二級公路排水系統(tǒng)的設(shè)計對道路使用功能的影響研究

蒙宜宗

摘 要：二級公路排水系統(tǒng)設(shè)計嚴(yán)重影響其使用壽命，由于深入到路基中的水不能及時排出去，造成公路的強(qiáng)度和穩(wěn)定性都受到影響，在行駛車輛的作用下，容易使路面產(chǎn)生不均勻的下沉，造成公路路面斷裂等現(xiàn)象。這些問題嚴(yán)重影響了道路的使用，給行車舒適度和安全性造成隱患。因此在二級公路建設(shè)過程中，應(yīng)更加注重排水系統(tǒng)的設(shè)計，使其發(fā)揮最大的使用功能。

關(guān)鍵詞：二級公路；排水系統(tǒng)；設(shè)計；使用功能

中圖分類號：U417.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）24-0072-02

Abstract： The design of secondary highway drainage system seriously affects its service life. Because the water that goes deep into the roadbed cannot be drained out in time， the strength and stability of the highway are affected. Under the action of moving vehicles， it is easy to cause uneven subsidence of the road surface， resulting in road surface fracture and other phenomena. These problems seriously affect the use of roads， causing hidden dangers to driving comfort and safety. Therefore， in the process of secondary highway construction， close attention should be paid to drainage system design， so that it gives full play to its use and function.

Keywords： secondary highway； drainage system； design； use and function

公路是經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。二級公路是我國公路等級中的一種類型，位居一級公路之后、三級公路之前，在實際道路建設(shè)中運用廣泛。二級公路的主要功能是連接具體的行政中心、交通樞紐、商業(yè)地帶、住宅社區(qū)、工業(yè)礦區(qū)或旅游景點等，以較少的投資和造價修建盡可能寬敞筆直的路面是其重要特點，綜合運用最為廣泛。

近年來，我國公路建設(shè)得到快速發(fā)展，但是由于設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)等多方面的原因，造成公路實際使用年限達(dá)不到設(shè)計年限，特別是二級公路排水系統(tǒng)設(shè)計不完善，嚴(yán)重影響道二級公路的使用。

1 二級公路排水設(shè)計

1.1 路基排水設(shè)計

因為地下水和地面的積水會影響道路路基的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，所以必須及時將路基積水排出。路基的排水方式多種多樣，最常見的主要通過排水溝等將路基積水排出，或者借助原有的排水溝渠、河流等天然條件排出積水。

1.1.1 地面排水

二級公路路面排水一般都是通過路邊溝渠進(jìn)行排出，經(jīng)過溝渠排放的積水應(yīng)遠(yuǎn)離路基，將其導(dǎo)入河流、排水渠或土坑內(nèi)，但人工養(yǎng)殖的魚塘除外。當(dāng)排水溝與涵洞、通道發(fā)生交叉時，我們應(yīng)當(dāng)將積水直接排入涵洞。在挖方地段，我們還應(yīng)設(shè)置截水溝，其形狀為梯形，面積大約為0.4平方米左右，坡頂也應(yīng)當(dāng)設(shè)置梯形截水溝，面積為0.6平方米左右，用來排出坡面積水。

1.1.2 地下排水

地下水一旦不能及時排出給公路的使用帶來的影響是很大的，地下如果長時間積水，會引起公路的塌陷、斷裂，增大公路的維修成本，還會嚴(yán)重影響車輛的行駛安全，如果在河流交匯的地區(qū)修建公路，必須對優(yōu)化地下排水設(shè)計，對其加以重視。我國的地下水儲量是很大的，為了保證公路路基的穩(wěn)定，必須及時將地下積水排出。對于地下水量較大的地區(qū)，路基一般都設(shè)計成路塹的形式，盡可能將道路兩側(cè)的邊溝挖深、挖寬，用來阻攔地下水和降低地下水位，其余邊溝的寬度和深度應(yīng)當(dāng)根據(jù)地下水位及具體地形情況而定。

1.2 路面排水設(shè)計

1.2.1 一般路段的路面排水

一般路段是不設(shè)定超高的路段，路面排水方式根據(jù)道路路線縱坡主要采用分散漫流和集中截流兩種形式排水。當(dāng)路線縱坡率小于0.3%時，路面排水主要采用分散漫流式，路緣石應(yīng)采用水泥混凝土材質(zhì)的平緣石，路面水沿著縱坡和橫坡經(jīng)過路堤邊坡排進(jìn)邊溝；當(dāng)路線縱坡率大于等于0.3%時，路面排水主要采用集中截流式，這種方法是在路肩邊緣，土路肩范圍內(nèi)設(shè)置瀝青混凝土材質(zhì)的攔水緣石，利用他們匯集路面水，每間隔一定距離，經(jīng)泄水口流入邊坡急流槽，排放到路基邊溝內(nèi)。

1.2.2 超高路段的路面排水

對于限高的路段來說，路面水很容易浸占超高側(cè)的行車道，很大程度上影響了車輛的行車安全。二級公路應(yīng)在超高側(cè)行車方向左側(cè)路緣帶設(shè)置縱向排水溝，并每間隔一段距離設(shè)置集水井，這樣就可使超高側(cè)路面積水沿著縱坡及橫坡流入排水溝槽。

1.2.3 路面結(jié)構(gòu)排水防滲措施

二級公路面層主要材料是瀝青碎石，基層與底層材料均為半剛性。無論哪一種類型材質(zhì)的面層總會透水，而且半剛性基層的裂縫將加大面層的漏水，如果沒有及時將路面積水排除，積水將逐漸滲透到基層之中，并影響路基的穩(wěn)定性，從而影響道路的使用功能，因此，二級公路應(yīng)當(dāng)在基層頂面鋪設(shè)瀝青封層，減少半剛性基層的反射裂縫對瀝青碎石路面層的影響，并阻止通過面層的積水進(jìn)一步滲入基層，影響道路結(jié)構(gòu)。

1.3 路基防護(hù)設(shè)計

1.3.1 路堤邊坡防護(hù)

對于常見的土質(zhì)路堤，其路堤填料主要是含水量不同的粘性土、風(fēng)化石等。由于路堤的高度較高，所以邊坡的防護(hù)應(yīng)當(dāng)引起我們的重視。我們應(yīng)結(jié)合實際，將邊坡防護(hù)、排出積水二者相結(jié)合。在二級公路施工中，采用分散漫流方式排水的路段，邊坡防護(hù)時應(yīng)采用25cm厚，7.5級漿砌片石進(jìn)行砌筑。采用集中截流方式進(jìn)行排水的路段，路基邊坡通常是采用植樹種草的方式來防護(hù)。

對于砂土路堤。由于砂土路堤受雨水沖刷后，導(dǎo)致其穩(wěn)定性差，留下了安全隱患。為了探求砂土路堤有效的防護(hù)方法，我們在這一路段進(jìn)行了滿鋪漿砌片石進(jìn)行防護(hù)試驗。為防止?jié){砌片石開裂導(dǎo)致雨水沖刷路堤，我們用有紡?fù)凉げ即鎮(zhèn)鹘y(tǒng)的砂礫墊層。實踐證明，這種防護(hù)方法可以有效地減少雨水對砂土路堤的沖刷，從而確保路基的穩(wěn)定性能。

對于石質(zhì)路堤，為了防止邊坡沖刷，我們通常采用30cm厚，7.5級漿砌片石滿鋪的方法進(jìn)行護(hù)坡防護(hù)；在被風(fēng)化得石灰?guī)r中，被風(fēng)化得部分穩(wěn)定性相對較差，未風(fēng)化部分相對堅硬，刷坡較難，所以邊坡采用7.5級漿砌片石矮擋墻臺階式護(hù)坡。實踐證明，這種防護(hù)方式可以有效地防止雨水的入侵，保證石質(zhì)路堤的穩(wěn)定。

對于橋頭路堤。二級公路的橋頭填土普遍較高，邊坡如果得不到很好的防護(hù)，邊坡被沖刷，甚至被掏空，將會導(dǎo)致橋臺內(nèi)部的填料流失，危及橋臺的安全，嚴(yán)重影響車輛的行駛安全。因此，施工中要求橋頭路堤采用30cm厚，7.5級漿砌片石滿鋪的方式進(jìn)行護(hù)坡，橋頭應(yīng)設(shè)置人行通道，也可以作為橋頭的排水溝槽，以確保橋頭路堤不被沖刷。

1.3.2 土路及護(hù)坡道防護(hù)

二級公路路基邊坡防護(hù)方法很多，我們主要采用植被防護(hù)。公路排水系統(tǒng)與邊坡防護(hù)是二級公路設(shè)計的重要組成部分，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)實際情況，如公路等級、降雨強(qiáng)度、地下水、地形、地質(zhì)、土類、材料等情況綜合考慮，采用科學(xué)合理的措施，保證公路的使用性能。

1.3.3 路塹邊坡防護(hù)

土質(zhì)路段的路塹邊坡防護(hù)主要采用漿砌片石，石質(zhì)路段通常采用護(hù)面墻或漿砌片石護(hù)面防護(hù)，上邊坡應(yīng)當(dāng)進(jìn)行分級防護(hù)，護(hù)面墻應(yīng)每5米為一級，并設(shè)置2米寬平臺及40平方厘米的平臺截水溝，深度不足5米的應(yīng)設(shè)置漿砌片石護(hù)面。邊坡頂部應(yīng)用寬0.25米漿砌片石進(jìn)行鋪砌，其外側(cè)再用原土夯實，以免邊坡水流沖刷，滲入墻后引起破壞。護(hù)面墻及漿砌片石護(hù)面縱向每隔10米設(shè)置一道2厘米寬的沉降縫，并用瀝青麻絮填塞縫隙，且上、下、左、右每隔2米交錯設(shè)置l0平方厘米的泄水控，孔后設(shè)反濾層。

2 排水設(shè)計對道路使用功能的影響

2.1 嚴(yán)重影響路面的行車安全

當(dāng)?shù)缆放潘粫硶r，路面會有大量的積水，一旦有車輛經(jīng)過，濺起的水花產(chǎn)生水汽，會影響駕駛員的視線，影響行車安全。如果遇到低溫天氣，路面的積水又不能及時排出，那么積水便很容易結(jié)冰，導(dǎo)致路面光滑，當(dāng)車輛經(jīng)過時，汽車輪胎與地面的摩擦力大大降低，極易打滑，導(dǎo)致交通事故頻發(fā)。

2.2 影響路面質(zhì)量

路面的積水會通過施工時因施工問題留下的一些空隙，進(jìn)入到道路結(jié)構(gòu)內(nèi)部。如果道路內(nèi)部結(jié)構(gòu)長期被積水浸泡，會導(dǎo)致材料之間的粘附性下降。再加上熱脹冷縮和行車荷載的作用，會使路面出現(xiàn)斷裂、坑槽等現(xiàn)象，行車的舒適度大大降低，影響行車安全。

2.3 影響路面的穩(wěn)定性

由于路面的積水沒有及時排出，導(dǎo)致大量積水在道路表面形成自由水，當(dāng)這些積水滲透到一定的深度時，積水會進(jìn)入道路內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如果結(jié)構(gòu)長時間被水浸泡，會導(dǎo)致路面發(fā)生下降。

2.4 排水失效對路基的影響

如果路基長時間被積水浸泡，會導(dǎo)致路基內(nèi)部的土體軟化，會出現(xiàn)嚴(yán)重的問題，如坍塌、翻漿等現(xiàn)象。除了這些影響外，路基還會出現(xiàn)凍脹、滑坡等現(xiàn)象，改變路基土層的受力狀況以及土質(zhì)的含水量，使土層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，進(jìn)而受到影響，破壞了路基的穩(wěn)定性。排水失效還加劇了路基的濕陷現(xiàn)象。路基內(nèi)部結(jié)構(gòu)在積水的影響下，降低土壤的粘黏性，使得內(nèi)部土壤的聯(lián)結(jié)性變差，從而使路基的負(fù)載力降低。

綜上所述，排水失效對道路的使用有很大影響。若想使二級公路的實際使用年限達(dá)到設(shè)計年限，提高公路的質(zhì)量，必須加強(qiáng)公路排水系統(tǒng)的設(shè)計，及時排出積水，保證路面的穩(wěn)定，為人們提供更加安全的駕駛環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃博.二級公路路基路面排水設(shè)計分析[J].低碳世界，2016（25）：223-224.

[2]張洪亮，王秉綱，張春雷，等.平原區(qū)低路堤高速公路排水系統(tǒng)研究[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，29（02）：211-215.

[3]王小龍.公路排水系統(tǒng)設(shè)計對道路質(zhì)量的影響研究[J].科技與企業(yè)，2014（16）：228.

[4]陳迪鵬.高等公路路面排水設(shè)計分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（31）：226.

[5]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）：198.