；而集中排水的设计较为复杂，首先要设计拦水带，拦水带或由混凝土组成，也可以用沥青铺于路肩外侧的边缘位置，然后在适当距离的相应位置设计边坡急流槽或是泄水口向两侧集中排出公路上的积水。

5结语

公路路基排水施工的技术对于质量控制施工有着非常重要的作用。特别是在新技术的影响下，对于公路施工的有关企业，要充分做好公路路基的施工和排水系统工作，避免出现各种公路路基的水害和各种不良情况发生，注重防止水患工作。同时要按照科学的施工原则和施工方法，加强对边沟和排水沟，以及天沟、急流槽等的设置，同时注重对路基施工前和施工中的质量控制，使得公路路基的排水施工质量尽量达到最大化，提升整个公路工程的质量。

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