淺析瀝青公路路基路面排水設(shè)計

石長城

摘 要：隨著公路建設(shè)進入高潮，瀝青路面的水損害已經(jīng)日益成為路面破壞的主要因素。這一問題也一直困擾著設(shè)計人員。文章通過對道路的實際調(diào)查，總結(jié)出瀝青公路的現(xiàn)存主要水損害，通過理論分析和數(shù)值計算，結(jié)合試驗手段，研究了瀝青公路路基路面排水設(shè)計，具體分析了排水存在的排水病害以及機理。結(jié)合目前國內(nèi)外的規(guī)范，優(yōu)化路面排水設(shè)施布置，研究了軟式透水管，塑料排水材料，透水土工織物以及符合土工膜四種典型材料，提出了排水性能良好的設(shè)計。

關(guān)鍵詞：公路路基；公路路面；排水設(shè)計；應用

引言

隨著我國經(jīng)濟的快速房展，瀝青公路建設(shè)進入高潮時期，路網(wǎng)也在逐漸加密。排水設(shè)計日益成為民眾關(guān)注的重點，之前的排水設(shè)計作為非主體工程，通常都被忽略，從而造成設(shè)計施工上的缺陷，為此公路水損壞的問題一直圍繞著工程的施工階段，甚至成為公路破壞的主要因素，通過對瀝青路面的調(diào)查，瀝青路面主要的水損害主要有如下幾點：（1）因為排水不暢通而引起的路面積水，路面發(fā)生坑槽，路基的沉降，邊坡發(fā)生水毀；（2）因為邊溝設(shè)計不合理造成路基強度下降，通道積水影響通行，路緣帶排水不良引發(fā)局部的破壞；（3）邊坡排水設(shè)施由于設(shè)計不當或者施工不當從而引起沖刷和失穩(wěn)的現(xiàn)象。這些病害的出現(xiàn)，不僅影響公路的景觀，而且還會危害到行車安全，造成路面的早期破壞，從而造成養(yǎng)護成本大大增大，甚至會引發(fā)一些不良的社會影響。調(diào)查分析表明：目前的排水設(shè)計以及施工的設(shè)計過程過于經(jīng)驗化，未引起足夠的重視；排水設(shè)施的引流環(huán)節(jié)若銜接不暢的話，很容易導致排水系統(tǒng)崩潰；傳統(tǒng)的排水材料自身具有局限性，施工過程難以得到保證。

1 排水系統(tǒng)存在的問題及成因

水與公路的路基路面的強度與穩(wěn)定性密切相關(guān)，排水設(shè)施設(shè)計與施工的優(yōu)良與否是直接決定路面水損害的因素。影響路基路面的水，根據(jù)其來源的不同可以分為地面水和地下水兩大類。其中，地面水主要來自大氣降水以及水庫水。大氣降水是對公路影響最大的水源。地面水對路面結(jié)構(gòu)也會產(chǎn)生沖刷以及滲透，導致路基整體失穩(wěn)，導致水毀。由于路基土體中由水，這樣會使土體過濕，導致強度下降。

瀝青路面排水的目的在于迅速排除降落在路面范圍之內(nèi)的積水，其過程有兩個關(guān)鍵點，即有效匯集雨水，然后通過排水設(shè)施能夠迅速的排除到路面范圍之外，確保路面結(jié)構(gòu)能夠處于在干燥狀態(tài)，除此之外，也能保證路基范圍內(nèi)的土基濕度能夠降低到一定的范圍內(nèi)，這樣不僅能夠保證路基的強度，還可以保證路基的穩(wěn)定性，這樣可以減少地表水對道路結(jié)構(gòu)的危害，減少對于行車安全的威脅。

2 路面排水設(shè)施與方案

2.1 路面排水設(shè)計目的

路面排水設(shè)計是為了快速排除落在路面路基范圍內(nèi)的積水，有效匯集雨水，然后通過排水設(shè)施將雨水排到路面路基范圍以外，以確保路面路基處于干燥狀態(tài)，這樣不僅能夠保證路基范圍內(nèi)的土基濕度控制在一定范圍，也能確保路基路面具有足夠的強度和穩(wěn)定性，以減少雨水對道路結(jié)構(gòu)的危害，減少對行車安全不利的影響。

2.2 排水設(shè)施

根據(jù)《公路排水設(shè)計規(guī)范》，路面的排水系統(tǒng)由路面表面排水和路面內(nèi)部排水兩個系統(tǒng)組成。這兩個部分在瀝青路面排水過程中是不可分割的兩部分。其中，地表排水系統(tǒng)由路面表面排水、坡面排水和共用排水設(shè)施組成。

2.2.1 路面表面排水設(shè)施

（1）路拱橫坡。瀝青路面橫坡的設(shè)置是為了能夠迅速排除降落到路面的水，水在自重的作用下，水就會流向路基邊緣。

（2）路堤攔水帶。為了防止路表的降水漫流，雨水流向路堤邊坡，從而沖刷邊坡。有些工程設(shè)置了路堤攔水帶。一般而言，是將硬路肩外側(cè)設(shè)置高于路面條狀結(jié)構(gòu)，攔截，匯聚沿路拱橫坡流向邊坡坡面的水，在指定地方進行集中排放，攔水帶有三種高度，分別是高、中和低這三種攔水帶，攔水帶具體高度的選擇是根據(jù)當?shù)氐慕涤炅恳约奥访嫫旅嫠鞯木唧w情況進行選擇的。

（3）出水口。用于集中排放路面降水的設(shè)施稱為出水口，出水口也分三種形式，分別是開口式出水口，格柵式出水口以及組合式出水口。出水口的設(shè)施的間距要根據(jù)實際情況進行設(shè)置。

2.2.2 共用排水設(shè)施

（1）邊溝。為了匯集雨水，排除路面，路肩和邊坡的流水，在路基兩側(cè)設(shè)置邊溝。邊溝也分多種形式，多為L形，梯形，蝶形，三角形，矩形以及U形邊溝。根據(jù)形式不同，可以分為明溝和暗溝，邊溝多用石材砌成，邊溝中部允許其他水的引入，也不能與其他的人工溝渠合并運用。

（2）排水溝。排水溝的水量很大，是集合了邊溝，截水溝，路基低洼處水匯集排至事先指定的地方的溝渠。排水溝作為引水的主要結(jié)構(gòu)物，橫斷面采用較大的梯形。

（3）集水井。設(shè)置在出水口下方，起匯集作用的隱蔽設(shè)施，流到集水井的水被排到指定地方。

（4）泄水槽。泄水槽一般是設(shè)置在坡面上，將山上的水從山頂引導到坡腳泄水槽對瀝青公路路基的保護作用很大。

2.2.3 瀝青路面排水存在的問題以及病害

通過對研究路段的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)瀝青路面排水存在的主要的問題如下：（1）表面積水嚴重；（2）泄水槽損壞嚴重，從而導致邊坡沖刷嚴重，局部產(chǎn)生沉陷；（3）排水溝受到?jīng)_刷；（4）瀝青路面內(nèi)部積水。

瀝青路面表面積水主要因為瀝青路面所采用的可能不是透水型，加上平整度和車轍的影響，施工過程控制不嚴，導致路面不平，所以導致瀝青路面表面積水，然而一旦瀝青路面表面積水，就會加速瀝青路面的破壞，從而產(chǎn)生一種惡性循環(huán)。路面積水對于瀝青路面的結(jié)構(gòu)的影響也是致命的，使用期間的裂縫導致瀝青混合料松散脫落，由于施工工藝原因產(chǎn)生的各種接縫，降落在路面上的雨水如果不能及時排除，必然會深入路面內(nèi)部，然后目前瀝青路面多采用的是半剛性材料作為基層，半剛性材料的透水性很差，一旦水滲入面層，最終滲入到面層和基層的接觸面上，動載作用下，對基層材料的沖刷非常嚴重。這樣極易導致整個瀝青路面結(jié)構(gòu)層崩潰。

3 排水設(shè)計

3.1 軟式透水管

軟式透水管具有倒濾透水作用，一般是一種圓形。軟式透水管滲水效果很強，可以吸水，透水，排水等多功能于一體。能夠滿足工程需求。這種材料具有一定的剛度，能夠承受壓力，柔性也較大，物理力學性質(zhì)良好。透水管外面包裹著土工織物，具有良好的反濾功能。軟式透水管內(nèi)部是用強力粘結(jié)劑固定支撐的，外包了過濾層以及保護層，構(gòu)成一個整體。當土體產(chǎn)生沉降時，由于軟式透水管具有很大的柔性，能夠保持很好的穩(wěn)定性能，不會因為不均勻的沉降而產(chǎn)生破損。

3.2 覆膜透水管

由于覆膜式透水管的表面開孔率達到75%以上，表面滲透能力極強，這種性質(zhì)克服了傳統(tǒng)的滲透排水材料通過漫流形式排水的缺點，這樣以來可以更加快速的排除土壤中的水，確保土基保持干燥狀態(tài)，埋設(shè)在土基中的滲透型排水設(shè)施的排水材料的表面的開孔率與排水能力呈正比，滲透材料的表面開孔孔隙率越高，那么其排水性能就會越好。覆膜排水材料因為其特殊的工藝成型，其孔隙率很大，因此在排除同樣量的水的前提下，其所需的截面是最小的。其主要特點是：（1）抗壓強度高，耐腐蝕能力良好；（2）柔性大；（3）耐久性良好；（4）輕質(zhì)；（5）綜合成本低。

4 結(jié)束語

根據(jù)對瀝青公路排水病害以及機理的分析，文章歸納出重要的損壞形式和病害形式，以及淺談了其損壞的機理，對排水系統(tǒng)以及新型的防排水的系統(tǒng)進行了較為深入的研究。排水設(shè)計在實際應用中也得到了初步的驗證。新型的材料由于其特點能夠在實際工程中得到廣泛的應用。

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