對(duì)高速公路設(shè)計(jì)中排水的認(rèn)識(shí)

何剛

[摘要]在整個(gè)高速公路體系中排水是唯一的靜中之動(dòng)，對(duì)高速公路的路基穩(wěn)定性及路面使用壽命有著顯著影響，本文就廣西宜州至河池河池至百色高速公路的排水設(shè)計(jì)，結(jié)合路基邊坡防護(hù)，以及特殊路基處理，并通過一定的水文計(jì)算，提出了符合該路段實(shí)際情況的設(shè)計(jì)思路，以便更好地為建設(shè)公路服務(wù)。

[關(guān)鍵詞]公路；綜合；排水設(shè)計(jì)

1、前言

首先排水在整個(gè)高速公路設(shè)計(jì)中起著十分重要的作用。排水溝、邊溝、急流槽、橫向排水管在整個(gè)高速公路中的作用就好像我們?nèi)松眢w中的血管一樣。在我們的高速公路修建之前大自然就有著自己的排水系統(tǒng)，我們?nèi)祟愒诖笞匀幻媲斑€是很渺小的，因此我們?cè)谧雠潘臅r(shí)候得考慮順應(yīng)大自然的排水系統(tǒng)，結(jié)合原來大自然的排水體系。我們?nèi)齻€(gè)專業(yè)組其實(shí)都和排水有關(guān)，也都是在順應(yīng)大自然的排水體系，路線在選線的時(shí)候就要對(duì)所經(jīng)區(qū)域的水文地質(zhì)進(jìn)行深入調(diào)查、勘察，查清其對(duì)公路工程的影響程度。橋組是逢溝設(shè)涵，遇河架橋，這都是在順應(yīng)大自然的排水體系，而路基上是細(xì)部的排水設(shè)計(jì)。高速公路路基路面排水設(shè)計(jì)大致包含以下兩個(gè)方面的內(nèi)容：①、如何減少地下水、地表匯水、農(nóng)田排灌水等對(duì)路基穩(wěn)定性及強(qiáng)度的影響，即路基排水設(shè)計(jì)；②、如何迅速排出路表水，減少雨水對(duì)路基、路面質(zhì)量的影響，減少因路表水排水不暢或路表水下滲對(duì)路基、路面結(jié)構(gòu)和使用性能產(chǎn)生的損害，即路面排水設(shè)計(jì)。

2、路基路面排水設(shè)計(jì)

2.1路基排水設(shè)計(jì)

路基排水設(shè)計(jì)，分為路基內(nèi)部排水和路基外部排水。路基內(nèi)部排水，一般采用調(diào)整路基填土高度和處理路基基底設(shè)置隔、排水墊層等辦法；路基外部排水，即采取措施把路基附近的水排出路基外。

2.1.1路基內(nèi)部排水

該路段內(nèi)地下水的賦存條件及分布規(guī)律受地層巖性、地貌、構(gòu)造、巖石的風(fēng)化程度及植被發(fā)育程度等因素控制，其主要補(bǔ)給源是大氣降水，其次是農(nóng)田灌溉補(bǔ)給等，局部受基巖裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給和承壓水的頂托補(bǔ)給。因此，該路的路基內(nèi)部排水主要有：

（1）、在石灰?guī)r峰林平原區(qū)水田路段，適當(dāng)抬高路基最小填土高度保證路床處于干燥狀態(tài)，結(jié)合水稻田路基處理，采用換填片石等措施，既保證路基基底的承載力，又防止地表水在路基內(nèi)部形成毛細(xì)水上升影響路基干濕狀態(tài)。

（2）、在基巖風(fēng)化、破碎的山腳填方路段，設(shè)置約60cm厚的砂礫（碎石）排水層，為裂隙水、滲水設(shè)置一個(gè)良好的排水通道，以免匯集在路基內(nèi)部，使路基處于飽水狀態(tài)，降低c、φ值，影響路基穩(wěn)定。

2.1.2路基外部排水

該路處于雨量豐沛區(qū)，多年平均降雨量約為1500mm，降雨量4-8月最多，占全年降雨量的68%左右。在設(shè)計(jì)該路的路基外部排水時(shí)，汲取已建成的相似情況的高速公路中的經(jīng)驗(yàn)：①、部分平原路段在汛期內(nèi)，路基水不能及時(shí)排除，浸泡路基；②、地方群眾干擾路基水排入當(dāng)?shù)氐呐潘到y(tǒng)。

邊溝設(shè)計(jì)的原則：

①、平坦路段的路堤邊溝，宜以填筑式邊溝為主，盡量減少路基邊溝積水現(xiàn)象的發(fā)生。

②、路堤邊溝縱坡的要求：根據(jù)規(guī)范要求，采用漿砌片石修筑的邊溝為滿足排水需要，邊溝縱坡應(yīng)不小于0.12%，由于該地區(qū)降雨較集中，本著既要解決路基排水問題，又要經(jīng)濟(jì)合理的原則，確定路基排水邊溝溝底縱坡一般情況下不小于0.3%。通常以沿線自然地形為主確定排水方向。

③、對(duì)于路堤邊溝水進(jìn)入涵洞及跨越通道等情況的處理：沿線設(shè)置的涵洞有排涵、灌涵和灌排兩用涵。對(duì)于需排入排涵的路堤邊溝，其溝底標(biāo)高不低于涵洞進(jìn)口標(biāo)高；需排入灌涵的邊溝，其溝底標(biāo)高不低于涵頂標(biāo)高；而對(duì)于灌排兩用的涵洞應(yīng)按灌涵要求設(shè)置，特殊情況時(shí)可適當(dāng)降低。為防止沖刷涵洞，原則上采用急流槽連接邊溝和涵洞洞口。

④、路塹邊溝排水方向及溝深：路塹邊溝選用路容較好的矩形加蓋邊溝，通常以沿路線縱坡為排水方向。一般路段邊溝深80cm，設(shè)置有中央分隔帶排水管出口，以及設(shè)置超高段橫向排水管出口的超高段內(nèi)側(cè)路塹邊溝，則根據(jù)需要進(jìn)行加深。

2.2路面排水設(shè)計(jì)

路面排水設(shè)計(jì)，主要分為路面內(nèi)部排水和路面外部排水，包括：路面表面排水、中央分隔帶排水、超高段路面排水及路面邊部排水。

在河百高速公路路面排水設(shè)計(jì)中，摒棄排水是獨(dú)立的單項(xiàng)工程的觀念，從綜合的觀點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粴夂?、植被生長(zhǎng)情況、以及路基防護(hù)等，積極應(yīng)用新材料，統(tǒng)一、有機(jī)地進(jìn)行排水設(shè)計(jì)。

（1）、路面表面排水

由于全線的路堤邊坡采用外形較美觀的拱形骨架植草、或三維植被網(wǎng)植草防護(hù)，氣候溫暖濕潤(rùn)，采用的草籽均成活快，易于生長(zhǎng)，一個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)后，抗沖刷能力顯著增強(qiáng)，因此，填方路段的路面水采用分散排水方式，路面水經(jīng)邊坡排入路堤邊溝。既能保證路面水的排除，又減少了邊坡的圬工，增加了路容與環(huán)境的協(xié)調(diào)性。挖方路段路面水經(jīng)路拱排入路塹邊溝。路肩擋土墻路段，路面水由路拱分散排除。

（2）、中央分隔帶排水

以降雨重現(xiàn)期5年為準(zhǔn)，寬度2m，最小縱坡（0.3%）為例，進(jìn)行計(jì)算，φ10cm的橫向排水管可滿足97m長(zhǎng)路段的排水需要。如果中央分隔帶的橫向出水口位于路塹邊溝，根據(jù)排水需要，路塹邊溝需由80cm至少加深到120cm，考慮該路在山區(qū)段，長(zhǎng)度超過100m的挖方路段較多，為了減少邊溝加深而增加工程造價(jià)，排水管采用φ15cm，并適當(dāng)加大橫向排水管的間距。為了不影響中央分隔帶內(nèi)通訊管線的埋設(shè)、檢修，宜將縱向碎石盲溝埋設(shè)在通訊管線下方。

在中央分隔帶內(nèi)設(shè)縱向碎石盲溝，溝內(nèi)埋設(shè)φ10（15）cm RCP排水管材匯集滲水，橫向間隔約90m（180m）設(shè)置一道φ10（15）cm PVC排水管排水，在正反坡變坡的凹曲線最低處前后各增設(shè)1道。橫向排水管的出口盡量選在填方或者填挖結(jié)合處。

RCP排水管材是類似“方便面”形狀外包反濾土工布的圓柱體，是一種新型排水材料，排水性能優(yōu)于帶孔的PVC排水管，且造價(jià)低。

（3）、超高路段路面排水

超高段排水設(shè)計(jì)主要由縱向集水管，橫向排水管及急流槽（邊溝或邊溝下暗溝）三部分組成?？v向集水管設(shè)置在路基內(nèi)側(cè)的路緣帶，主要取決于排水能力、不影響路容、行車安全、養(yǎng)護(hù)方便等；橫向排水管的管徑?jīng)Q定排水能力；急流槽（邊溝或邊溝下暗溝）是將橫向排水管的水引出路基。如果橫向排水管從路塹引出，必須調(diào)整邊溝：①把路塹邊溝由80cm至少加深到150cm，或②在路塹邊溝溝底設(shè)置縱向暗溝；由于山區(qū)長(zhǎng)挖方路段較多，其匯水面積較大，若采用暗溝，則無法迅速排除橫向排水管中的水，所以采用加深路塹邊溝的方式。

（4）、路面邊部排水

挖方及零填路段通過設(shè)置于土路肩的無砂砼排入路塹邊溝。填方路段由于土路肩培土比硬路肩低5cm，路面內(nèi)部匯水，可以直接通過上～中面層的層間及由透水性填料填筑的土路肩排除。

3結(jié)束語

本文通過總結(jié)宜河高速、河百高速公路排水設(shè)計(jì)的一些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并參考了不同地區(qū)高速公路排水設(shè)計(jì)的一些設(shè)計(jì)方法；對(duì)排水設(shè)計(jì)與路基路面的綜合設(shè)計(jì)進(jìn)行了比較全面、系統(tǒng)的論述。從文中可以得出以下兩點(diǎn)結(jié)論與建議：

（1）、在高速公路經(jīng)過大片良田的地區(qū)，排水設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的地區(qū)特色，在不突破規(guī)范的前提下，通過調(diào)整排水設(shè)施，盡可能少占農(nóng)田。

（2）、路基路面排水設(shè)計(jì)不是孤立的一個(gè)分項(xiàng)工程，應(yīng)針對(duì)不同地區(qū)，不同的地形地貌、自然氣候條件，結(jié)合路基路面、綠化等其他部分的設(shè)計(jì)原則，以及盡可能采用新材料、新技術(shù)等，進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，既保證排水要求，又可以美化路容，降低工程造價(jià)，方便施工。