路面排水設(shè)計(jì)在高等級(jí)公路工程中的應(yīng)用

何發(fā)成

青海藍(lán)圖公路勘測(cè)設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司 青海西寧 810000

路面排水設(shè)計(jì)在高等級(jí)公路工程中的應(yīng)用

何發(fā)成

青海藍(lán)圖公路勘測(cè)設(shè)計(jì)有限責(zé)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(shè)計(jì)對(duì)路基的穩(wěn)定性和路面的使用壽命具有顯著影響。隨著公路設(shè)計(jì)新理念的提出，又對(duì)其在安全和環(huán)保等方面提出了更高的要求。文章就高等級(jí)公路的路面排水設(shè)計(jì)方面的一些問(wèn)題展開(kāi)分析和探討。

公路；排水；路面；設(shè)計(jì)

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(nèi)的水，以減少公路病害，延長(zhǎng)公路的使用壽命，保證行車(chē)安全是公路設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的問(wèn)題。其中路面排水是公路排水設(shè)計(jì)的重要組成部分。路面的雨水如果不能迅速有效地排除，會(huì)造成以下危害。(1)雨水在路面上滯留的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，下滲的水量增加，在行車(chē)荷載的作用下，產(chǎn)生水動(dòng)力，久而久之，會(huì)破壞瀝青混和料，使之出現(xiàn)裂縫，進(jìn)而形成坑槽；水泥混凝土板塊產(chǎn)生唧泥、錯(cuò)臺(tái)和斷板現(xiàn)象。嚴(yán)重時(shí)，路面的損壞，也會(huì)影響到路基的強(qiáng)度和穩(wěn)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(chē)輛有明顯的橫向滑移感；且高速行車(chē)時(shí)，水膜會(huì)霧化，遮擋駕駛員的視線；在冰凍季節(jié)，形成冰面，降低路面的抗滑性能，嚴(yán)重危及行車(chē)安全。公路排水設(shè)計(jì)一般包括以下兩個(gè)方面內(nèi)容：一方面要考慮如何減小地下水、農(nóng)田排灌水對(duì)路基的穩(wěn)定性及強(qiáng)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(duì)路基路面施工質(zhì)量的影響，減少因路表水排水不暢或路表水的下滲對(duì)路面結(jié)構(gòu)使用性能產(chǎn)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(nèi)地表坡面的表面排水，以及有可能進(jìn)入路界的公路毗鄰地帶的地表水和相交路界內(nèi)的地表水。

1.1 坡面排水。坡面排水設(shè)施由各種斷面形狀和尺寸的溝渠組成，通過(guò)設(shè)計(jì)流量的計(jì)算來(lái)確定橫斷面形狀和尺寸，坡面排水系統(tǒng)由截水溝、急流槽、排水溝及邊溝等組成，與橋梁、涵洞相結(jié)合，把坡面水匯集和排引到路界外，個(gè)別自然排水不暢處設(shè)置蒸發(fā)池。根據(jù)具體的泄水量大小、填挖以及地質(zhì)情況的不同，分別選擇邊溝形式。高速公路排水設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)流暈計(jì)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(duì)于挖方路段，通過(guò)截水溝排出坡頂上方的來(lái)水。當(dāng)自然邊坡較緩時(shí)，宜采梯形截水溝；當(dāng)山體陡峭時(shí)。宜采用矩形規(guī)形截水溝。截水溝的流水一般通過(guò)急流槽排入到邊溝、排水溝或自然溝渠中。對(duì)于多級(jí)挖方邊坡，每級(jí)邊坡的平臺(tái)均應(yīng)設(shè)置平臺(tái)截水溝，平臺(tái)截水溝常通過(guò)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(guò)路面橫向坡度向兩側(cè)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(shè)置12cm高瀝青表砂攔水帶，匯集路面水，每隔一定的距離經(jīng)泄水口和邊坡急流槽，排至路基邊溝。原則上每20m設(shè)假一泄水口和邊坡急流槽，攔水帶的喇叭式開(kāi)口采用對(duì)稱(chēng)布置，對(duì)于凹曲線底部，必須設(shè)置泄水槽開(kāi)口。設(shè)計(jì)中，在超高側(cè)行車(chē)方向內(nèi)側(cè)路緣帶設(shè)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(shè)假的集水井內(nèi)，而后通過(guò)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(nèi)種植灌木，為防止水通過(guò)中央分隔帶填土滲入路面基層和路基，排水設(shè)計(jì)在中央分隔帶底部及側(cè)面鋪以復(fù)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(shè)置縱向碎石滲溝，滲溝內(nèi)底部縱向設(shè)116型雙壁波紋打孔透水管一根，四周填砂礫，每80m左右兩側(cè)交錯(cuò)布設(shè)一道橫向排水管，橫向排水管出口接于邊坡急流槽內(nèi)；挖方路段在挖方起終點(diǎn)填挖交界處的填方路基內(nèi)布設(shè)一道橫向排水管，將水引出路基。

2 路面內(nèi)部排水

2.1 路面邊緣排水系統(tǒng)。一般高速公路設(shè)計(jì)均沿路面邊緣設(shè)置縱、橫向排水盲溝，來(lái)排除滯留在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的自由水，排水言溝可以采用無(wú)砂混凝土，由水泥處治的開(kāi)級(jí)配組集料組成，孔隙率設(shè)計(jì)為15%~25%，粗集料最大粒徑小大于10mm。

2.2 路面結(jié)構(gòu)層防水。在路面材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，將路面結(jié)構(gòu)層設(shè)為密級(jí)配結(jié)構(gòu)，設(shè)置一層瀝青碎石排水層。同時(shí)在水穩(wěn)定碎石層上面設(shè)置一層防水層等措施以阻止通過(guò)面層下滲的水繼續(xù)下滲，保證路基基層

具有足夠的強(qiáng)度和耐久性。

3、地下排水

地下水帶來(lái)的危害往往很大，地下水通過(guò)毛細(xì)作用侵潤(rùn)路基，使得土基強(qiáng)度降低，過(guò)多的地下水會(huì)使得路基泡軟、坍塌，并嚴(yán)重影響路面結(jié)構(gòu)的安全。在公路的使用過(guò)程中路基路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的含水量必須控制在干燥或中濕的狀態(tài)不影響其自身強(qiáng)度和穩(wěn)定性，在一般情況下，汽車(chē)荷載的作用區(qū)域達(dá)1.2~1.5m。對(duì)特重型汽車(chē)而言。作用區(qū)域可達(dá)3m，也就是說(shuō)，路面以下3m深度范圍內(nèi)的路面結(jié)構(gòu)層和土基，是特重車(chē)荷載的持力層，為了防止地下水淹沒(méi)工毛細(xì)水浸潤(rùn)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(qiáng)度延長(zhǎng)路而的使用時(shí)間。

4、構(gòu)造物排水

構(gòu)造物排水主要包括橋面排水、臺(tái)背及支檔構(gòu)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(nèi)降水。（1）橋面設(shè)置：橫坡和縱坡組成的合成坡度將積水排向行車(chē)道兩側(cè)，井通過(guò)泄水孔排至地表或地表排水系統(tǒng)中；（2）在橋面行車(chē)道外緣，墻式護(hù)攔內(nèi)側(cè)，于中粒式瀝青混凝土層設(shè)縱向排水盲溝，盲溝內(nèi)填無(wú)砂混凝土，使瀝青混凝土鋪裝內(nèi)滲水匯集縱向排水盲溝內(nèi)，再由泄水管排出；（3）橋面鋪裝內(nèi)設(shè)防水混凝土層；（4）為聯(lián)單保證橋梁上部結(jié)構(gòu)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(shè)置防水層，以隔絕瀝青混凝土層內(nèi)滲水侵入橋梁上部結(jié)構(gòu)。

4.2 臺(tái)背及支檔構(gòu)造物排水。為疏干臺(tái)后或檔墻后填料中的水分，防止由于積水而使臺(tái)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(duì)臺(tái)背及支檔構(gòu)造物采取排水設(shè)施。橋臺(tái)、涵臺(tái)臺(tái)背采用中粗砂、開(kāi)山碎石渣等透水性回填料；支檔物墻身背后設(shè)縱向碎石滲溝，滲溝外包復(fù)合工布，滲溝底設(shè)軟式透水管，透水管通過(guò)橫向PVC管與墻身表面泄水孔連接，將水排出。

5、結(jié)語(yǔ)

路面排水的重要性已經(jīng)得到公路建設(shè)者的重視，已經(jīng)在公路排水系統(tǒng)、路面排水設(shè)施、排水路面結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行了大量的研究，并且取得了很好的效果。公路的排水設(shè)施是整個(gè)公路系統(tǒng)的重要組成部分，好的排水設(shè)施對(duì)整個(gè)公路的使用性能、安全性、舒適性等都有著很大的作用。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)積極開(kāi)拓思路，加強(qiáng)對(duì)排水設(shè)計(jì)的研究，加強(qiáng)排水系統(tǒng)的適應(yīng)性、有效性，加強(qiáng)排水系統(tǒng)自身的統(tǒng)一協(xié)調(diào)，以及與周?chē)h(huán)境的協(xié)調(diào)性，使排水系統(tǒng)更好的為整個(gè)公路系統(tǒng)服務(wù)。

[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(shè)計(jì)規(guī)范[S]

[3]姚祖康.公路排水設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2002