高速公路路基路面排水設計

摘 要:高速公路與當代人們的出行息息相關，如何保證其質量、延長其使用壽命成為了我們關注的問題。對高速公路來說，其排水系統是對路面使用壽命和路基穩定性有顯著影響的方面。因此，要想保證其質量、延長使用壽命，必須重視其排水設計，降低水對路基路面的侵蝕破壞。

高速公路路基路面病害種類繁多，其成因多種多樣。其中，最主要的一項就是地下水和地表水的侵蝕造成的路基沉陷坍塌，這不僅降低了路基和路面的承載力，也在很大程度上減少了路面使用壽命、降低了路基的穩定性。因此，排水設計就成了重中之重。

1路基排水及其排水系統的分類

按照不同的水源，對路面路基造成影響的水流主要是地下水和地表水這兩類。

地下水的來源主要有以下幾個。

(1)地面下的第一個隔水層上的含水層里的潛水。(2)在可溶性巖層裂縫中的和溶洞里的巖溶水。(3)從地面滲下來的還沒到達局部透水層或者隔水層的流水。(4)沿著基巖的上部的裂隙流動的裂隙水。(5)位于裂隙的發育破碎沉積巖里的層間裂隙水。

地表水的來源主要有:(1)沿水道流來的橫貫路基的河流、溪流。(2)雨雪降落到路面路基上而形成的地表徑流。(3)由上方的地面回流到此的徑流。

2水對路面的破壞機理

高速公路路面的造成損害的主要是地表水。地表水通過瀝青的中央分隔帶、空隙、縫隙等進入路面的內部結構，其內部各結構層的材料由于水的浸泡，增大變形、強度降低、承載力也明顯下降，因而無法承受車輛荷載的作用，從而導致路面的早期損害。除此之外，在溫度縮脹和荷載的反復作用之下，在其內部形成高動力的水流，這會對路面的混合料產生沖刷從而導致瀝青膜逐漸剝落，因而路面的強度會逐漸降低，直至松散、破壞。造成這種損害的原因主要有三點:(1)瀝青的粘結力不夠。(2)路面的結構層的防水、排水措施不足。(3)路面的結構空隙太大。

3路基路面排水設計的基本原則

設計之前要充分考察當地的地質情況，設計方案要適應當地情況，將路基排水和涵洞排水結合起來，把排水溝的縱向設置與平面設置結合起來，把地下排水和地表排水結合起來，在此基礎上以達到設計合理的目標。

排水設計與高速公路所處的地段的地理地質情況關系重大，因而要在充分研究之后才能進行規劃設計，不僅要制定合理的對策以治理當地的水患，還要利用地形特點，利用有利地形來達到降低投入的效果。

路基在設計的時候要充分考慮當地的水文和山坡的狀況。在盡量減少對當地自然狀況破壞的前提下，爭取選擇最有利的地形來設置人工排水溝渠。在保證質量的同時又減少開支。

當地農田的灌溉問題也應該在考慮的范圍之內。在必要的情況下，可以加設一些涵管，爭取讓公路排水不影響農田灌溉。若遇到邊溝必須用來作灌溉渠道的情況，那么一定要將邊溝的斷面加固、加大，從而防止水流對路基產生破壞。但這種情況，一般我們要盡量避免。

4路基路面排水設計的設計目標

通過有效的排水設施，及時地將水排出，以降低濕度，保持路基的干燥，保證路面和路基安全、穩定。

5高速公路的排水設計

5.1 路肩的排水設計

路肩排水就是在降雨的時候將路面積水迅速排出，以降低雨水對路基造成損壞，達到保護路基的效果。按經驗來說，現在路肩排水在設計時采用橫向分散的方法比較好。即利用公路的邊坡設置一道拱狀的護坡，將其與路肩的排水設施相結合，拱眉也就成了攔水設施，把攔下的水引到排水槽。此法極好地利用了公路的拱眉，不僅高效的完成了排水的任務，還節省了路肩排水的工作量。

5.2 邊溝的排水設計

邊溝的排水設計在整個高速公路的排水設計中占很大比重，因此需要引起高度重視。

邊溝在設置的時候應該注意將其設在填土高度低于溝深的填方地段或者挖方地段。在高速公路靠山一側的坡腳處設置的邊溝應為不滲水的邊溝。設計形式方面，一般為將地面水匯集起來并排除而采用與路中線平行的形式。尺寸方面要看當地歷史最大降雨量，根據最大降雨量來確定，并且要確定邊溝里的水不會溢出來。邊溝不宜太長，多雨的地區一般長度在300m以內，其他的一般都為500m左右。總體來說，邊溝的排水量不算大，所以一般也不需要進行其水文和水利的計算，只要選擇標準橫斷面的形式即可。邊溝的出水口若存在排水困難的路段，應對其進行特殊的設計，以保證其排水順暢。

5.3 中央分隔帶的排水設計

中央分隔帶排水設計的主要作用是其在施工和運營期間的內部積水。中央分隔帶內的積水也是對路面造成損害的不可忽視的一個原因。

中央分隔帶里會設置監控管線和通訊的人手孔，人手孔的間距應該就是分隔帶的排水長度，一般在180m之內。分隔帶的排水力應該要根據分隔帶寬度與當地歷史最大降雨量計算。在北方的一些干旱地區，可以不必設置專門的排水設施，只鋪設一層防水土工布即可。在南方多雨的地區，除此之外還要隔一段距離設置一個集水槽，還有縱向排水的碎石盲溝。

5.4 路面滲水的排水設計

路面滲水的排水設計，需要設置好排水系統。排水系統一般包括橫向出水管、集水溝和土工布。為保證路基堅固，免受路面滲水損害，必須要利用排水管道、路肩碎石以及瀝青封層來將水引出路基。為保證充分排水，還要鋪設橫向出水管，一般10m左右的間距為宜。

6高速公路排水設計中的問題

6.1 中央分隔帶

由于受到人孔的阻礙，中央分隔帶位置的積水無法排除而流入了人孔，使其積水。

由于施工質量不過關而造成橫向水管出現排水不暢現象，從而導致積水大量流向了低處，使得低處的中央分隔帶長時間積水并且無法排除。

施工時由于開挖的表面比較粗糙，所以降低了瀝青的粘性，從而造成了防滲層的破損或者不均勻。由于土工布存在接縫，因而在鋪設的時候就會在接縫的位置出現漏水現象，從而使得在側面無法排水時，積水就會滲到路基里面，從而影響其使用壽命。

6.2 邊溝排水

底坡的尺寸大小決定了地溝的排水量。就目前來看，多數的高速公路底坡都是采用的統一標準，即在同一條路線上用相同的底坡寬度。這樣就造成了一些問題。在山區極容易出現邊溝尺寸過大，排水能力大量剩余的現象，不僅影響美觀，也造成了浪費;而在一些降水較多的地區，又會由于斷面過小，使得公路排水不及時，造成公路積水，從而影響高速公路使用壽命的問題。

7結語

總而言之，排水是高速公路建設的一項重要內容，而排水設計又是高速公路設計的一項重要組成，它對路面使用壽命和路基的穩定有重大影響。應該在掌握設計的原則和目標的前提下，綜合考慮公路等級、地形地質、降雨強度、地下水等情況，制定經濟合理同時又高效的排水設計方案。只有這樣，才能保證高速公路排水順暢、質量可靠，延長其使用的壽命。

參考文獻

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