公路路基路面排水設(shè)計研究

甘肅省交通科學(xué)研究院集團有限公司，甘肅 蘭州 730000

1 公路路基路面排水設(shè)計的原則和內(nèi)容

1.1 排水設(shè)計的原則

（1）實地考察原則。相關(guān)設(shè)計人員要對施工現(xiàn)場周圍環(huán)境進(jìn)行勘察，全面掌握項目沿線實際情況，同時設(shè)計時應(yīng)充分考慮如何處理項目與周圍水利基礎(chǔ)設(shè)施的交叉問題，避免對周圍環(huán)境造成不利影響。同時，在確保排水設(shè)計合理性的基礎(chǔ)上，盡量減少項目周邊灌溉系統(tǒng)等對路基的不利影響，并維持農(nóng)田灌溉系統(tǒng)與路面排水系統(tǒng)之間的獨立性，可通過增強邊溝斷面，防止排水水位上升。

（2）保護(hù)環(huán)境原則。設(shè)計人員要對周圍環(huán)境的敏感點進(jìn)行細(xì)致調(diào)查，設(shè)計時給出對應(yīng)的解決方案，施工時加強監(jiān)控和管理,在滿足道路排水需要的情況下，避免造成水土流失、水源地污染的不良后果。如在實施以后或者實施過程中出現(xiàn)不良的情況，應(yīng)及時排查原因，并通過有針對性的解決措施進(jìn)行處理。另外，隨著水資源和土地資源的日益緊缺，在進(jìn)行排水設(shè)計時，要重視保護(hù)土壤和天然水系，在最大程度上利用和保持自然溝渠，使水流走向有效維系，在確保排水設(shè)計的合理性的同時減少排水加固的工程量。

（3）因地制宜原則。公路工程的帶狀特點，使項目沿線存在很強的地域性，在項目投入營運的過程中會受到當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境以及地質(zhì)環(huán)境的影響，不同區(qū)域的氣候環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境存在差異性，因此在進(jìn)行排水設(shè)計時需根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，分析清楚匯水面積、排水去向等要素，釆用橫向、縱向、豎向聯(lián)合的方式對公路排水進(jìn)行合理設(shè)計。另外，還需要有效結(jié)合項目特殊路基處理、邊坡防護(hù)工程進(jìn)行設(shè)計，確保排水設(shè)施符合現(xiàn)場排水的要求和相關(guān)工程的規(guī)定，有效提高公路工程的質(zhì)量和使用壽命。

1.2 排水設(shè)計的內(nèi)容

公路排水設(shè)計的內(nèi)容主要是為提升或保持路基路面性能，延長公路的使用年限和增加路基的穩(wěn)定性，對能直接影響路基路面性能的地下水、公路路基水、地表水、路面水要進(jìn)行防排水設(shè)施的處理，因此需要針對路面橫坡、邊溝、排水溝、截水溝、滲溝等排水設(shè)施進(jìn)行設(shè)計，并保證排水設(shè)計的合理性，使對路基路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的水能及時排出。

2 公路路基路面常見的水損害

2.1 地下水

公路路基常會受到地下水的嚴(yán)重影響，地下水因其流向和流量存在較強的復(fù)雜性、多變性和季節(jié)性，會對路基的穩(wěn)定造成不利影響。如在進(jìn)行路堤修筑時，一旦出現(xiàn)地基地表原狀土飽水卻未做降水處理，且地下水又在毛細(xì)作用下上升并滲入路基填料中，會使填料中的含水量增加，加大填料的空隙，使路基填料的強度降低，運營過程中極易出現(xiàn)路基沉降問題。另外，因地下水滲入路基，在冬季極易因溫度下降而導(dǎo)致凍害產(chǎn)生，嚴(yán)重?fù)p壞公路路基質(zhì)量，對交通安全造成不利影響。

2.2 公路路基水

在公路路基施工的壓實環(huán)節(jié)，因路基填料含水量過大，在進(jìn)行壓實作業(yè)時，水膜因外界壓力而將水分?jǐn)D入土層，或邊坡水下滲入路基與土層中的其他水分融合，不僅會導(dǎo)致路基填土顆粒表面被水膜包裹，還會導(dǎo)致公路后期出現(xiàn)翻漿、路基沉降等病害現(xiàn)象。

2.3 地表水

公路通行質(zhì)量還會受到地表水的影響，特別是在雨季出現(xiàn)洪澇時，會導(dǎo)致公路大面積積水，公路長期受到地表水的浸泡，極易下滲至路基，降低路基強度，并在長期車輛荷載的作用下，使地面出現(xiàn)沉降和開裂，對行車安全造成嚴(yán)重威脅。另外，路面積水若排出不及時，也會給交通行車帶來極大的安全隱患，使車輛在行駛過程中因路面積水而出現(xiàn)輪胎打滑，引發(fā)安全事故。

2.4 公路路面水

在公路路面水損害中較常見的有路面麻面、坑槽及松散等，主要由于在進(jìn)行路面壓實作業(yè)時存在壓實度不足、工作不到位的情況，使集料間孔隙率加大。一旦排水設(shè)計不合理、不完善，就會造成路面滲水而損害路面結(jié)構(gòu)。因此，加強排水系統(tǒng)設(shè)計的合理性，同時加強施工控制和管理，能夠有效減少公路水損害問題。另外，在進(jìn)行排水設(shè)計時，應(yīng)加強對路面和內(nèi)部排水的重視，既要防止外界水對路基的損壞，又要防止公路內(nèi)部水的淤積，及時排出多余的水分，以保證道路的暢通和使用。

3 公路路基路面排水設(shè)計方案

在進(jìn)行公路排水設(shè)計時，相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)調(diào)查和收集施工現(xiàn)場路段的氣候環(huán)境條件以及歷年氣象資料，掌握施工路段降水頻次高的月份以及往年的降水量情況，并對冬季最低溫度和夏季時最高降水量等進(jìn)行全面了解。另外，需要對路段的路況信息進(jìn)行重點觀察，其中包括沿線地形地貌、地質(zhì)特性、土壤類型、地下水水位和類型等。最終根據(jù)所有調(diào)查資料進(jìn)行分析和研究，在此基礎(chǔ)上開展排水方案的合理設(shè)計。

3.1 地下排水設(shè)計

針對地下水位較高的路段進(jìn)行地下排水設(shè)計時，因其土層中土質(zhì)含水量較大，因此可考慮設(shè)置砂墊層、防水土工布等排水、隔水措施，結(jié)合特殊路基處理對地表的原狀土進(jìn)行處理，然后進(jìn)行填筑。在進(jìn)行低矮路基排水設(shè)計時，可采取加深邊溝和護(hù)坡道下挖的排水方式，在一些地下水位較高的路段可采用盲溝、滲溝、滲井等形式有效排出路基范圍內(nèi)的地下水，各種措施并用使排水效果得以保證。

3.2 路基排水設(shè)計

路基作為公路的重要組成部分及主要承載結(jié)構(gòu)，極易受到水損害和侵蝕，因而需要加強路基排水設(shè)計，同時要合理選擇路基的填土高度，有效保障公路路基的穩(wěn)定性。

設(shè)計過程中，在進(jìn)行縱、橫向的填挖結(jié)合部及臺背回填的設(shè)計時，需要加強對細(xì)節(jié)設(shè)計的重視，從而使公路工程整體質(zhì)量得到有效保障。在實際排水設(shè)計過程中，結(jié)合部填料及臺背回填應(yīng)優(yōu)先選擇用透水性較好的填料進(jìn)行填筑，采用土質(zhì)填料進(jìn)行填筑的應(yīng)綜合考慮地下水位，合理設(shè)置縱、橫向盲溝以保持路基干燥；合理使用土工柵格等加筋措施減少沉降，保障路基的穩(wěn)定性。路基排水設(shè)計時應(yīng)結(jié)合邊坡防護(hù)、特殊路基處理措施等工程內(nèi)容，科學(xué)合理地選擇排水措施，調(diào)整排水系統(tǒng)。

3.3 地表排水設(shè)計

為防止外界地表水浸泡或沖毀路基，需要合理設(shè)置邊溝、排水溝、截水溝、急流槽、攔沙壩、導(dǎo)流溝等地表排水設(shè)施，與其他排水設(shè)施共同組成完善的排水系統(tǒng)。同時應(yīng)加強對涵洞和通道設(shè)計情況的了解，對進(jìn)水口、出水口進(jìn)行調(diào)查，對溝底標(biāo)高進(jìn)行合理設(shè)計，以加強排水效果。

在進(jìn)行挖方段邊溝設(shè)計時，設(shè)計人員需對公路工程施工特點和當(dāng)?shù)氐匦翁卣骷訌姺治?，遵循因地制宜、適用性及可持續(xù)發(fā)展原則合理選用砌筑材料，確保設(shè)計的合理性，可采用矩形、梯形、三角形、淺碟形等邊溝形式。

填方段的排水溝一般采用梯形，地形受限制的，可根據(jù)現(xiàn)場地形采用其他形式的排水溝，砌筑材料可根據(jù)工程需要及當(dāng)?shù)夭牧?、造價等因素進(jìn)行綜合考慮。

防止坡面重刷可合理設(shè)置截水溝，但在進(jìn)行截水溝設(shè)計時，應(yīng)對路塹流入路基或路堤邊坡上方流入路基的地表徑流量予以關(guān)注；流量較大時，應(yīng)合理設(shè)計截水溝接入的排水溝及急流槽，充分發(fā)揮地表徑量攔截的作用。其他形式的地表排水設(shè)施可根據(jù)實際應(yīng)用進(jìn)行合理的設(shè)置。

3.4 公路路面排水設(shè)計

在進(jìn)行路面排水設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)項目所在地氣象分區(qū)，合理選擇路拱橫坡，以利于路面水及時排出。條件允許的，優(yōu)先推薦采用硬化土路肩，為防止路面水及其他來源的水沖刷邊坡，可合理設(shè)置攔水帶對路面水進(jìn)行引流，同時也可沿路面的邊緣設(shè)置由集水溝、橫向出水管、防滲土工布及過濾織物構(gòu)成的排水系統(tǒng)。另外，為了提高排水效果，還可加強排水基層的設(shè)置，因路面下滲水量較為有限，橫向排水管可采用合理間隔進(jìn)行設(shè)置。在對路面中央分隔帶的排水進(jìn)行設(shè)計時，需要對超高路段中分帶開口的位置及間隔進(jìn)行合理設(shè)置。首先有效收集分隔帶中的水，再通過地下橫向排水管或路面攔水帶及急流槽將水及時排出路面結(jié)構(gòu)。對于硬化后的中分帶，在設(shè)計排水時，由于仍有少部分水會不斷滲入分隔帶內(nèi)部，對路基和路面結(jié)構(gòu)的承載能力和穩(wěn)定性造成影響，因此仍需要在中央分隔帶回填土的下方對碎石盲溝和排水暗溝進(jìn)行合理設(shè)計，并設(shè)置橫向硬塑排水管，從而保證整體排水效果。

4 結(jié)束語

隨著交通事業(yè)的快速發(fā)展，公路建設(shè)質(zhì)量和使用安全性直接影響著交通運輸和行車安全，甚至關(guān)系到沿線區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展。其中，公路使用壽命和使用質(zhì)量受到公路排水設(shè)計和施工質(zhì)量的直接影響。因此，在進(jìn)行公路建設(shè)時，需要加強對排水設(shè)計和施工環(huán)節(jié)的重視，加強對項目路段的勘察，全面調(diào)查和掌握氣候環(huán)境，對排水方案進(jìn)行合理的設(shè)計和優(yōu)化，最大程度上減少公路受到的各種水損害，使公路的正常使用壽命和出行人員的安全得到保障，進(jìn)一步推動經(jīng)濟建設(shè)的持續(xù)發(fā)展。