公路排水設(shè)計(jì)的研究

馮 偉

(新疆八方達(dá)交通勘察設(shè)計(jì)研究院)

1 前 言

公路的使用壽命與排水設(shè)計(jì)密切相關(guān)，為此進(jìn)行公路排水的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該在遵循公路排水設(shè)計(jì)的原則前提下，做到因地制宜，探討公路的路基與路面排水設(shè)計(jì)，進(jìn)一步優(yōu)化公路的排水設(shè)計(jì)，促進(jìn)公路的使用年限。

2 公路排水設(shè)計(jì)面臨的問題

2.1 排水設(shè)施設(shè)計(jì)不當(dāng)

設(shè)計(jì)公路路面的排水設(shè)施時(shí)，未充分考慮受到地勢(shì)、地形的影響，導(dǎo)致公路的排水系統(tǒng)欠缺，造成道路的積水。公路的排水設(shè)施主要有邊溝與急流槽有關(guān)的排水設(shè)施，公路的排水設(shè)計(jì)需要充分對(duì)公路四周的地勢(shì)進(jìn)行認(rèn)真勘察;設(shè)計(jì)過程中，當(dāng)排水設(shè)施的設(shè)計(jì)與顯示不相符。此外，公路的路面積水無法得到及時(shí)的排除，導(dǎo)致路面的排水系統(tǒng)功能下降，影響了公路的穩(wěn)定性與安全性。

2.2 路面積水

路面排水不當(dāng)，導(dǎo)致積水將會(huì)影響到公路的使用壽命，淤積水經(jīng)過滲透可變?yōu)樽杂伤瑥亩M(jìn)入到公路的路基內(nèi)部，大大削弱了路基的牢固性。此外，受到積水分子張力的影響，公路路面可能出現(xiàn)錯(cuò)開或者開裂現(xiàn)象，不利于公路的穩(wěn)定性與使用壽命。

2.3 與環(huán)境不相協(xié)調(diào)

進(jìn)行公路排水的設(shè)計(jì)過程中，沒有重視對(duì)環(huán)境的考慮，甚至破壞生態(tài)環(huán)境的和諧性與規(guī)律性。此外，公路的污水或者雨水均通過處理之后方可排放，然而當(dāng)前的公路排水設(shè)計(jì)中，大多數(shù)是未經(jīng)處理就直接排放，不利于環(huán)境的發(fā)展，排水設(shè)計(jì)與環(huán)境發(fā)展不相協(xié)調(diào)，不利于經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

3 優(yōu)化公路排水設(shè)計(jì)對(duì)策

3.1 處理好路基的排水設(shè)計(jì)工作

公路路基的排水設(shè)計(jì)工作主要有截水溝、邊溝與路堤急流槽設(shè)計(jì)等內(nèi)容，處理好路基的排水設(shè)計(jì)工作，能夠提高公路的安全使用性。我國(guó)大多數(shù)公路的邊溝設(shè)計(jì)為，對(duì)于邊溝填方公路而言，應(yīng)設(shè)計(jì)邊溝利于排水，且邊溝的形狀大部分為倒梯形的設(shè)計(jì)，其頂部的尺寸為3.5 m，下底與底部分別為1 m，此外邊溝的形狀還有矩形或者三角形的斷面形式。不同的公路等級(jí)以及地區(qū)的降雨量都不同，因此公路路基的排水流量差別也較大。為此，邊溝設(shè)計(jì)的形式也有所不同，進(jìn)行邊溝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使用暗溝與綠化邊溝的方式進(jìn)行設(shè)計(jì);等級(jí)較高的公路其邊溝長(zhǎng)度不應(yīng)太長(zhǎng)，并且使溝內(nèi)的積水就近排入路旁的自然低洼地帶，在必要時(shí)應(yīng)該增設(shè)涵洞，利于邊溝水的較快排出。

(1)截水溝的設(shè)計(jì)

進(jìn)行截水溝的設(shè)計(jì)時(shí)，其斷面的尺寸大小應(yīng)按照流量的大小進(jìn)行確定，使用矩形或者直角梯形的設(shè)計(jì)形式，并且斷面不應(yīng)過大。同時(shí)其溝底應(yīng)保留0.5% ～3%的坡度，縱溝壁與溝底需要保持密實(shí)、平整;出現(xiàn)地質(zhì)不良或者邊坡很高時(shí)，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸獭４送鈱?duì)于挖方的地段而言，可設(shè)置平臺(tái)截水溝(截面為0.4 m ×0.4 m)，并于坡頂?shù)耐鈧?cè)設(shè)置矩形截水溝(截面為0.6 m ×0.6 m)，有利于公路路面的排水，采用厚度為25 cm、型號(hào)為7.5 的漿砌片石進(jìn)行截水溝的鋪砌，提高了公路排水的速度。

(2)地下排水的設(shè)計(jì)

地下排水的設(shè)計(jì)中，當(dāng)邊溝經(jīng)過急流槽時(shí)，排水的設(shè)備通常設(shè)計(jì)于與自然溝渠的銜接部位合適。對(duì)于一般的路段而言，其路基的邊溝設(shè)計(jì)方式應(yīng)以填筑式邊溝為主，并且盡量減少路基邊溝出現(xiàn)積水的現(xiàn)象，在汛期內(nèi)，有效減少積水對(duì)路基的影響，盡快將路基積水排出。

(3)低矮路堤的設(shè)計(jì)

對(duì)低矮路堤的設(shè)計(jì)可采用邊溝加深與護(hù)坡道下挖的方式進(jìn)行，其中護(hù)坡道的高程為設(shè)計(jì)高程減去1.8 m 所得的差值，但須確保邊溝的出水口應(yīng)高于常水位的標(biāo)高或者高于排水溝渠底面的標(biāo)高。邊溝的底標(biāo)高度應(yīng)該控制在該段路肩的邊緣低點(diǎn)的標(biāo)高以下并且應(yīng)該大于1.7 m，有效的避免中央分隔帶中的排水管出現(xiàn)積水倒灌現(xiàn)象。當(dāng)部分路段的路堤沒有達(dá)到1.7 m 的要求時(shí)，達(dá)到1.4 m 到1.5 m 即可，邊溝的一側(cè)很低時(shí)，可以給予排水管單側(cè)橫向布設(shè)的方式，有效確保路基的順利排水。

(4)軟土路基的排水設(shè)計(jì)

路基若為軟土層時(shí)，路面地下水的含量較大，為了確保軟土路基的穩(wěn)定性，應(yīng)及時(shí)對(duì)地下水進(jìn)行排除。采用的方法為板外加砂墊層與超載預(yù)壓方式給予設(shè)計(jì)處理，能夠有效地排除軟土段的地下水。同時(shí)，為了加快地下水由軟土段的砂墊層向邊溝排入，應(yīng)在邊溝與砂墊層銜接斜面設(shè)計(jì)反濾層(其厚度為15 cm，碎石的粒徑為2 cm 到4 cm)，并在砂墊層的底部位置事先預(yù)留泄水孔(其截面是5 cm×5 cm、縱向的間距是10 m)，其出口應(yīng)比邊溝底高出30 cm。

3.2 路面排水設(shè)計(jì)

公路路面的排水設(shè)計(jì)作為對(duì)公路的正常運(yùn)行發(fā)揮重要的保障作用，確保路面的順暢排水，有效減少車輛出現(xiàn)交通事故的次數(shù)，提高行車的安全性。此外，提高公路路面的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，由此可見，做好路面的排水設(shè)計(jì)工作十分必要。

(1)普通路段的排水設(shè)計(jì)

普通路段的排水指的是尚未設(shè)超高的公路路段，其路面的排水路線縱坡應(yīng)該按照集中截流方式或者分散漫流方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)路線的縱坡小于0.3%時(shí)，公路路面的排水設(shè)計(jì)使用分散漫流方式，并且將混凝土平緣石作為路緣石，路面水沿橫坡與縱坡由路堤邊坡向邊溝排入。此外，公路路線的縱坡在0.3%時(shí)以上時(shí)，公路路面的排水設(shè)計(jì)可使用集中截流的方式，同時(shí)于土路肩附近設(shè)置攔水緣石(瀝青混凝土)，有利于對(duì)路面水進(jìn)行匯集，間隔距離經(jīng)泄水口排向邊坡急流槽最終排至路基的邊溝中。

(2)超高公路路面的排水設(shè)計(jì)

對(duì)于超高公路的路段而言，路面水易于浸占超高路段的車道，且積水會(huì)穿過中央分隔帶的開口流向另一側(cè)的行車道，因此影響了車輛行駛的安全，需要及時(shí)排除超高路段的積水。例如，可在超高的側(cè)行車道左側(cè)的路緣帶進(jìn)行縱向排水溝的設(shè)置，并設(shè)置橫向排水管與集水井，有利于積水的排除，進(jìn)而減少積水對(duì)公路的影響。

(3)分隔帶的排水設(shè)計(jì)

公路中央處分隔帶的排水設(shè)計(jì)，能夠有效將分隔帶內(nèi)的積水進(jìn)行排除，對(duì)于施工期間與道路的營(yíng)運(yùn)期出現(xiàn)的下滲水進(jìn)行排除。此外，施工期間的排水量由最大的瞬時(shí)降雨量及分隔帶匯水的面積共同決定，通常情況下，公路的中央分隔均設(shè)置有人手孔與通訊管線，并且分隔帶的排水長(zhǎng)度較小，應(yīng)為兩人手孔的間距長(zhǎng)短，普通路段其最大的間距是180 m。

(4)路面的滲水排水設(shè)計(jì)

公路路面的滲水排水設(shè)計(jì)通過排水管、瀝青封層以及碎石盲溝給予有效排除，有利于對(duì)已滲入路面的積水引出。此外路面滲水經(jīng)過瀝青面層時(shí)未能及時(shí)、徹底的排除，并且仍受排水路徑的影響，在設(shè)計(jì)過程中間隔10 m 就應(yīng)該設(shè)置橫向排水管，有效促進(jìn)路面的下滲水較快的排除。

3.3 集中排水設(shè)計(jì)

集中排水設(shè)計(jì)能夠有效將公路排水進(jìn)行匯集，進(jìn)而統(tǒng)一排放至排水溝中，此排水設(shè)計(jì)方式主要是經(jīng)過設(shè)置攔水帶進(jìn)行的。同時(shí)硬路肩與攔水帶共同組成過水?dāng)嗝?形狀為三角形)，并且過水?dāng)嗝骈g隔一定的間距就應(yīng)該進(jìn)行泄水口與急流槽的設(shè)計(jì)，有助于地表水的匯集，最后流經(jīng)急流槽與泄水口，進(jìn)而集中排放至排水溝中。

3.4 分散排水設(shè)計(jì)

利用公路路肩與路面的縱向與橫向的合成坡度，將地表水分散至排水溝的當(dāng)中，并且通過對(duì)土路肩進(jìn)行加固的措施，有效實(shí)現(xiàn)分散排水的設(shè)計(jì)。對(duì)于邊坡防護(hù)適宜采用骨架護(hù)坡方式，確定路基斷面為路堤時(shí)，骨架網(wǎng)可對(duì)地表水進(jìn)行截流，并將水分散至排水溝中，不需要進(jìn)行攔水帶的設(shè)置。因此，分散排水設(shè)計(jì)能夠有效將路面的積水進(jìn)一步排除，確保路面的安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，公路的排水設(shè)計(jì)問題關(guān)系到公路的安全與使用性，應(yīng)在了解公路排水設(shè)計(jì)的原則基礎(chǔ)上，進(jìn)一步進(jìn)行公路的排水設(shè)計(jì)，有效保障公路的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

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