高寒高海拔緩坡地區(qū)路基排水設(shè)計要點(diǎn)

摘要 公路排水設(shè)計中常常面臨高寒高海拔平緩地區(qū)排水的設(shè)計難題，往往受溝底縱坡過于平緩、涎流冰、反復(fù)凍脹等因素導(dǎo)致常規(guī)的邊溝排水方案不適宜采用。該文結(jié)合G318、S452等項(xiàng)目，根據(jù)現(xiàn)場地形、天氣特點(diǎn)，分析了水害的成因，并因地制宜地制定了各種情況下的典型橫斷面形式，將地形、氣候?qū)放潘挠绊懡档阶畹停岢隽烁吆吆０纹骄彽貐^(qū)排水解決方案。

關(guān)鍵詞 公路排水設(shè)計；高寒地區(qū)；高海拔地區(qū)；平緩地區(qū)；

中圖分類號 U416

文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 2096-8949（2025）01-0091-03

0 引言

對于高寒高海拔緩坡地區(qū)排水設(shè)計的難點(diǎn)主要有以下幾種情況：（1）地面過于平緩，導(dǎo)致公路縱坡及溝底縱坡十分平緩，排水困難，容易產(chǎn)生凍脹、凍融[1]等破壞填方排水溝；（2）涎流冰，挖方邊坡截斷地下含水層處含水層中的水在冬季邊滲邊凍的現(xiàn)象，破壞路塹邊溝。該文提出了兩種情況下的設(shè)計思路：（1）基本為平地的地貌，平均縱坡小于0.3%[2]，未達(dá)到邊溝最小縱坡要求的情況下的排水設(shè)計思路；（2）路線平均縱坡大于0.3%，可以通過設(shè)置邊溝來排水的設(shè)計要點(diǎn)。

1 設(shè)計要點(diǎn)

水是危害路基穩(wěn)定，造成公路病害的重要因素，排水應(yīng)遵循“防、排、堵、截，因地制宜，綜合治理”的設(shè)計原則。為防止路基水毀及邊坡沖蝕，邊溝、排水溝、截水溝應(yīng)保持連貫暢通，自成系統(tǒng)，保證路基路面水及時排除。同時，排水工程應(yīng)做到全面、充足、細(xì)致；在結(jié)合地形條件、匯水情況的基礎(chǔ)上盡量做到小型化、隱形化，[3]并栽植灌木加以遮擋。應(yīng)倡導(dǎo)路基綠色修筑理念，邊坡生態(tài)修復(fù)目標(biāo)，落實(shí)取、棄土與改地、造地、復(fù)墾綜合措施，增強(qiáng)排水系統(tǒng)對路面徑流的消納與凈化作用。

1.1 公路平均縱坡小于0.3%路段的排水設(shè)計要點(diǎn)

以G318四川甘孜州理塘段為例，該段地處東經(jīng)99°19′～100°56′，北緯28°57′～30°43′，縣政府駐地高城鎮(zhèn)，海拔4 014.187 m，總面積14 352 km2。

理塘氣候?qū)俑咴瓪夂騾^(qū)，基本特征為：氣溫低、冬季長、日照多、輻射強(qiáng)、風(fēng)力大、水熱同期、蒸發(fā)量大、干濕季節(jié)分明。平均氣溫3.0℃，極端最高氣溫25.6℃，最低氣溫-30.6℃，年平均地面溫度5.9℃，年降雨量為

722.2 mm，無霜期僅50 d，年平均日照時數(shù)2 637.7 h，日照多，輻射強(qiáng)，年太陽輻射量為159.4 kcal/cm2，冬季干冷漫長，暖季溫涼短暫，理塘過于平坦的地勢導(dǎo)致非雨季積水嚴(yán)重，如圖1所示。

理塘段路線平均縱坡低于0.3%，若按照常規(guī)公路項(xiàng)目設(shè)置排水溝，則會出現(xiàn)排水溝中常年積水的情形，冬季的凍脹凍融都將對排水邊溝產(chǎn)生破壞，排水溝的作用更多的是充當(dāng)蒸發(fā)池，以及將水匯集起來輸進(jìn)蒸發(fā)池，通過長時間的日照蒸發(fā)排水。蒸發(fā)池及排水邊溝材料應(yīng)采用C25以上或其他新型性能滿足要求的材料對抗凍脹凍融，蒸發(fā)池結(jié)構(gòu)設(shè)計圖如圖2所示。

若邊溝及更加密集的蒸發(fā)池常年積水，在夏季容易滋生蚊蟲細(xì)菌，并進(jìn)一步影響景觀，因此可以采用散排的設(shè)計思路，但要點(diǎn)是要對基礎(chǔ)進(jìn)行防水處治，防止地基的凍融凍脹影響路基工作區(qū)，具體措施為兩側(cè)設(shè)置護(hù)坡及護(hù)腳，護(hù)腳埋置深度不低于1 m，設(shè)置護(hù)坡，護(hù)坡厚度從經(jīng)濟(jì)節(jié)約與便于施工保證質(zhì)量出發(fā)，厚度建議取

0.5 m，并對路床以下0.5～2 m范圍換填砂礫石等透水性材料，在換填前設(shè)置防滲土工布。綜上，采用了護(hù)腳+護(hù)坡+換填砂礫石+防滲土工布的一種復(fù)合構(gòu)造物來達(dá)到防排水的效果，該方案對比常規(guī)的邊溝方案可以解決邊溝積水的問題以及額外設(shè)置蒸發(fā)池的工程費(fèi)用及占地問題，方案示意圖如圖3所示。

此外，根據(jù)實(shí)際情況的不同，也可以采用邊溝+護(hù)肩+換填砂礫石+防滲土工布的方式進(jìn)行靈活處治，滿足各種復(fù)雜的情況，具體如下圖4所示。

1.2 平均縱坡大于0.3%緩坡路段的排水設(shè)計要點(diǎn)

以S452四川阿壩州吉瑪鄉(xiāng)段為例，該段位于東經(jīng)101°38′～101°55′、北緯32°56′～33°27′之間地處青藏高原東部，川西高原北隅長江、黃河支流分水嶺河源地帶，地形復(fù)雜，地勢由北向南傾斜呈高原山地向高山峽谷過渡的地貌特征。該項(xiàng)目道路起止點(diǎn)海拔高程約為3 460～4 320 m。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)冬季干燥寒冷，夏季涼爽，春秋氣溫宜人且短促，晝夜溫差大，屬典型的高原型氣候。縣境屬高原寒溫帶半濕潤季風(fēng)氣候。年均降水量712 mm，濕季（5～10月）降水集中，占全年的89.6%。年平均氣溫3.3℃，日照充足，晝夜溫差大，全年無絕對無霜期，相對無霜期33天。初最早出現(xiàn)在11月中旬，終雪最遲在3月上旬。海拔4 500 m以上地帶，則全年霜雪不斷。麻爾曲河及阿曲河海拔高差大，雨量充沛，氣候較溫濕，非雨季邊坡結(jié)冰情況如圖5

所示。

首先，對于縱坡上滿足規(guī)范要求，具備排水條件，并且針對土質(zhì)挖方的凍土路基段或延流冰路段提出一種設(shè)計方式。具體措施是設(shè)置防凍層，防凍層采用碎石或砂礫石等透水性較好的材料厚度0.5～1 m，防凍層底部及兩側(cè)鋪設(shè)防滲土工布，防凍層之下設(shè)碎石盲溝，并回填表土保護(hù)土工材料，挖方路段排水措施如圖6所示。

對于低填方路段（填方高度小于1.5 m），可以直接使用防凍層作為填方體，防凍層底部及兩側(cè)鋪設(shè)防滲土工布，防凍層之下設(shè)碎石盲溝，低填方路段排水措施如圖7所示。

對于一般填方路段（填方高度大于1.5 m），可以直接在路面底面以下30 cm處及兩側(cè)坡面鋪設(shè)防滲土工布，填方路段排水措施如圖8所示。

2 結(jié)論

該文介紹了高寒高海拔緩坡地區(qū)路基排水設(shè)計原則，主要得到以下幾方面結(jié)論：（1）對于緩坡中縱坡小于0.3%的路段可采用邊溝+增發(fā)池的排水方式，也可以采用散排+防凍層+護(hù)坡+護(hù)腳+防滲土工的綜合防水措施。

（2）對于緩坡中縱坡大于0.3%的路段可以采用碟型邊溝或矩形邊溝，對路基采用防凍層作填方體，防凍層底部及兩側(cè)鋪設(shè)防滲土工布的方式，也可根據(jù)需要采用增設(shè)碎石盲溝，減少防凍層的改進(jìn)手段。另外在設(shè)計時應(yīng)保證路基路面水及時排除。同時，邊溝、排水溝、截水溝應(yīng)保持連貫暢通，自成系統(tǒng)，排水工程應(yīng)做到全面、充足、細(xì)致，在結(jié)合地形條件、匯水情況的基礎(chǔ)上盡量做到小型化、隱形化。

參考文獻(xiàn)

[1]張志峰，林露.高寒高海拔雪害影響地區(qū)路基設(shè)計要點(diǎn)[J].工程設(shè)計， 2023（30）：473-475.

[2]公路排水設(shè)計規(guī)范：JTG/T D33—2012[S].北京：中交路橋技術(shù)有限公司， 2012：10.

[3]白曉菲.黃土溝壑區(qū)路基防排水技術(shù)研究[J].交通世界， 2023（15）：43-45.

收稿日期：2024-11-20

作者簡介：吳躍成（1992—），男，碩士，工程師，主要從事公路總體方案路線設(shè)計工作。

通訊作者：魏琨（1989—），男，學(xué)士，工程師，主要從事公路總體方案路線設(shè)計工作。

基金項(xiàng)目：四川省交通運(yùn)輸科技項(xiàng)目“基于雙碳控制的高原山區(qū)公路路線設(shè)計指標(biāo)體系研究”（2023-A-08）。