高速公路路基路面排水設(shè)計(jì)

摘 要:高速公路與當(dāng)代人們的出行息息相關(guān)，如何保證其質(zhì)量、延長其使用壽命成為了我們關(guān)注的問題。對(duì)高速公路來說，其排水系統(tǒng)是對(duì)路面使用壽命和路基穩(wěn)定性有顯著影響的方面。因此，要想保證其質(zhì)量、延長使用壽命，必須重視其排水設(shè)計(jì)，降低水對(duì)路基路面的侵蝕破壞。

高速公路路基路面病害種類繁多，其成因多種多樣。其中，最主要的一項(xiàng)就是地下水和地表水的侵蝕造成的路基沉陷坍塌，這不僅降低了路基和路面的承載力，也在很大程度上減少了路面使用壽命、降低了路基的穩(wěn)定性。因此，排水設(shè)計(jì)就成了重中之重。

1路基排水及其排水系統(tǒng)的分類

按照不同的水源，對(duì)路面路基造成影響的水流主要是地下水和地表水這兩類。

地下水的來源主要有以下幾個(gè)。

(1)地面下的第一個(gè)隔水層上的含水層里的潛水。(2)在可溶性巖層裂縫中的和溶洞里的巖溶水。(3)從地面滲下來的還沒到達(dá)局部透水層或者隔水層的流水。(4)沿著基巖的上部的裂隙流動(dòng)的裂隙水。(5)位于裂隙的發(fā)育破碎沉積巖里的層間裂隙水。

地表水的來源主要有:(1)沿水道流來的橫貫路基的河流、溪流。(2)雨雪降落到路面路基上而形成的地表徑流。(3)由上方的地面回流到此的徑流。

2水對(duì)路面的破壞機(jī)理

高速公路路面的造成損害的主要是地表水。地表水通過瀝青的中央分隔帶、空隙、縫隙等進(jìn)入路面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部各結(jié)構(gòu)層的材料由于水的浸泡，增大變形、強(qiáng)度降低、承載力也明顯下降，因而無法承受車輛荷載的作用，從而導(dǎo)致路面的早期損害。除此之外，在溫度縮脹和荷載的反復(fù)作用之下，在其內(nèi)部形成高動(dòng)力的水流，這會(huì)對(duì)路面的混合料產(chǎn)生沖刷從而導(dǎo)致瀝青膜逐漸剝落，因而路面的強(qiáng)度會(huì)逐漸降低，直至松散、破壞。造成這種損害的原因主要有三點(diǎn):(1)瀝青的粘結(jié)力不夠。(2)路面的結(jié)構(gòu)層的防水、排水措施不足。(3)路面的結(jié)構(gòu)空隙太大。

3路基路面排水設(shè)計(jì)的基本原則

設(shè)計(jì)之前要充分考察當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況，設(shè)計(jì)方案要適應(yīng)當(dāng)?shù)厍闆r，將路基排水和涵洞排水結(jié)合起來，把排水溝的縱向設(shè)置與平面設(shè)置結(jié)合起來，把地下排水和地表排水結(jié)合起來，在此基礎(chǔ)上以達(dá)到設(shè)計(jì)合理的目標(biāo)。

排水設(shè)計(jì)與高速公路所處的地段的地理地質(zhì)情況關(guān)系重大，因而要在充分研究之后才能進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，不僅要制定合理的對(duì)策以治理當(dāng)?shù)氐乃?，還要利用地形特點(diǎn)，利用有利地形來達(dá)到降低投入的效果。

路基在設(shè)計(jì)的時(shí)候要充分考慮當(dāng)?shù)氐乃暮蜕狡碌臓顩r。在盡量減少對(duì)當(dāng)?shù)刈匀粻顩r破壞的前提下，爭取選擇最有利的地形來設(shè)置人工排水溝渠。在保證質(zhì)量的同時(shí)又減少開支。

當(dāng)?shù)剞r(nóng)田的灌溉問題也應(yīng)該在考慮的范圍之內(nèi)。在必要的情況下，可以加設(shè)一些涵管，爭取讓公路排水不影響農(nóng)田灌溉。若遇到邊溝必須用來作灌溉渠道的情況，那么一定要將邊溝的斷面加固、加大，從而防止水流對(duì)路基產(chǎn)生破壞。但這種情況，一般我們要盡量避免。

4路基路面排水設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目標(biāo)

通過有效的排水設(shè)施，及時(shí)地將水排出，以降低濕度，保持路基的干燥，保證路面和路基安全、穩(wěn)定。

5高速公路的排水設(shè)計(jì)

5.1 路肩的排水設(shè)計(jì)

路肩排水就是在降雨的時(shí)候?qū)⒙访娣e水迅速排出，以降低雨水對(duì)路基造成損壞，達(dá)到保護(hù)路基的效果。按經(jīng)驗(yàn)來說，現(xiàn)在路肩排水在設(shè)計(jì)時(shí)采用橫向分散的方法比較好。即利用公路的邊坡設(shè)置一道拱狀的護(hù)坡，將其與路肩的排水設(shè)施相結(jié)合，拱眉也就成了攔水設(shè)施，把攔下的水引到排水槽。此法極好地利用了公路的拱眉，不僅高效的完成了排水的任務(wù)，還節(jié)省了路肩排水的工作量。

5.2 邊溝的排水設(shè)計(jì)

邊溝的排水設(shè)計(jì)在整個(gè)高速公路的排水設(shè)計(jì)中占很大比重，因此需要引起高度重視。

邊溝在設(shè)置的時(shí)候應(yīng)該注意將其設(shè)在填土高度低于溝深的填方地段或者挖方地段。在高速公路靠山一側(cè)的坡腳處設(shè)置的邊溝應(yīng)為不滲水的邊溝。設(shè)計(jì)形式方面，一般為將地面水匯集起來并排除而采用與路中線平行的形式。尺寸方面要看當(dāng)?shù)貧v史最大降雨量，根據(jù)最大降雨量來確定，并且要確定邊溝里的水不會(huì)溢出來。邊溝不宜太長，多雨的地區(qū)一般長度在300m以內(nèi)，其他的一般都為500m左右。總體來說，邊溝的排水量不算大，所以一般也不需要進(jìn)行其水文和水利的計(jì)算，只要選擇標(biāo)準(zhǔn)橫斷面的形式即可。邊溝的出水口若存在排水困難的路段，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)，以保證其排水順暢。

5.3 中央分隔帶的排水設(shè)計(jì)

中央分隔帶排水設(shè)計(jì)的主要作用是其在施工和運(yùn)營期間的內(nèi)部積水。中央分隔帶內(nèi)的積水也是對(duì)路面造成損害的不可忽視的一個(gè)原因。

中央分隔帶里會(huì)設(shè)置監(jiān)控管線和通訊的人手孔，人手孔的間距應(yīng)該就是分隔帶的排水長度，一般在180m之內(nèi)。分隔帶的排水力應(yīng)該要根據(jù)分隔帶寬度與當(dāng)?shù)貧v史最大降雨量計(jì)算。在北方的一些干旱地區(qū)，可以不必設(shè)置專門的排水設(shè)施，只鋪設(shè)一層防水土工布即可。在南方多雨的地區(qū)，除此之外還要隔一段距離設(shè)置一個(gè)集水槽，還有縱向排水的碎石盲溝。

5.4 路面滲水的排水設(shè)計(jì)

路面滲水的排水設(shè)計(jì)，需要設(shè)置好排水系統(tǒng)。排水系統(tǒng)一般包括橫向出水管、集水溝和土工布。為保證路基堅(jiān)固，免受路面滲水損害，必須要利用排水管道、路肩碎石以及瀝青封層來將水引出路基。為保證充分排水，還要鋪設(shè)橫向出水管，一般10m左右的間距為宜。

6高速公路排水設(shè)計(jì)中的問題

6.1 中央分隔帶

由于受到人孔的阻礙，中央分隔帶位置的積水無法排除而流入了人孔，使其積水。

由于施工質(zhì)量不過關(guān)而造成橫向水管出現(xiàn)排水不暢現(xiàn)象，從而導(dǎo)致積水大量流向了低處，使得低處的中央分隔帶長時(shí)間積水并且無法排除。

施工時(shí)由于開挖的表面比較粗糙，所以降低了瀝青的粘性，從而造成了防滲層的破損或者不均勻。由于土工布存在接縫，因而在鋪設(shè)的時(shí)候就會(huì)在接縫的位置出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，從而使得在側(cè)面無法排水時(shí)，積水就會(huì)滲到路基里面，從而影響其使用壽命。

6.2 邊溝排水

底坡的尺寸大小決定了地溝的排水量。就目前來看，多數(shù)的高速公路底坡都是采用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，即在同一條路線上用相同的底坡寬度。這樣就造成了一些問題。在山區(qū)極容易出現(xiàn)邊溝尺寸過大，排水能力大量剩余的現(xiàn)象，不僅影響美觀，也造成了浪費(fèi);而在一些降水較多的地區(qū)，又會(huì)由于斷面過小，使得公路排水不及時(shí)，造成公路積水，從而影響高速公路使用壽命的問題。

7結(jié)語

總而言之，排水是高速公路建設(shè)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，而排水設(shè)計(jì)又是高速公路設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要組成，它對(duì)路面使用壽命和路基的穩(wěn)定有重大影響。應(yīng)該在掌握設(shè)計(jì)的原則和目標(biāo)的前提下，綜合考慮公路等級(jí)、地形地質(zhì)、降雨強(qiáng)度、地下水等情況，制定經(jīng)濟(jì)合理同時(shí)又高效的排水設(shè)計(jì)方案。只有這樣，才能保證高速公路排水順暢、質(zhì)量可靠，延長其使用的壽命。

參考文獻(xiàn)

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