瀝青公路路基路面排水設(shè)計(jì)研究

趙壽基

(山西交通控股集團(tuán)有限公司朔州高速公路分公司，山西 朔州 036000)

1 排水設(shè)計(jì)目的、要求與原則

路基路面排水設(shè)計(jì)的目的為保證路基始終處在干燥狀態(tài)，防止因水長時(shí)間浸泡導(dǎo)致失穩(wěn)或破壞。排水設(shè)計(jì)的基本要求為：首先要將水源查明，做好規(guī)劃，在重視防水的同時(shí)，做到防治兼顧；在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，還應(yīng)與農(nóng)田水利建設(shè)良好配合；注重經(jīng)濟(jì)性，保證所用排水設(shè)施的經(jīng)濟(jì)適用性。

在路基路面排水設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵循以下各項(xiàng)基本原則。

(1)雨水需在路面橫坡作用下進(jìn)入兩側(cè)排水溝，防止在行車道路面之內(nèi)產(chǎn)生積水。

(2)當(dāng)路線縱坡實(shí)際匯水量較小、路堤高度較低且邊坡表面不會被雨水沖水時(shí)，則可通過在路堤邊坡進(jìn)行橫向漫流來排除積水。

(3)若路堤高度較大，且邊坡表面缺乏防護(hù)措施容易被積水沖刷，或邊坡表面雖然采取了一些防護(hù)措施但依然可能被積水沖刷，則需要在路肩的外側(cè)邊緣進(jìn)行攔水帶的設(shè)置，以此使路表面上的積水匯集，接著通過急流槽與泄水口從路堤范圍內(nèi)排出。

(4)當(dāng)采用攔水帶對積水進(jìn)行匯集時(shí)，對于過水?dāng)嗝娣秶鷥?nèi)的水，當(dāng)公路技術(shù)等級為Ⅰ級及以上時(shí)，不可漫過最右側(cè)行車道的外邊緣，當(dāng)公路技術(shù)等級為Ⅱ級及以下時(shí)，則不可漫過最右側(cè)行車道上的中心線。

2 排水設(shè)計(jì)方案

如果路基的橫斷面是路塹，則橫向排流水在邊溝中匯集；而如果路基的橫斷面是路堤，則可采用下列兩種方式來排水：第一種方式為使積水通過橫向漫流分散排放至堤坡面；第二種方式為在路肩外側(cè)邊緣進(jìn)行攔水帶的設(shè)置，使水匯集到攔水帶與路肩形成的過水?dāng)嗝嬷?，之后通過按照一定間隔距離設(shè)置的急流槽與泄水口從路堤范圍內(nèi)排出。當(dāng)匯水量較小、路堤高度不大、縱坡有差異且邊坡抗沖刷能力相對較強(qiáng)時(shí)，優(yōu)先考慮第一種方式進(jìn)行排水；當(dāng)表面水可能對路堤邊坡表面造成沖刷時(shí)，需將水匯集到攔水帶范圍內(nèi)，然后采用急流槽與泄水口進(jìn)行集中排放。

2.1 路基排水

(1)暗溝

暗溝的作用在于將路基內(nèi)所有泉水或匯集于滲溝內(nèi)的水集中排除，并沒有匯水與滲水的功能，在沿途封閉。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意，溝底的排水縱坡應(yīng)達(dá)到1%以上，且出水口溝底設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)比邊溝內(nèi)水位的最高值高20 cm。常見的暗溝類型包括洞式與管式，具體尺寸大小需要以泉眼的范圍及流量為依據(jù)確定。

(2)滲溝

滲溝的作用在于采用滲透方式對地下水進(jìn)行吸收，進(jìn)而降低區(qū)域內(nèi)的地下水位，對所有向路基范圍內(nèi)流動(dòng)的地下水進(jìn)行匯集與攔截，同時(shí)在溝底通道作用下使水排除路基以外，在沿途開放設(shè)置。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意，需要根據(jù)區(qū)域地下水位實(shí)際分布情況將其設(shè)置在以下位置：路基上側(cè)上坡、邊溝與路肩路基中線下部等。若按照流量大小，可將滲溝分成以下幾種類型：流量最大的是洞式滲溝，其次是有管滲溝，流量最小的是盲溝，常用的構(gòu)造形式由封閉層、排水層與反濾層三部分構(gòu)成。

(3)滲井

滲井的功能在于將無法排除的地表水或滲入至地下的邊溝水排除，大多采用透水性良好的材料通過填筑而成，結(jié)構(gòu)類似豎井，其上部為集水部分，下部為排水部分。其中，上部一般為圓柱形(直徑在1.0～1.5 m范圍內(nèi))，也可采用方形，頂部周圍由粘土進(jìn)行圍護(hù)，當(dāng)條件允許時(shí)，也可采用混凝土蓋板；下部需要從不透水層中完全穿過，并達(dá)到滲透層。在井內(nèi)使用碎石或者是卵石等具有透水性能的材料進(jìn)行填充，在不透水的部分使用砂與礫石進(jìn)行填充。由于滲井屬于豎向排水設(shè)施，有相對較大的施工難度，且成本也很高，所以通常不輕易使用。

2.2 中央分隔帶

(1)當(dāng)寬度在3 m以內(nèi)，同時(shí)表面采用鋪面方式進(jìn)行封閉時(shí)，需要使表面水進(jìn)入到兩側(cè)行車道范圍內(nèi)，坡度大小和路面橫坡度完全一致；對于超高路段，當(dāng)條件允許時(shí)，可在上側(cè)邊緣進(jìn)行泄水口的設(shè)置， 或在內(nèi)側(cè)進(jìn)行集水管的設(shè)置，采用碟形淺溝，用于對上側(cè)半幅路面上的積水進(jìn)行攔截與排泄。對于泄水口形式，路緣石過水?dāng)嗝娼ㄗh使用組合式、開口式與格柵式三種，而碟水淺溝建議使用格柵式。

(2)當(dāng)寬度超過3 m，同時(shí)表面沒有采用鋪面方式進(jìn)行封閉時(shí)，需要使表面水在中央低洼部位匯集，然后在縱坡作用下通過泄水口或在整個(gè)路界上穿過的橋涵水道排出。在設(shè)計(jì)過程中需要注意，分隔帶最大橫坡不能超過1∶6，而對于縱向坡度，當(dāng)過水?dāng)嗝鏇]有采用鋪面的方式進(jìn)行封閉時(shí)，應(yīng)達(dá)到0.25%以上，而當(dāng)過水?dāng)嗝娌捎娩伱娴姆绞竭M(jìn)行封閉時(shí)，應(yīng)達(dá)到0.12%以上。

(3)當(dāng)表面沒有采用鋪面的方式進(jìn)行封閉，同時(shí)沒有采用任何排水措施時(shí)，則表面水自然下滲，通過中央分隔帶部位的地下設(shè)施集中排除。

2.3 路面內(nèi)部排水

(1)設(shè)置條件

當(dāng)有以下幾種情況時(shí)，有必要進(jìn)行路面內(nèi)部排水設(shè)置。

①在年降水量超過600 mm的地區(qū)，路基采用透水性相對較差(即滲透系數(shù)在5～10 cm/s以內(nèi))的材料填筑而成的重要二級公路及一級與高速公路。②在路基兩側(cè)存在滯水，且有可能進(jìn)入到路面結(jié)構(gòu)以內(nèi)。③在冬季冰凍情況比較嚴(yán)重的地區(qū)，路基采用粉性土填筑而成的路段。④對現(xiàn)有路面進(jìn)行改建或必要的改善需將滯留于路基結(jié)構(gòu)中的積水排除時(shí)。

(2)設(shè)置要求

在設(shè)置路面內(nèi)部排水的過程中，應(yīng)注意以下幾方面要求。

①對于設(shè)置在路面內(nèi)部的排水系統(tǒng)，所有排水設(shè)施具有的泄水能力都不能比滲入到路面內(nèi)部的實(shí)際水量小，同時(shí)下游排水設(shè)施具有的泄水能力不能比上游小。②對于路面結(jié)構(gòu)中滲入水實(shí)際滲流時(shí)間，當(dāng)處在冰凍地區(qū)時(shí)，應(yīng)控制在1 h以內(nèi)，而其它地區(qū)則要控制在2～4 h之內(nèi)，當(dāng)路段為重交通時(shí)，取小值，相反，當(dāng)路段為輕交通時(shí)，取大值。另外，進(jìn)入到路面結(jié)構(gòu)中的水，其滲流路徑長度需控制在45～60 m范圍內(nèi)。③排水系統(tǒng)所有排水設(shè)施都不能被滲流攜帶的細(xì)料堵住，確保排水系統(tǒng)具有的排水能力不會由于時(shí)間的不斷推移而快速降低或喪失。

3 結(jié) 語

綜上所述，排水一直以來都是瀝青路面公路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)問題，如果排水設(shè)計(jì)不當(dāng)，導(dǎo)致大范圍積水，除了影響正常通行，容易引發(fā)安全事故，而且還會給路基造成很大破壞，進(jìn)而引起路面一系列病害，增加養(yǎng)護(hù)難度與成本。以上對瀝青路面公路排水設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，提出了需要遵循的原則及要點(diǎn)，旨在為實(shí)際的排水設(shè)計(jì)工作提供參考借鑒。