高速公路路基路面排水勘察設(shè)計(jì)

侯錫平

高速公路路基路面排水勘察設(shè)計(jì)

侯錫平

在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，我國政府與民眾也對高速公路提出了更高的要求，而作為關(guān)系著高速公路行車安全、路基穩(wěn)定、抗水毀能力的高速公路路基路面排水設(shè)計(jì)，也開始受到社會各界的關(guān)注。在筆者的調(diào)查與研究中發(fā)現(xiàn)，高速公路出現(xiàn)的破壞問題大部分與雨水有著或多或少的關(guān)系，而因雨水造成的路基破壞問題是其中最為常見、影響也最為嚴(yán)重的問題形式。之所以會出現(xiàn)高速公路路基破壞問題，主要是由于地下水與地上水通過滲透嚴(yán)重破壞了路基上方的瀝青結(jié)構(gòu)，而這種瀝青結(jié)構(gòu)遭到破壞的高速公路就很容易出現(xiàn)表面高低不平、松散等問題，這對于高速公路的整體質(zhì)量，行車的安全性都會造成極為嚴(yán)重的負(fù)面影響，而為了解決這一高速公路存在的路基破壞問題，正是本文研究的目的所在。

一、路基與邊坡的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行常規(guī)的高速公路路基設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要通過合理控制路基填挖高度、結(jié)合工程所在地的實(shí)際情況、采用光面、預(yù)爆破技術(shù)進(jìn)行巖質(zhì)較好的邊坡穩(wěn)定等設(shè)計(jì)方式，保證高速公路邊坡的整體設(shè)計(jì)質(zhì)量。在合理控制路基填挖高度的施工中，施工人員需要將路基中心填方高度控制在20m以內(nèi)，設(shè)計(jì)人員也需要根據(jù)全壽命周期成本設(shè)計(jì)理念完成高速公路的整體與細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)；而在結(jié)合工程所在地的實(shí)際情況的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合高速公路所在地的實(shí)際地理、氣候特點(diǎn)，對路床、橋臺和通道臺背路基回填、隧道口路基回填等環(huán)節(jié)進(jìn)行較為細(xì)化的設(shè)計(jì)，這樣才能夠較好地滿足高速公路路基路面的排水需求；而在預(yù)爆破技術(shù)進(jìn)行巖質(zhì)較好的邊坡穩(wěn)定設(shè)計(jì)中，這一設(shè)計(jì)形式能夠較好地解決巖體中大量存在的斷層、層理、節(jié)理、裂隙及夾層等影響高速公路路基質(zhì)量的地質(zhì)問題，保證高速公路的整體質(zhì)量。

在高速公路邊坡的常規(guī)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要遵循安全、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、節(jié)地、與自然協(xié)調(diào)的原則完成具體的邊坡設(shè)計(jì)。具體來說，設(shè)計(jì)人員應(yīng)采用弧形過渡的形式進(jìn)行填方路堤的路肩、坡腳、坡側(cè)的設(shè)計(jì)，這樣才能夠較好地保證高速公路邊坡與自然的融合；而在低路堤、淺挖方路段的邊坡設(shè)計(jì)中，為了降低交通事故發(fā)生幾率、促進(jìn)邊坡植被的生長，設(shè)計(jì)人員應(yīng)適當(dāng)放緩路基邊坡坡率，其中2.5m高度的邊坡率可以控制在1:3左右，而3m以上的則可以控制在1:2左右；而在挖方路塹邊坡的設(shè)計(jì)中，為了盡可能實(shí)現(xiàn)高速公路融入自然環(huán)境，設(shè)計(jì)人員可以采用放緩?fù)诜礁叨容^小路段的邊坡或變平臺高度的方法完成具體的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是靈活自然、因地制宜、順勢而為，這樣才能夠較好地實(shí)現(xiàn)高速公路邊坡設(shè)計(jì)的自然圓滑。

二、路基排水設(shè)計(jì)

在我國傳統(tǒng)的高速公路路基排水設(shè)計(jì)中，其存在著寬、大、深，且全路段采用單一斷面的傳統(tǒng)做法，這就使得傳統(tǒng)的路基排水設(shè)計(jì)不能夠結(jié)合實(shí)際高速公路地形情況靈活選用排水形式，這樣自然就會造成一些路面的排水問題出現(xiàn)，最終影響高速公路路基的穩(wěn)定性。針對我國以往高速公路路基排水設(shè)計(jì)存在的問題，設(shè)計(jì)人員需要在具體的路基排水設(shè)計(jì)中，根據(jù)沿線地形地貌、降雨量、匯水面積、路基填挖高度、泄流能力、環(huán)保景觀及行車安全等實(shí)際情況，靈活地選擇高速公路路基排水形式，并實(shí)現(xiàn)路基排水設(shè)施的自然、系統(tǒng)、完善和成網(wǎng)，這樣就能夠較好地保證高速公路設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量。

在對景觀要求的低填方、零填零挖及挖方路段進(jìn)行的路基排水設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員可以選擇暗埋式邊溝的排水設(shè)計(jì)形式，而對于長度70≥m的不設(shè)防撞設(shè)施路段，邊溝應(yīng)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)；而農(nóng)田路段的高速公路路基排數(shù)設(shè)計(jì)中，為了能夠盡可能實(shí)現(xiàn)對農(nóng)田的保護(hù)，設(shè)計(jì)人員可以采用下圖所示的矩形邊溝進(jìn)行具體的高速公路路基排水設(shè)計(jì)，據(jù)筆者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這一路基排水設(shè)計(jì)形式照比以往能夠減少每公里2400m2的占地，這對于我國農(nóng)業(yè)土地資源的保護(hù)與高速公路建設(shè)資金的節(jié)省都能夠起到較為出色的作用；而當(dāng)高速公路經(jīng)過流、水庫、魚塘等有水源保護(hù)區(qū)域的路段時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)進(jìn)行矩形邊溝的設(shè)計(jì)以此實(shí)現(xiàn)對路面水的截流，這樣就能夠有效避免道路污水造成的水源污染。

農(nóng)田路段填方邊溝設(shè)計(jì)圖

三、路面排水設(shè)計(jì)

在高速公路的路面排水設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)形式是采用透水土工布包裹砂礫鋪筑在路面結(jié)構(gòu)邊部的設(shè)計(jì)形式，這樣路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水滲入砂礫透水層后再通過橫向排水管排出到邊坡，就能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)高速公路的路面排水，但這種排水設(shè)計(jì)存在著砂礫層不易壓實(shí)導(dǎo)致的施工質(zhì)量不穩(wěn)定、排水管較易出現(xiàn)堵塞等問題，這些問題嚴(yán)重影響了高速公路路面排水的整體效果，為此筆者推薦采用三維復(fù)合排水網(wǎng)將滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水快速引出路面結(jié)構(gòu)外，以此實(shí)現(xiàn)工程難度的降低、路面排水的充分利用，并有效解決以往設(shè)計(jì)中存在的排水管易堵塞導(dǎo)致的排水困難問題。為了能夠更好地保證高速公路路面設(shè)計(jì)質(zhì)量，解決路面排水問題，筆者從原材料選擇、瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)、路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)等方面對瀝青混凝土路面進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)，希望這一設(shè)計(jì)能夠有效提高高速公路的整體設(shè)計(jì)質(zhì)量。

1.材料設(shè)計(jì)

在這一瀝青混凝土路面的專項(xiàng)設(shè)計(jì)中，筆者推薦路面上層使用玄武巖、輝綠巖材料，而下層則使用石灰?guī)r等堿性石料。而在瀝青混凝土的選擇中，筆者推薦使用SBS改性瀝青進(jìn)行上、中面層面的施工，而瀝青混凝土面層則需要添加天然湖瀝青、巖瀝青、聚酯纖維、玄武巖礦物纖維、PR PLASTS抗車轍劑以及高模量改性劑等進(jìn)行配置，這樣就能夠有效提升路面瀝青混凝土的使用性能，保證高速公路整體質(zhì)量。在上述這些原料進(jìn)行的瀝青混凝土配置中，由于其獨(dú)特的材料構(gòu)成，這就使得這種高速公路路面設(shè)計(jì)能夠具備較好的環(huán)保、降噪行車舒適、延緩和抵抗反射裂縫等優(yōu)點(diǎn)，這對于高速公路路基路面排水、環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的創(chuàng)建都能夠起到較好的促進(jìn)作用。

2.混合料配合比設(shè)計(jì)

在這一瀝青混凝土路面的專項(xiàng)設(shè)計(jì)中，筆者推薦使用Superpave方法設(shè)計(jì)中下層使用的混合料，并適當(dāng)加大成型壓力并增加馬歇爾擊實(shí)次數(shù)，這樣就能夠較好地保證高速公路路面的整體性能。值得注意是，施工人員必須嚴(yán)格按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行施工操作；而在基層、底基層路面的設(shè)計(jì)中，筆者推薦使用骨架密實(shí)型級配、振動成型法施工，這樣就能夠與現(xiàn)行的封層施工工法合理匹配，這對于高速公路路面壽命的延長、基層質(zhì)量的提升都能夠起到較好的促進(jìn)效果。

3.路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，筆者推薦設(shè)計(jì)人員按照各結(jié)構(gòu)層的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般填方路段采用18cm瀝青混凝土面層+34cm水泥穩(wěn)定碎石基層+18cm水泥穩(wěn)定碎石底基層進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣就能夠較好地保證高速公路路面的整體性能，而為了保證水泥混凝土橋面與瀝青混凝土橋面的黏結(jié)，設(shè)計(jì)人員需要為橋面設(shè)計(jì)拋丸處理步驟，這樣才能夠保證高速公路路面的整體設(shè)計(jì)質(zhì)量。

四、結(jié)論

本文結(jié)合筆者多年來高速公路勘察設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對高速公路設(shè)計(jì)中的路基與邊坡、路基排水、路面排水等方面的設(shè)計(jì)進(jìn)行了較為詳盡的論述，并結(jié)合這些論述內(nèi)容，基于以人為本、貼近自然、融入自然、尊重自然和保護(hù)生態(tài)的設(shè)計(jì)宗旨，提出了一種新型高速公路路面設(shè)計(jì)形式，希望能夠以此推動我國高速公路路基路面排水設(shè)計(jì)的相關(guān)發(fā)展。

（作者單位：聊城市公路勘測設(shè)計(jì)院）