高寒高海拔緩坡地區路基排水設計要點

摘要 公路排水設計中常常面臨高寒高海拔平緩地區排水的設計難題，往往受溝底縱坡過于平緩、涎流冰、反復凍脹等因素導致常規的邊溝排水方案不適宜采用。該文結合G318、S452等項目，根據現場地形、天氣特點，分析了水害的成因，并因地制宜地制定了各種情況下的典型橫斷面形式，將地形、氣候對公路排水的影響降到最低，提出了高寒高海拔平緩地區排水解決方案。

關鍵詞 公路排水設計；高寒地區；高海拔地區；平緩地區；

中圖分類號 U416

文獻標識碼 A

文章編號 2096-8949（2025）01-0091-03

0 引言

對于高寒高海拔緩坡地區排水設計的難點主要有以下幾種情況：（1）地面過于平緩，導致公路縱坡及溝底縱坡十分平緩，排水困難，容易產生凍脹、凍融[1]等破壞填方排水溝；（2）涎流冰，挖方邊坡截斷地下含水層處含水層中的水在冬季邊滲邊凍的現象，破壞路塹邊溝。該文提出了兩種情況下的設計思路：（1）基本為平地的地貌，平均縱坡小于0.3%[2]，未達到邊溝最小縱坡要求的情況下的排水設計思路；（2）路線平均縱坡大于0.3%，可以通過設置邊溝來排水的設計要點。

1 設計要點

水是危害路基穩定，造成公路病害的重要因素，排水應遵循“防、排、堵、截，因地制宜，綜合治理”的設計原則。為防止路基水毀及邊坡沖蝕，邊溝、排水溝、截水溝應保持連貫暢通，自成系統，保證路基路面水及時排除。同時，排水工程應做到全面、充足、細致；在結合地形條件、匯水情況的基礎上盡量做到小型化、隱形化，[3]并栽植灌木加以遮擋。應倡導路基綠色修筑理念，邊坡生態修復目標，落實取、棄土與改地、造地、復墾綜合措施，增強排水系統對路面徑流的消納與凈化作用。

1.1 公路平均縱坡小于0.3%路段的排水設計要點

以G318四川甘孜州理塘段為例，該段地處東經99°19′～100°56′，北緯28°57′～30°43′，縣政府駐地高城鎮，海拔4 014.187 m，總面積14 352 km2。

理塘氣候屬高原氣候區，基本特征為：氣溫低、冬季長、日照多、輻射強、風力大、水熱同期、蒸發量大、干濕季節分明。平均氣溫3.0℃，極端最高氣溫25.6℃，最低氣溫-30.6℃，年平均地面溫度5.9℃，年降雨量為

722.2 mm，無霜期僅50 d，年平均日照時數2 637.7 h，日照多，輻射強，年太陽輻射量為159.4 kcal/cm2，冬季干冷漫長，暖季溫涼短暫，理塘過于平坦的地勢導致非雨季積水嚴重，如圖1所示。

理塘段路線平均縱坡低于0.3%，若按照常規公路項目設置排水溝，則會出現排水溝中常年積水的情形，冬季的凍脹凍融都將對排水邊溝產生破壞，排水溝的作用更多的是充當蒸發池，以及將水匯集起來輸進蒸發池，通過長時間的日照蒸發排水。蒸發池及排水邊溝材料應采用C25以上或其他新型性能滿足要求的材料對抗凍脹凍融，蒸發池結構設計圖如圖2所示。

若邊溝及更加密集的蒸發池常年積水，在夏季容易滋生蚊蟲細菌，并進一步影響景觀，因此可以采用散排的設計思路，但要點是要對基礎進行防水處治，防止地基的凍融凍脹影響路基工作區，具體措施為兩側設置護坡及護腳，護腳埋置深度不低于1 m，設置護坡，護坡厚度從經濟節約與便于施工保證質量出發，厚度建議取

0.5 m，并對路床以下0.5～2 m范圍換填砂礫石等透水性材料，在換填前設置防滲土工布。綜上，采用了護腳+護坡+換填砂礫石+防滲土工布的一種復合構造物來達到防排水的效果，該方案對比常規的邊溝方案可以解決邊溝積水的問題以及額外設置蒸發池的工程費用及占地問題，方案示意圖如圖3所示。

此外，根據實際情況的不同，也可以采用邊溝+護肩+換填砂礫石+防滲土工布的方式進行靈活處治，滿足各種復雜的情況，具體如下圖4所示。

1.2 平均縱坡大于0.3%緩坡路段的排水設計要點

以S452四川阿壩州吉瑪鄉段為例，該段位于東經101°38′～101°55′、北緯32°56′～33°27′之間地處青藏高原東部，川西高原北隅長江、黃河支流分水嶺河源地帶，地形復雜，地勢由北向南傾斜呈高原山地向高山峽谷過渡的地貌特征。該項目道路起止點海拔高程約為3 460～4 320 m。項目區內冬季干燥寒冷，夏季涼爽，春秋氣溫宜人且短促，晝夜溫差大，屬典型的高原型氣候。縣境屬高原寒溫帶半濕潤季風氣候。年均降水量712 mm，濕季（5～10月）降水集中，占全年的89.6%。年平均氣溫3.3℃，日照充足，晝夜溫差大，全年無絕對無霜期，相對無霜期33天。初最早出現在11月中旬，終雪最遲在3月上旬。海拔4 500 m以上地帶，則全年霜雪不斷。麻爾曲河及阿曲河海拔高差大，雨量充沛，氣候較溫濕，非雨季邊坡結冰情況如圖5

所示。

首先，對于縱坡上滿足規范要求，具備排水條件，并且針對土質挖方的凍土路基段或延流冰路段提出一種設計方式。具體措施是設置防凍層，防凍層采用碎石或砂礫石等透水性較好的材料厚度0.5～1 m，防凍層底部及兩側鋪設防滲土工布，防凍層之下設碎石盲溝，并回填表土保護土工材料，挖方路段排水措施如圖6所示。

對于低填方路段（填方高度小于1.5 m），可以直接使用防凍層作為填方體，防凍層底部及兩側鋪設防滲土工布，防凍層之下設碎石盲溝，低填方路段排水措施如圖7所示。

對于一般填方路段（填方高度大于1.5 m），可以直接在路面底面以下30 cm處及兩側坡面鋪設防滲土工布，填方路段排水措施如圖8所示。

2 結論

該文介紹了高寒高海拔緩坡地區路基排水設計原則，主要得到以下幾方面結論：（1）對于緩坡中縱坡小于0.3%的路段可采用邊溝+增發池的排水方式，也可以采用散排+防凍層+護坡+護腳+防滲土工的綜合防水措施。

（2）對于緩坡中縱坡大于0.3%的路段可以采用碟型邊溝或矩形邊溝，對路基采用防凍層作填方體，防凍層底部及兩側鋪設防滲土工布的方式，也可根據需要采用增設碎石盲溝，減少防凍層的改進手段。另外在設計時應保證路基路面水及時排除。同時，邊溝、排水溝、截水溝應保持連貫暢通，自成系統，排水工程應做到全面、充足、細致，在結合地形條件、匯水情況的基礎上盡量做到小型化、隱形化。

參考文獻

[1]張志峰，林露.高寒高海拔雪害影響地區路基設計要點[J].工程設計， 2023（30）：473-475.

[2]公路排水設計規范：JTG/T D33—2012[S].北京：中交路橋技術有限公司， 2012：10.

[3]白曉菲.黃土溝壑區路基防排水技術研究[J].交通世界， 2023（15）：43-45.

收稿日期：2024-11-20

作者簡介：吳躍成（1992—），男，碩士，工程師，主要從事公路總體方案路線設計工作。

通訊作者：魏琨（1989—），男，學士，工程師，主要從事公路總體方案路線設計工作。

基金項目：四川省交通運輸科技項目“基于雙碳控制的高原山區公路路線設計指標體系研究”（2023-A-08）。