路基路面排水设计探析

2013-04-17张文忠

交通运输研究 2013年3期

张文忠

（新疆新纪元公路设计有限责任公司，新疆乌鲁木齐 830000）

0 引言

公路路基设计及施工质量对公路路基、路面稳定性和其使用寿命具有明显影响，其中公路排水设计应从如何减少地下水及农田排灌用水对路基的稳定性、强度产生的影响以及如何将路表水及时排出路基以外，并实现最大限度的减少雨水对路基和路面质量产生影响，降低由于路面排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构及其使用性能造成的损害等两个方面考虑，以下从路面排水设计的原则及措施等角度进行了论述。

1 路基路面排水设计原则[1]

1.1 路基排水设计原则

在进行路基排水设计时应充分利用地形优势和自然水系的特点，因地制宜的进行全面规划，并应注重经济进行综合治理，若需设置排水沟渠则避免路线过长以免水流汇集而保证能够及时疏散；路基排水设计时应与农田水利配合，必要时应增设涵管孔径，以保证农业用水对路基稳定性产生的影响，并利于农田排灌，若需将边沟和农田灌溉渠道合并则应加大边沟断面，急时加固以防路基危害发生；设计时应对地质条件和水源进行深入调查以对排水系统进行全面规划，在桥涵布置时应与路基排水配合，并应注重平面和竖直方向布置相结合，若遇排水不畅或遇有不良地段则应加强路基防护；同时在设计时应防止附近山坡水土流失，尽量避免改变水流性质及破坏天然水系，在布设人工沟渠时应选择有利地质条件，若遇特殊地段则应采取适当防护和加固措施。

1.2 路面排水设计原则

为避免雨水或冰雪融水降落到地面则应设置路面横坡以保证水向两侧排流，避免车道内积水；如路面底部路堤较多且边坡没有采取防护措施，则会导致路面遭受路表水体冲刷，该种情况则应在路面边缘设置拦水带，以便于将路面水汇集并统一通过泄水口或急流槽将其排离路堤，在设置拦水带时应避免拦水带高度超过右车道边缘或中心线的现象。

2 路基排水设计

2.1 路基地表排水设计

2.1.1 边沟

边沟用以将路基范围内少量地面水汇集并排除，一般为梯形、矩形和三角形等多种断面形式，常设置在挖方路基路肩外侧或设置于低路堤的坡脚外侧，多与路中线平行且排水量较小，设计过程中一般不进行水文和水力计算，边沟出水口间距应结合环境及地理位置差异而不同，若出水口排水困难则应进行特殊设计，其纵向坡度应与公路纵坡坡度一致；边沟水体进入寒冬或跨越通道则应在沿线设置涵洞，对需要排入排涵的边沟则应控制其边沟沟底标高不低于涵洞中心标高，若边沟排入灌涵则其沟底不应低于涵顶标高，如边沟为灌排两用则应按照灌涵设置边沟，特殊情况可适当降低标高，同时为防止冲刷涵洞应采用边沟急流槽将边沟和涵洞洞口连接，并应保证边沟尽量少穿越通道，若排水需通过通道进入涵洞则应优先采用盖板涵，若情况特殊也可采用边沟倒虹吸来穿越管道[2]。

2.1.2 截水沟

设置截水沟主要是对路基上方地表径流进行截引，以防挖方边坡和路堤坡脚被冲刷和侵蚀，同时可减轻边沟的泄水负担，一般截水沟宽200～500mm，若宽度超过500mm则应在截水沟中间增设泄水口，截水沟断面一般采用梯形，沟底宽度不宜小于0.5m，沟底纵坡设计应不低于0.5%，若当地地质或土质条件较差可能会发生渗漏或变形则应采取适当的防水措施排水。

2.1.3 排水沟

排水沟设置应远离路基，其距离路基坡角不宜小于2m，其连续长度宜短不宜长，一般情况下排水沟纵坡在0.5%～1%范围内。

2.1.4 跌水与急流槽

该种排水方式适用于陡坡地段的路基路面排水，其构造适用于水位落差较大需要消能的地段，其可分为单机和用于较长的陡坡地段为减缓水流速度的多级两种，沟底分为等宽和变宽多种类型，急流槽则多用于山区公路路基排水及沟渠排水，多用于高路基边坡，其主要通过路堤边坡上的急流槽或集流管将拦水带部位泄水口的水进行汇集并集中排放。

2.2 路基地下排水设计

2.2.1 暗沟

主要用于对泉水和地下集中水流进行排除，该种设施不具备渗水和汇水功能，其横断面常为矩形，沟底和沟壁则多采用浆砌片石或水泥混凝土砌筑，设计时应保证其盖板顶上部填土厚度超过0.5m，暗沟沟底纵坡一般不应小于1%，如遇特殊情况也不应低于0.5%，其出水口部位应加大纵坡，并应高出地表排水沟水位0.2m以上。

2.2.2 渗沟及渗井

其主要功能是降低地下水位和拦截地下水，常用于地下水流量较小的地段，该种方式存在容易淤塞的缺点，洞式及管式渗沟则多用于地下水流量较大且引水段相对较长的地段，但一旦条件允许则应优先采用该种方式。

3 路面排水设计

3.1 路面表面排水设计

路面表面排水应充分利用路线或匝道纵坡、路拱横坡或超高来将表面水排出，其纵坡坡度应不低于3‰，若路面存在中央分隔带则应充分利用分隔带，对未设置分隔带的匝道其有无超高排水采取相同方式；对无超高路段则可通过路面横坡将路面表面水体向路基两侧横向排流，路堑段则可将路面水汇至边沟，路堤段则应在路肩外侧边缘设置拦水带以将路面水汇至拦水带同路肩铺面构成的浅三角形过水断面内，并通过设置的泄水口或急流槽进行集中排放；超高段则应采用中央分隔带暗排水，超高侧路面水可通过中央分隔带进入纵向排水沟后进入集水井，后通过横向排水管和急流槽排至路堤外或排水沟内，或通过过水槽将路面水引致边沟，超高段应每隔一段距离设置一道过水槽，其与路缘石间应连接密实以防止渗水。

3.2 中央分隔带排水

中央分隔带部位排水设计时应设置底坡不超过3%的纵向矩形盲沟进行汇水，后每隔30～50m设置一道横向排水管以将盲沟内水引出路基，并在出水口处路基内设置土工布防渗层以防水从侧面向路基渗透，同时在需要防渗的部位应先涂刷水泥砂浆作为稳定层后涂刷一层沥青和土工布以增强防渗效果，既实现增强沥青同土工布间的粘接效果有充分利用水泥砂浆自身的防水作用。盲沟底部应埋设直径在5cm左右的透水管，并在横向排水管埋设位置设置小窖井以便于沟内清理，若盲沟和其他管线冲突则应将盲沟设置于管线下方，并在二者间铺设土工布以免将分隔带内排水阻断[3]。

3.3 路面内部排水

路面排水即将从路面接缝、裂缝等部位渗入路面结构内部的水体，或经过路肩内渗入并滞留在路面内的水分排出，一般通过设置路面边缘排水系统、排水基层和排水垫层等形式进行排放。首先在路面修筑时应保证混凝土级配采用密实骨架型以减少水体的渗入量，并避免石料的不均匀性以提高面层的氺稳性，若为沥青面层则应保证粒料最大粒径同沥青层厚度相匹配，减少施工中因离析而产生的不均匀，并在基层和面层间设置防水层，实现既可防止渗水向基层渗透，且即使存在渗水也可通过防水层向路面两侧排流。

路面排水系统当前多采用排水基层排水系统、排水垫层排水系统和路面边缘排水系统等形式，设计时应结合路面类型、车道宽度来确定路表水的渗入量，依据地表水渗入量来确定集料的渗透系数，选择排水管道的孔径及出水口间距以确定泄水能力，同时应保证排水管的泄水能力大于表面水的渗入量。