路面排水設計在高等級公路工程中的應用

何發成

青海藍圖公路勘測設計有限責任公司 青海西寧 810000

路面排水設計在高等級公路工程中的應用

何發成

青海藍圖公路勘測設計有限責任公司 青海西寧 810000

水是影響公路使用功能和耐久性的重要因素，公路的排水設計對路基的穩定性和路面的使用壽命具有顯著影響。隨著公路設計新理念的提出，又對其在安全和環保等方面提出了更高的要求。文章就高等級公路的路面排水設計方面的一些問題展開分析和探討。

公路；排水；路面；設計

水是引起公路病害的主要原因，如何有效地排除路基范圍內的水，以減少公路病害，延長公路的使用壽命，保證行車安全是公路設計中一個非常重要的問題。其中路面排水是公路排水設計的重要組成部分。路面的雨水如果不能迅速有效地排除，會造成以下危害。(1)雨水在路面上滯留的時間過長，下滲的水量增加，在行車荷載的作用下，產生水動力，久而久之，會破壞瀝青混和料，使之出現裂縫，進而形成坑槽；水泥混凝土板塊產生唧泥、錯臺和斷板現象。嚴重時，路面的損壞，也會影響到路基的強度和穩定性。(2)在路面上形成水膜，降低了路面的抗滑性能，行駛中的車輛有明顯的橫向滑移感；且高速行車時，水膜會霧化，遮擋駕駛員的視線；在冰凍季節，形成冰面，降低路面的抗滑性能，嚴重危及行車安全。公路排水設計一般包括以下兩個方面內容：一方面要考慮如何減小地下水、農田排灌水對路基的穩定性及強度的影響。另一方面要考慮如何將路表水迅速排出路基之外，最大限度地減少雨水對路基路面施工質量的影響，減少因路表水排水不暢或路表水的下滲對路面結構使用性能產生的損害。

1、路界地表排水

路界地表排水包括路基邊坡坡面、路面表面、中央分隔帶和路界范圍內地表坡面的表面排水，以及有可能進入路界的公路毗鄰地帶的地表水和相交路界內的地表水。

1.1 坡面排水。坡面排水設施由各種斷面形狀和尺寸的溝渠組成，通過設計流量的計算來確定橫斷面形狀和尺寸，坡面排水系統由截水溝、急流槽、排水溝及邊溝等組成，與橋梁、涵洞相結合，把坡面水匯集和排引到路界外，個別自然排水不暢處設置蒸發池。根據具體的泄水量大小、填挖以及地質情況的不同，分別選擇邊溝形式。高速公路排水設計經過流暈計算后，確定填方路堤采用100m深梯形邊溝，挖方路塹采用50m深淺碟形邊溝，邊溝溝底縱坡不小于0.12%，與橋涵或兼做涵洞的部分通道綜合考慮，將水排入自然溝渠中。對于挖方路段，通過截水溝排出坡頂上方的來水。當自然邊坡較緩時，宜采梯形截水溝；當山體陡峭時。宜采用矩形規形截水溝。截水溝的流水一般通過急流槽排入到邊溝、排水溝或自然溝渠中。對于多級挖方邊坡，每級邊坡的平臺均應設置平臺截水溝，平臺截水溝常通過急流槽、接水溝將水引至溝或截水溝中。

1.2 路面表面排水。降落在路面上的雨水、通過路面橫向坡度向兩側排流，高速挖方路塹及縱坡小于0.3%填方路段采用分散式排水，橫向排流的雨雪水直接流入邊溝；其他填方路堤采用集中排水方式，在硬路肩邊緣設置12cm高瀝青表砂攔水帶，匯集路面水，每隔一定的距離經泄水口和邊坡急流槽，排至路基邊溝。原則上每20m設假一泄水口和邊坡急流槽，攔水帶的喇叭式開口采用對稱布置，對于凹曲線底部，必須設置泄水槽開口。設計中，在超高側行車方向內側路緣帶設置20cm×30cm鋼筋混凝土縱向排水溝，將超高幅路面水引至按60~80m間距設假的集水井內，而后通過橫向金屬波紋管將匯水排至急流槽。

1.3 中央分隔帶排水。高速公路中央分隔帶采用凸形，分隔帶內種植灌木，為防止水通過中央分隔帶填土滲入路面基層和路基，排水設計在中央分隔帶底部及側面鋪以復合土工膜作為隔離層。有的高速公路在中央分隔帶底部還設置縱向碎石滲溝，滲溝內底部縱向設116型雙壁波紋打孔透水管一根，四周填砂礫，每80m左右兩側交錯布設一道橫向排水管，橫向排水管出口接于邊坡急流槽內；挖方路段在挖方起終點填挖交界處的填方路基內布設一道橫向排水管，將水引出路基。

2 路面內部排水

2.1 路面邊緣排水系統。一般高速公路設計均沿路面邊緣設置縱、橫向排水盲溝，來排除滯留在路面結構內的自由水，排水言溝可以采用無砂混凝土，由水泥處治的開級配組集料組成，孔隙率設計為15%~25%，粗集料最大粒徑小大于10mm。

2.2 路面結構層防水。在路面材料結構設計中，將路面結構層設為密級配結構，設置一層瀝青碎石排水層。同時在水穩定碎石層上面設置一層防水層等措施以阻止通過面層下滲的水繼續下滲，保證路基基層

具有足夠的強度和耐久性。

3、地下排水

地下水帶來的危害往往很大，地下水通過毛細作用侵潤路基，使得土基強度降低，過多的地下水會使得路基泡軟、坍塌，并嚴重影響路面結構的安全。在公路的使用過程中路基路面結構內部的含水量必須控制在干燥或中濕的狀態不影響其自身強度和穩定性，在一般情況下，汽車荷載的作用區域達1.2~1.5m。對特重型汽車而言。作用區域可達3m，也就是說，路面以下3m深度范圍內的路面結構層和土基，是特重車荷載的持力層，為了防止地下水淹沒工毛細水浸潤路基，必須將路基地下水位降低到持力層以下，才能確保路基強度延長路而的使用時間。

4、構造物排水

構造物排水主要包括橋面排水、臺背及支檔構造物排水。

4.1 橋面排水。橋面一般采用四種措施共同作用，以排除橋面范圍內降水。（1）橋面設置：橫坡和縱坡組成的合成坡度將積水排向行車道兩側，井通過泄水孔排至地表或地表排水系統中；（2）在橋面行車道外緣，墻式護攔內側，于中粒式瀝青混凝土層設縱向排水盲溝，盲溝內填無砂混凝土，使瀝青混凝土鋪裝內滲水匯集縱向排水盲溝內，再由泄水管排出；（3）橋面鋪裝內設防水混凝土層；（4）為聯單保證橋梁上部結構中鋼筋不被銹蝕，提高其耐久性，還需在防水混凝土層頂面設置防水層，以隔絕瀝青混凝土層內滲水侵入橋梁上部結構。

4.2 臺背及支檔構造物排水。為疏干臺后或檔墻后填料中的水分，防止由于積水而使臺身承受額外的靜水壓力、粘性土填料浸水后的膨脹壓力，需對臺背及支檔構造物采取排水設施。橋臺、涵臺臺背采用中粗砂、開山碎石渣等透水性回填料；支檔物墻身背后設縱向碎石滲溝，滲溝外包復合工布，滲溝底設軟式透水管，透水管通過橫向PVC管與墻身表面泄水孔連接，將水排出。

5、結語

路面排水的重要性已經得到公路建設者的重視，已經在公路排水系統、路面排水設施、排水路面結構等方面進行了大量的研究，并且取得了很好的效果。公路的排水設施是整個公路系統的重要組成部分，好的排水設施對整個公路的使用性能、安全性、舒適性等都有著很大的作用。在設計中，應當積極開拓思路，加強對排水設計的研究，加強排水系統的適應性、有效性，加強排水系統自身的統一協調，以及與周圍環境的協調性，使排水系統更好的為整個公路系統服務。

[1]樓曉寅.瀝青路面的防水[J].公路，1997，(8)：18-19

[2]JTT018-97，公路排水設計規范[S]

[3]姚祖康.公路排水設計手冊[M].北京：人民交通出版社，2002