路基路面排水設(shè)計(jì)探析

張文忠

（新疆新紀(jì)元公路設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830000）

0 引言

公路路基設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量對(duì)公路路基、路面穩(wěn)定性和其使用壽命具有明顯影響，其中公路排水設(shè)計(jì)應(yīng)從如何減少地下水及農(nóng)田排灌用水對(duì)路基的穩(wěn)定性、強(qiáng)度產(chǎn)生的影響以及如何將路表水及時(shí)排出路基以外，并實(shí)現(xiàn)最大限度的減少雨水對(duì)路基和路面質(zhì)量產(chǎn)生影響，降低由于路面排水不暢或路表水下滲對(duì)路基、路面結(jié)構(gòu)及其使用性能造成的損害等兩個(gè)方面考慮，以下從路面排水設(shè)計(jì)的原則及措施等角度進(jìn)行了論述。

1 路基路面排水設(shè)計(jì)原則[1]

1.1 路基排水設(shè)計(jì)原則

在進(jìn)行路基排水設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分利用地形優(yōu)勢(shì)和自然水系的特點(diǎn)，因地制宜的進(jìn)行全面規(guī)劃，并應(yīng)注重經(jīng)濟(jì)進(jìn)行綜合治理，若需設(shè)置排水溝渠則避免路線過長(zhǎng)以免水流匯集而保證能夠及時(shí)疏散；路基排水設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)與農(nóng)田水利配合，必要時(shí)應(yīng)增設(shè)涵管孔徑，以保證農(nóng)業(yè)用水對(duì)路基穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響，并利于農(nóng)田排灌，若需將邊溝和農(nóng)田灌溉渠道合并則應(yīng)加大邊溝斷面，急時(shí)加固以防路基危害發(fā)生；設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)地質(zhì)條件和水源進(jìn)行深入調(diào)查以對(duì)排水系統(tǒng)進(jìn)行全面規(guī)劃，在橋涵布置時(shí)應(yīng)與路基排水配合，并應(yīng)注重平面和豎直方向布置相結(jié)合，若遇排水不暢或遇有不良地段則應(yīng)加強(qiáng)路基防護(hù)；同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)防止附近山坡水土流失，盡量避免改變水流性質(zhì)及破壞天然水系，在布設(shè)人工溝渠時(shí)應(yīng)選擇有利地質(zhì)條件，若遇特殊地段則應(yīng)采取適當(dāng)防護(hù)和加固措施。

1.2 路面排水設(shè)計(jì)原則

為避免雨水或冰雪融水降落到地面則應(yīng)設(shè)置路面橫坡以保證水向兩側(cè)排流，避免車道內(nèi)積水；如路面底部路堤較多且邊坡沒有采取防護(hù)措施，則會(huì)導(dǎo)致路面遭受路表水體沖刷，該種情況則應(yīng)在路面邊緣設(shè)置攔水帶，以便于將路面水匯集并統(tǒng)一通過泄水口或急流槽將其排離路堤，在設(shè)置攔水帶時(shí)應(yīng)避免攔水帶高度超過右車道邊緣或中心線的現(xiàn)象。

2 路基排水設(shè)計(jì)

2.1 路基地表排水設(shè)計(jì)

2.1.1 邊溝

邊溝用以將路基范圍內(nèi)少量地面水匯集并排除，一般為梯形、矩形和三角形等多種斷面形式，常設(shè)置在挖方路基路肩外側(cè)或設(shè)置于低路堤的坡腳外側(cè)，多與路中線平行且排水量較小，設(shè)計(jì)過程中一般不進(jìn)行水文和水力計(jì)算，邊溝出水口間距應(yīng)結(jié)合環(huán)境及地理位置差異而不同，若出水口排水困難則應(yīng)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，其縱向坡度應(yīng)與公路縱坡坡度一致；邊溝水體進(jìn)入寒冬或跨越通道則應(yīng)在沿線設(shè)置涵洞，對(duì)需要排入排涵的邊溝則應(yīng)控制其邊溝溝底標(biāo)高不低于涵洞中心標(biāo)高，若邊溝排入灌涵則其溝底不應(yīng)低于涵頂標(biāo)高，如邊溝為灌排兩用則應(yīng)按照灌涵設(shè)置邊溝，特殊情況可適當(dāng)降低標(biāo)高，同時(shí)為防止沖刷涵洞應(yīng)采用邊溝急流槽將邊溝和涵洞洞口連接，并應(yīng)保證邊溝盡量少穿越通道，若排水需通過通道進(jìn)入涵洞則應(yīng)優(yōu)先采用蓋板涵，若情況特殊也可采用邊溝倒虹吸來穿越管道[2]。

2.1.2 截水溝

設(shè)置截水溝主要是對(duì)路基上方地表徑流進(jìn)行截引，以防挖方邊坡和路堤坡腳被沖刷和侵蝕，同時(shí)可減輕邊溝的泄水負(fù)擔(dān)，一般截水溝寬200～500mm，若寬度超過500mm則應(yīng)在截水溝中間增設(shè)泄水口，截水溝斷面一般采用梯形，溝底寬度不宜小于0.5m，溝底縱坡設(shè)計(jì)應(yīng)不低于0.5%，若當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)或土質(zhì)條件較差可能會(huì)發(fā)生滲漏或變形則應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆浪胧┡潘?/p>

2.1.3 排水溝

排水溝設(shè)置應(yīng)遠(yuǎn)離路基，其距離路基坡角不宜小于2m，其連續(xù)長(zhǎng)度宜短不宜長(zhǎng)，一般情況下排水溝縱坡在0.5%～1%范圍內(nèi)。

2.1.4 跌水與急流槽

該種排水方式適用于陡坡地段的路基路面排水，其構(gòu)造適用于水位落差較大需要消能的地段，其可分為單機(jī)和用于較長(zhǎng)的陡坡地段為減緩水流速度的多級(jí)兩種，溝底分為等寬和變寬多種類型，急流槽則多用于山區(qū)公路路基排水及溝渠排水，多用于高路基邊坡，其主要通過路堤邊坡上的急流槽或集流管將攔水帶部位泄水口的水進(jìn)行匯集并集中排放。

2.2 路基地下排水設(shè)計(jì)

2.2.1 暗溝

主要用于對(duì)泉水和地下集中水流進(jìn)行排除，該種設(shè)施不具備滲水和匯水功能，其橫斷面常為矩形，溝底和溝壁則多采用漿砌片石或水泥混凝土砌筑，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證其蓋板頂上部填土厚度超過0.5m，暗溝溝底縱坡一般不應(yīng)小于1%，如遇特殊情況也不應(yīng)低于0.5%，其出水口部位應(yīng)加大縱坡，并應(yīng)高出地表排水溝水位0.2m以上。

2.2.2 滲溝及滲井

其主要功能是降低地下水位和攔截地下水，常用于地下水流量較小的地段，該種方式存在容易淤塞的缺點(diǎn)，洞式及管式滲溝則多用于地下水流量較大且引水段相對(duì)較長(zhǎng)的地段，但一旦條件允許則應(yīng)優(yōu)先采用該種方式。

3 路面排水設(shè)計(jì)

3.1 路面表面排水設(shè)計(jì)

路面表面排水應(yīng)充分利用路線或匝道縱坡、路拱橫坡或超高來將表面水排出，其縱坡坡度應(yīng)不低于3‰，若路面存在中央分隔帶則應(yīng)充分利用分隔帶，對(duì)未設(shè)置分隔帶的匝道其有無超高排水采取相同方式；對(duì)無超高路段則可通過路面橫坡將路面表面水體向路基兩側(cè)橫向排流，路塹段則可將路面水匯至邊溝，路堤段則應(yīng)在路肩外側(cè)邊緣設(shè)置攔水帶以將路面水匯至攔水帶同路肩鋪面構(gòu)成的淺三角形過水?dāng)嗝鎯?nèi)，并通過設(shè)置的泄水口或急流槽進(jìn)行集中排放；超高段則應(yīng)采用中央分隔帶暗排水，超高側(cè)路面水可通過中央分隔帶進(jìn)入縱向排水溝后進(jìn)入集水井，后通過橫向排水管和急流槽排至路堤外或排水溝內(nèi)，或通過過水槽將路面水引致邊溝，超高段應(yīng)每隔一段距離設(shè)置一道過水槽，其與路緣石間應(yīng)連接密實(shí)以防止?jié)B水。

3.2 中央分隔帶排水

中央分隔帶部位排水設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)設(shè)置底坡不超過3%的縱向矩形盲溝進(jìn)行匯水，后每隔30～50m設(shè)置一道橫向排水管以將盲溝內(nèi)水引出路基，并在出水口處路基內(nèi)設(shè)置土工布防滲層以防水從側(cè)面向路基滲透，同時(shí)在需要防滲的部位應(yīng)先涂刷水泥砂漿作為穩(wěn)定層后涂刷一層瀝青和土工布以增強(qiáng)防滲效果，既實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)瀝青同土工布間的粘接效果有充分利用水泥砂漿自身的防水作用。盲溝底部應(yīng)埋設(shè)直徑在5cm左右的透水管，并在橫向排水管埋設(shè)位置設(shè)置小窖井以便于溝內(nèi)清理，若盲溝和其他管線沖突則應(yīng)將盲溝設(shè)置于管線下方，并在二者間鋪設(shè)土工布以免將分隔帶內(nèi)排水阻斷[3]。

3.3 路面內(nèi)部排水

路面排水即將從路面接縫、裂縫等部位滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水體，或經(jīng)過路肩內(nèi)滲入并滯留在路面內(nèi)的水分排出，一般通過設(shè)置路面邊緣排水系統(tǒng)、排水基層和排水墊層等形式進(jìn)行排放。首先在路面修筑時(shí)應(yīng)保證混凝土級(jí)配采用密實(shí)骨架型以減少水體的滲入量，并避免石料的不均勻性以提高面層的氺穩(wěn)性，若為瀝青面層則應(yīng)保證粒料最大粒徑同瀝青層厚度相匹配，減少施工中因離析而產(chǎn)生的不均勻，并在基層和面層間設(shè)置防水層，實(shí)現(xiàn)既可防止?jié)B水向基層滲透，且即使存在滲水也可通過防水層向路面兩側(cè)排流。

路面排水系統(tǒng)當(dāng)前多采用排水基層排水系統(tǒng)、排水墊層排水系統(tǒng)和路面邊緣排水系統(tǒng)等形式，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合路面類型、車道寬度來確定路表水的滲入量，依據(jù)地表水滲入量來確定集料的滲透系數(shù)，選擇排水管道的孔徑及出水口間距以確定泄水能力，同時(shí)應(yīng)保證排水管的泄水能力大于表面水的滲入量。

4 結(jié)語

路基路面排水設(shè)計(jì)是公路工程設(shè)計(jì)的重要組成部分，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)地理環(huán)境、公路等級(jí)和地形地貌等諸多情況綜合考慮，需要從本質(zhì)上消除路面和土體存在的隱患，最終保證整個(gè)公路的施工質(zhì)量。

[1]姚祖康.公路排水設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2002.

[2]杜云，夏麗燕，郭兆軍.沈大高速公路路基路面排水設(shè)計(jì)淺析[J].遼寧交通科技， 2004， （11）：90-92.

[3]趙振泉，王義忠.高速公路超高段路面排水設(shè)計(jì)[J].中南公路工程， 1995， （4）： 4-8.