高速公路路基路面排水施工技術(shù)分析

趙 杰

（山西省交通建設(shè)監(jiān)理咨詢集團(tuán)有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

高速公路作為現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，其路基和路面排水施工技術(shù)在確保道路安全、穩(wěn)定和持久使用方面產(chǎn)生很大影響。項(xiàng)目開(kāi)展時(shí)要采取有效的排水系統(tǒng)防止積水、路面損壞和地基沉降等問(wèn)題，從而保障道路的正常運(yùn)行。本文將深入探討高速公路路基路面排水施工技術(shù)，介紹不同類型的排水設(shè)施和方法以及施工中需要考慮的關(guān)鍵因素。

1 高速公路路基路面排水設(shè)計(jì)思路分析

在高速公路排水設(shè)計(jì)方面，需要從以下兩個(gè)關(guān)鍵方面進(jìn)行綜合考慮：首先，必須對(duì)地下水位和農(nóng)田排灌水等因素對(duì)地基產(chǎn)生的影響進(jìn)行深入分析，以確定如何最有效地減少這些水源對(duì)地基的不利影響。其次，必須結(jié)合實(shí)際情況，選擇適當(dāng)?shù)呐潘O(shè)施，以防止積水對(duì)路基造成負(fù)面影響，確保各個(gè)結(jié)構(gòu)如路基和路面滿足運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

在實(shí)際操作中，首要考慮高速公路的運(yùn)行特點(diǎn)和排水需求，將地下水位和農(nóng)田排灌水等因素納入綜合分析，確保排水設(shè)計(jì)方案充分考慮各種水源影響。通過(guò)細(xì)致的參數(shù)分析和有效的控制措施，確保排水效果符合標(biāo)準(zhǔn)，提升整體結(jié)構(gòu)的性能和質(zhì)量。同時(shí)，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行需求，應(yīng)選擇合適的排水方案，以滿足實(shí)際使用需要。這將在很大程度上預(yù)防嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)損害，從而延長(zhǎng)高速公路的使用壽命[1]。

2 高速公路路基地表排水施工技術(shù)

2.1 填方段排水施工

在填方施工路段，合理設(shè)置排水設(shè)施至關(guān)重要，主要包括排水溝系統(tǒng)，同時(shí)需要確保各個(gè)部分的排水設(shè)施協(xié)調(diào)銜接，將排水引導(dǎo)至周邊水道或橋涵中，以建立完善的排水系統(tǒng)，提升排水效能。排水溝的設(shè)計(jì)通常采用梯形橫截面，具體尺寸應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇和確定。

對(duì)于邊坡平臺(tái)的排水溝，通常采用混凝土預(yù)制碟形排水溝。這種排水溝的長(zhǎng)度一般在500m 以內(nèi)，通過(guò)連接各個(gè)排水溝，確保排水系統(tǒng)的連貫性，使水流順暢地流入目標(biāo)水道或橋涵中，以滿足排水的要求。

2.2 挖方段排水施工

2.2.1 邊溝施工

在先前的設(shè)計(jì)中，各類公路結(jié)構(gòu)通常采用梯形和矩形的邊溝截面形式。但是，基于安全性和經(jīng)濟(jì)性等多方面的考量，采用植草防護(hù)的淺碟形邊溝作為更合適的選擇。特別是在地勢(shì)相對(duì)平坦、沖刷強(qiáng)度較小的區(qū)域，這種形式顯示出較高的適用價(jià)值。同時(shí)，與矩形邊溝和梯形邊溝相比，加蓋板的矩形邊溝在某些方面具備優(yōu)勢(shì)。它能增加水面積，從而提升深挖路基后的排水效果，這對(duì)于提升排水性能產(chǎn)生積極影響，并在實(shí)際應(yīng)用中取得良好的效果。

2.2.2 填方邊溝施工

在高速公路項(xiàng)目穿越山丘地帶時(shí)，地形變化復(fù)雜多樣，自然沖溝構(gòu)造豐富多樣。在設(shè)置山坡線路基縱向排水方案時(shí)，面臨著特殊的情況：邊溝兩側(cè)為挖方，中間為局部小的填方。這種結(jié)構(gòu)模式由于不能采用橋涵等結(jié)構(gòu)設(shè)施，需要處理邊溝內(nèi)積水問(wèn)題，并確保填方部位地面與邊溝穩(wěn)固連接，以維持暢通性。在填方部位，由于路基阻擋，從山坡流入自然沖溝的水會(huì)在路基處滯留，對(duì)結(jié)構(gòu)安全帶來(lái)潛在影響。因此，采用以下兩種方法來(lái)應(yīng)對(duì)這一情況：

首先，對(duì)于墊起的邊溝部分，采用繼續(xù)自然回填施工的方式，按照兩側(cè)邊溝的軸線交匯點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。這種處理方法確保邊溝內(nèi)部的積水得到及時(shí)排出，同時(shí)填方區(qū)域地面墊起與邊溝穩(wěn)定連接，保持整體通暢性。其次，當(dāng)自然地面和邊溝之間存在較大高差，且在一定占地范圍內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)軸線交匯設(shè)計(jì)時(shí)，選擇在填方邊溝的外側(cè)邊緣內(nèi)填充地面，形成與路基坡度一致的放坡坡度，并建造漿砌片石的護(hù)坡結(jié)構(gòu)，以確保邊坡的穩(wěn)定性[2]。填方邊溝施工見(jiàn)圖1。

圖1 填方邊溝施工現(xiàn)場(chǎng)

2.2.3 截水溝施工

在路塹或路堤邊坡的上部，當(dāng)?shù)乇韽搅鬏^大時(shí)，需要考慮合適的截水溝設(shè)施以防止水流進(jìn)入路基結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)、地形、水文、植被等多個(gè)因素，以合理布置截水溝設(shè)施，并確定適當(dāng)?shù)呐潘谖恢?，以確保排水效果符合標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，截水溝的布置會(huì)考慮到離路塹坡頂5m 或路堤坡腳2m 的位置。截水溝的形式通常采用梯形截面，其尺寸會(huì)根據(jù)匯水流量進(jìn)行設(shè)定。其長(zhǎng)度一般在200～500m 之間。對(duì)于長(zhǎng)度超過(guò)500m 的情況，應(yīng)在適當(dāng)位置設(shè)置泄水口，通過(guò)采用急流槽、跌水井等結(jié)構(gòu)來(lái)引導(dǎo)和排放水流。

2.3 路面表面排水施工

公路路表的排水設(shè)計(jì)具有極大的重要性，目前通常采用集中排水和分散排水兩種方式。在集中排水中，常見(jiàn)的做法是在路肩邊緣安裝混凝土攔水帶，通過(guò)設(shè)置縱橫排水設(shè)施，將路面積水引導(dǎo)至過(guò)水?dāng)嗝?，然后?jīng)過(guò)設(shè)定距離的泄水孔、急流槽等通道，進(jìn)入排水溝，從而提升排水效果。但是，這種方法由于管道距離較長(zhǎng)，攔水帶的設(shè)置容易造成積水，尤其在降雨量大的情況下，導(dǎo)致路面滯留水，甚至產(chǎn)生霧障，對(duì)行車安全不利。此外，路面平整度的影響導(dǎo)致攔水帶周圍殘留水存在，給瀝青路面造成損害。相較之下，分散排水方式通過(guò)固體路肩結(jié)構(gòu)，采用漫流的方式排除路面積水。為避免水流沖刷路堤邊坡，采用骨架護(hù)坡的防護(hù)結(jié)構(gòu)，特別是在無(wú)超高填方路段的兩側(cè)和超高填方路段的內(nèi)側(cè)，降水徑流經(jīng)過(guò)逐步形成的分散漫流，從而實(shí)現(xiàn)排水。在路基橫斷面為路塹的情況下，橫向漫流會(huì)流入邊溝；而在路基橫斷面為路堤時(shí)，橫向漫流通常會(huì)經(jīng)過(guò)兩側(cè)的橋涵、排水溝、截水溝等設(shè)施，達(dá)到排水效果。

3 高速公路路面內(nèi)部排水施工技術(shù)

3.1 排水基層施工

3.1.1 超高處排水施工

對(duì)于超高填方路段內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)，通常會(huì)發(fā)生積水現(xiàn)象。這些積水通過(guò)橫向流動(dòng)進(jìn)入縱向集水溝，并借助排水管道進(jìn)行排出。隨后，積水經(jīng)過(guò)縱向分隔的急流槽進(jìn)入邊溝內(nèi)。而超高路堤的外側(cè)部分，通過(guò)橫向邊緣的縱向排水方式，將積水引入集水井內(nèi)，最終流向路堤外部。

3.1.2 縱向集水溝和排水管施工

在排水基層邊緣布置縱向集水溝，集水溝的填充材料選擇采用透水性良好的水泥穩(wěn)定碎石材料。針對(duì)集水溝設(shè)計(jì)，底部寬度大約為30cm。在填方路段，排水管底部與基層地面持平；在挖方施工路段，排水管底部位于基層下部約10cm 深的位置，以確保排水性能符合要求。集水溝底部設(shè)置PVC 管道，直徑為8cm，管道間距為120cm，排水槽和孔口布置合理，確保排水效果達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。排水管道的設(shè)計(jì)坡度應(yīng)不低于0.25%，以滿足工程要求，同時(shí)與路線縱坡標(biāo)準(zhǔn)相一致。

3.2 排水墊層排水系統(tǒng)施工

在地下水位較高、泉水或滯水問(wèn)題比較嚴(yán)重的地區(qū)，新建的路面結(jié)構(gòu)需要考慮排水問(wèn)題。為有效應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題，采用排水墊層成為一種重要的基礎(chǔ)設(shè)施。排水墊層結(jié)構(gòu)的布設(shè)必須經(jīng)過(guò)精心規(guī)劃，包括墊層、集水溝、集水管、出水管等各個(gè)方面，以確保路面排水暢通，防止地下水或積水對(duì)道路造成不良影響。在排水墊層結(jié)構(gòu)布設(shè)中，首要考慮的是高地下水位、泉水或滯水等問(wèn)題。墊層的材料和布置要充分考慮排水性能，以快速引導(dǎo)地下水或積水流動(dòng)，避免在路面下積聚。同時(shí)，集水溝的設(shè)置至關(guān)重要，應(yīng)合理布置在路面的低洼處，能夠迅速將積水引入集水管道。集水管和出水管的布設(shè)也應(yīng)該兼顧流量和排水效果。集水管的布置要符合地形的起伏，確保地下水能夠有效流入，并引導(dǎo)至出水管道。出水管道的位置和排水能力需要與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，確保排水暢通不受阻礙。在排水墊層結(jié)構(gòu)布設(shè)中，務(wù)必按照規(guī)范和要求來(lái)進(jìn)行，以滿足功能性標(biāo)準(zhǔn)，包括攔截地下水、引流積水、防止積水對(duì)路面損害等功能。同時(shí)，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和排水效果之間要取得平衡，確保路面使用壽命和交通安全。

3.3 邊緣排水系統(tǒng)施工

在高地下水位、泉水涌現(xiàn)或嚴(yán)重積水的地區(qū)，確保路面結(jié)構(gòu)的排水效果很重要。一種有效的方法是通過(guò)在路面結(jié)構(gòu)的端部邊緣設(shè)置集水溝，以建立高效的排水系統(tǒng)，避免水分滯留，減少對(duì)路面的不良影響。這一系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要充分考慮地下水流和積水排除，以保障道路的穩(wěn)定性和安全性。同時(shí)，為有效排水，在路面結(jié)構(gòu)的邊緣位置設(shè)置集水溝。這些集水溝采用滲水性材料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)布置，也運(yùn)用過(guò)濾性良好的土工織物，創(chuàng)造一個(gè)邊緣排水系統(tǒng)。此外，在集水溝內(nèi)部，自由水通過(guò)路面層間的空隙橫向進(jìn)入透水材料內(nèi)部。透水材料的選擇應(yīng)該基于其水分透過(guò)性能，能夠快速將水分引導(dǎo)進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部，減少積水的形成。最后，出水管的設(shè)置也是關(guān)鍵，通過(guò)在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置橫向出水管，將集水溝內(nèi)的水流引導(dǎo)出路基[3-4]。

3.4 路基地下排水施工

在地下水發(fā)育嚴(yán)重的地區(qū)，采用滲流的方式是一種有效的排水方法。這種方法通過(guò)引導(dǎo)地下水在路基內(nèi)部流動(dòng)，快速將水分排出路基以外，防止水分滯留引發(fā)不良影響。明溝、暗溝和滲井等設(shè)施作為排水的目標(biāo)地點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)地下水的匯集和排放。其中，滲溝是一種常見(jiàn)且有效的排水設(shè)施，尤其在挖方路段的應(yīng)用比較常見(jiàn)。通常情況下，滲溝位于邊溝的下部，其設(shè)計(jì)考慮地下水的積聚點(diǎn)，以便迅速引導(dǎo)地下水進(jìn)入滲溝。為確保滲溝的排水效果，通常會(huì)控制滲溝的深度，超過(guò)80cm。深度的具體設(shè)置需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行確定。滲溝的構(gòu)建材料是關(guān)鍵，通常會(huì)采用砂礫材料或碎石材料。這些材料具有良好的透水性能，能夠迅速將地下水引導(dǎo)進(jìn)入滲溝內(nèi)部。此外，在滲溝底部鋪設(shè)透水管也是常見(jiàn)的做法，以確保排水的順暢性和效果。在進(jìn)行地下水排出設(shè)施的設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合考慮地下水的流動(dòng)情況、地形地貌、土壤性質(zhì)等多方面因素。采用滲流的方式，通過(guò)明溝、暗溝、滲井等設(shè)施將地下水迅速匯集和排出，有效地維護(hù)路基的穩(wěn)定性和安全性，避免地下水引發(fā)的不利影響。在實(shí)際施工中，根據(jù)具體地區(qū)和情況，進(jìn)行合理的滲溝深度和材料選擇，確保排水效果達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，為道路的可靠運(yùn)行提供有力支持[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，高速公路路基路面排水作為一項(xiàng)大型工程，在施工環(huán)節(jié)按照施工設(shè)計(jì)規(guī)范與要求，選擇合理設(shè)計(jì)方案及排水設(shè)施，可有效地防止積水、水害和道路損壞。同時(shí)，施工中的精確操作、材料選用以及設(shè)施設(shè)置也對(duì)排水效果起著至關(guān)重要的作用。高速公路排水施工需要充分考慮氣候、地質(zhì)、水文等多種因素，以確保排水系統(tǒng)的可靠性和耐久性。通過(guò)持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和工程實(shí)踐，高速公路排水施工技術(shù)將不斷得到改進(jìn)和完善，為道路的順暢通行提供堅(jiān)實(shí)的保障。