公路工程排水設(shè)計探討

金鶴林

重慶市交通規(guī)劃勘察設(shè)計院

公路工程排水設(shè)計探討

金鶴林

重慶市交通規(guī)劃勘察設(shè)計院

排水設(shè)計作為影響公路工程整體質(zhì)量的關(guān)鍵因素，會對路基路面的使用性能產(chǎn)生影響。基于此，本文對公路路基排水設(shè)計的原則作了總結(jié)，對地表水排除設(shè)計進行了重點介紹，簡述了路基與路面排水設(shè)計，通過加強公路工程排水設(shè)計，可提升路基路面排水性能，保證后期施工質(zhì)量。

公路工程；排水設(shè)計；原則；地表水

1 引言

公路工程如果排水設(shè)計質(zhì)量不高，會對路基路面的承載力、耐受性、防滑性產(chǎn)生嚴重影響。因此良好的公路排水設(shè)計，可使得公路排水性能和使用壽命得到提升，從而提高公路工程的使用性能。

2 公路工程排水設(shè)計的原則

（1）設(shè)計人員在排水設(shè)計前，應(yīng)對現(xiàn)場的水源及地質(zhì)情況進行了解，尤其是一些重點路段，要加強整體規(guī)劃，使排水設(shè)計與橋涵設(shè)計保持協(xié)調(diào)，并能夠?qū)Φ叵屡潘偷孛媾潘M行有機結(jié)合。（2）在排水設(shè)計過程中，應(yīng)對周邊的環(huán)境進行監(jiān)控，防止出現(xiàn)水土流失的現(xiàn)象，同時要加強對天然水系的保護，盡量不要對部分自然溝渠進行合并或損壞，保持水流的走向，并盡量減少加固的工程量。（3）為減小對路面的破壞，應(yīng)減少進入路面的水流，并借助排水設(shè)施對路面的積水進行排除，從而降低積水帶來的危害。（4）排水系統(tǒng)要自成體系，并需和公路周圍的水利基礎(chǔ)設(shè)置進行配合，避免對灌溉設(shè)施產(chǎn)生影響。還需要注意的是，農(nóng)業(yè)灌溉過程中的積水過多，會對路基產(chǎn)生影響，由此排水系統(tǒng)和農(nóng)田灌溉系統(tǒng)之間要保持協(xié)調(diào)，且邊溝的斷面應(yīng)盡量加大，并需進行加固。（5）排水設(shè)施的設(shè)計與鋪設(shè)應(yīng)注意用地問題，由于當前我國的土地資源比較緊缺，因此在進行排水設(shè)計時，在滿足排水主功能的前提下，還應(yīng)對土壤資源進行保護，選擇適合的排水設(shè)施。

3 公路工程地表水排除設(shè)計

3.1 流量分析

區(qū)域泄水量也被稱為排水設(shè)施的設(shè)計流量，其決定了公路排水設(shè)施的尺寸，且道路區(qū)域所在地的坡面、植被、土質(zhì)和水文條件等決定了該設(shè)計流量的大小。在設(shè)計過程中，可假定在設(shè)計條件下，任何流域的徑流到流域出口都有唯一的匯水時間，且只考慮最大流量設(shè)計，因此本文使用《公路排水設(shè)計手冊》中的公式對設(shè)計徑流量進行計算：

式中，Q為設(shè)計徑流量，ψ為徑流系數(shù)，q為設(shè)計重現(xiàn)期和降雨歷時內(nèi)的降雨強度，F(xiàn)為匯水面積，上式中，降雨強度q可查閱當?shù)厮挠涗洬@取，也可由標準公式進行合理推出。在公路所在區(qū)域附近有使用的降水強度公式時，可選取該公式進行借鑒使用，如果區(qū)域附近沒有最新的降水強度公式，則可根據(jù)當?shù)赜炅坑涗浭褂谩豆放潘O(shè)計手冊》中給出的公式進行套用。

3.2 水力分析

公路地表排水的主要設(shè)施是溝渠，在明渠設(shè)計中需涉及到過水斷面面積、水力半徑等參數(shù)。可參考《公路排水設(shè)計手冊》中的數(shù)據(jù)和要求，該手冊也給出了溝渠的泄水能力公式：

式中，Qc為泄水流量，V為溝管內(nèi)的水流速度，A為溝渠過水斷面面積，對于一般的明渠水流流速可通過曼寧公式計算，該公式指出溝渠內(nèi)水流的流速與過水斷面面積A，以及溝渠縱向底坡度有關(guān)。

3.3 排水設(shè)施設(shè)計

挖方路段需由路拱自然漫流的形式排出土路肩外，之后經(jīng)邊溝排出，而填方路段路面水由路拱自然漫流排出土路肩外，之后沿邊坡坡面匯入填方邊溝排出。具體到設(shè)計工作中，依據(jù)上述水力計算的結(jié)論，可確定邊溝斷面尺寸，同時根據(jù)填高挖深設(shè)計排水溝（邊溝）形式，挖方段一般采用矩形邊溝，對于高挖方邊坡，還可增加截水溝來排出坡面水，而填方路段一般采用梯形排水溝。其次排水溝（邊溝）縱坡一般不小于0.3%，坡長小于300 m，同時在與河道及其它構(gòu)筑物銜接時，可根據(jù)溝底標高及地形情況，適當調(diào)整溝深及縱坡，但調(diào)整后溝深不應(yīng)小于邊溝設(shè)計尺寸，縱坡不得小于3%，若邊溝與通道、涵洞等產(chǎn)生交叉，可將邊溝水直接排入涵洞。

4 公路路基排水設(shè)計

4.1 邊溝建設(shè)

邊溝是一種比較常見的排水設(shè)施，在公路路基的排水設(shè)計中占有很大的比重，對邊溝的設(shè)計進行規(guī)劃，可使得邊溝排水能力得到提升。具體為：邊溝的縱向坡度應(yīng)不小于0.3%，在結(jié)合當?shù)亟涤昵闆r的同時，也要對成本進行考慮，即結(jié)合沿線自然地形確定排水的方向，其可更好地進行排水，降低邊溝開挖的成本。

4.2 截水溝建設(shè)

當路堤邊坡上方或路塹流入路基的地表徑流量較大時，應(yīng)進行截水溝的設(shè)計，以對地表徑流進行攔截。在截水溝的設(shè)計過程中，截水溝設(shè)置為梯形，且適合設(shè)置在路塹坡頂5m或路堤坡腳2m以外的位置，而具體的大小則可根據(jù)當?shù)氐牡乇韽搅鞯牧髁縼泶_定，但溝深和底寬不宜小于0.5m，截水溝的長度在200～500m范圍之內(nèi)，當長度超過500m時，就應(yīng)加強對泄水口的設(shè)計，確保水流可以被引流出去。

5 公路路面排水設(shè)計措施

5.1 中央分隔帶排水

在公路路面排水設(shè)計過程中，中央分隔帶排水是路面排水中比較常見的一種方式，其主要目的是對積水進行排除。通常來講，排水的間距最好控制在180m左右，并要設(shè)計相應(yīng)的盲溝，以便對分隔帶中的水進行收集。其次還應(yīng)加強橫向排水管的設(shè)計，確保其能夠?qū)⒚现械乃皶r排出，同時在分隔帶排水設(shè)計過程中，會仍有小部分水滲入到分隔帶的回填土中，并會對路基以及路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強度產(chǎn)生影響，因此在中央分隔帶的回填土下面，還應(yīng)加強對排水暗溝或碎石盲溝的設(shè)計，且需設(shè)置橫向硬塑排水管。

5.2 路面滲水的排水

在路面滲水的排水設(shè)計中，應(yīng)沿路面邊緣設(shè)置由橫向出水管、透水性填料集水溝，以及過濾織物組成的路面邊緣排水系統(tǒng)，也可設(shè)置排水基層排水。但一般來講，通過瀝青路面下滲的水是有限的，其水量并不是很大，因此可每隔10m設(shè)置橫向排水管，從而確保路面的滲水及時排除。

6 總結(jié)

總之，在公路工程建設(shè)過程中，排水設(shè)計作為其重點建設(shè)內(nèi)容，對道路使用情況與施工質(zhì)量具有重要影響。因此在排水設(shè)計過程中，應(yīng)對路基路面的排水要點進行掌握，同時根據(jù)公路工程項目的實際情況，選擇合適的排水方式，以使得公路排水系統(tǒng)的設(shè)計更加科學(xué)合理。

[1]謝孟.公路路基路面排水設(shè)計[J].交通世界(建養(yǎng).機械),2008(5).

[2]劉子萌,李剛.公路路基路面排水設(shè)計[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013(31).