浅谈公路边沟排水设计及注意事项

刘 翔

(甘肃省交通科学研究院有限公司，甘肃 兰州 730050)

0 概述

边沟指的是为汇集和排除路面、路肩及边坡的流水，在路基的路肩外侧设置的纵向水沟，一般和路中线平行。边沟设置于挖方地段和填土高度小于边沟深度的填方路段，其形式可分为L形边沟、梯形、碟形、三角形、矩形或U形边沟，又分为明沟和加设盖板的暗沟等多种形式，多为石块砌成，边沟可与路缘石结合为一整体。

在公路设计中，边沟设计的重要性等同于路线、路基、路面的设计，因为公路使用质量和寿命的好坏很大程度上取决于水的影响，路基中沉陷、翻浆、唧泥等很多病害都与水影响紧密相连，高速公路的修复和养护工作又非常困难，如果没有边沟，或者边沟设计不合理，水不能及时排出，就会影响到路基的稳定性。所以，我们必须从设计阶段开始重视路基排水设施，并学习先进知识和经验不断优化。

1 排水设计原则

1.1 整体规划，合理布局，尽可能少占农田，排水设计应该和当地农田水利规划相派和，防止排水设施建成后冲毁农田，或者危害农田水利。重视环境保护，防止水土流失和水源污染。

1.2 要根据工程所在地的地质和水文情况进行桥涵和沟渠的设置，不宜取消或合并自然沟渠和改变水流性质，对于重要的排水沟渠设计要留有余地，对于土质松软和坡度较大的排水沟渠，要做好防护工程；要注意全线排水设施和构造物之间的联系，使得全线形成一个完整的排水系统。

1.3 路基排水设施设计时要注意美观，并和当地自然环境相配套，排水构造物外形轮廓清晰、美观、坚固、耐用。

1.4 黄土、冻土、盐渍土等特殊地区的公路，其排水设计应该和工程的其他部位设计相配合。

2 常见的边沟类型

2.1 矩形断面边沟

在路基外侧开挖矩形土沟,采用浆砌片石和片石混凝土加固的断面型式。这种断面型式的边沟适用于降雨量较为充沛、纵坡大而冲刷严重的地区,要求公路沿线石料丰富。优点是施工简单方便,排水效果好；缺点是明沟效应严重,不易于维护清淤。

2.2 梯形断面边沟

在路基外侧开挖梯形土沟,边沟外侧可与护墙等构造物统一用片石等材料进行防护的断面型式。这种断面型式的边沟一般用于短路堑段,且不设盖板。优点是受力好,稳定性强且不易损坏,便于施工；缺点是基坑开挖大,对沿线生态破坏较大，且路容不美观。

2.3 盖板边沟

在矩形边沟上加设混凝土盖板或承载盖板的边沟型式。这种断面型式的边沟适用于长路堑路段。优点是有利于行车安全,避免了明沟效应,减少了路基边坡开挖，路容景观好,便于维护；缺点是工程费用大。

2.4 碟形断面边沟

在路基外侧设弧形浅明沟,采用素混凝土铺面防护的断面型式。这种断面型式的边沟适用于干旱少雨、石料缺乏的地区边沟较短路段。优点是有效消除了明沟效应,有利于行车安全,路容美观,工程量小,对沿线生态破坏小；缺点是排水量小。

3 边沟断面形式的选择

边沟的形式多样，并且各有不同的优点、缺点，在设计的形式选择中，要从工程所在地的施工条件、公路等级、防护要求、适用情况、工程造价等多个方面综合评价并选择，要重点发挥边沟排水功能的同时，要注意设计的原则和要求，力争到达一物多用的目的。下面做部分举例：

3.1 如果降雨量较小的区域，排水量小、排水距离短，从有助于公路绿化的角度出发，一般采用浅碟型边沟，由土沟、隔渗层、草皮三者共同组成，这类生态边沟要注意加强绿化养护，草皮修剪。

3.2 挖方路段的土质路基边沟，可以选择梯形横断面，一般内边坡坡度为1：1.0～1：1.5，外侧边坡坡度应该和挖方边坡相同，考虑到行车安全，要在路肩上设置防撞护栏，否则应该采用三角形或者碟型的横断面边沟。

3.3 对于计算行车速度≥60km/h的高速公路上，为避免“明沟效应”，建议采用隐藏式边沟，比如盖板边沟、暗埋式边沟等。

3.4 石质路基一般选用矩形断面边沟，其内侧边坡为直立坡面，采用浆砌片石防护，外侧边坡坡度和挖方边坡相同。

3.5 在降雨量非常大的地区，由于边沟的水流量大，断面应该尽可能较大，所以一般采用矩形边沟或者梯形边沟，注意防撞护栏的设计，防止失控车辆陷入沟中。

3.6 高速公路土质边沟一般采用混凝土预制拼装的U形、三角形边沟，并对全断面进行浆砌片石、水泥混凝土预制块防护。

总之，需要对当地的地理条件、降雨量、土质、边坡型式等设计因素进行综合考虑，进行认真计算和分析，选定合适边沟形式和确定相应边沟尺寸。

4 边沟设计的注意事项

4.1 边沟设计时要标出原地面的河流、沟道、水渠、水塘、水池等，沟底的高程和距离路线两侧的长度。

4.2 野外定测时应该调查沿线水流的来向和去向，在路线地形图上标出路线线位、桥涵、通道、互通立交和分离式立交、防护工程等构造物的位置。

4.3 在路基两侧边沟位置处，分别点绘纵断面设计图，并且标示出沿线构造物设计的上下游进出水口沟底高程。

4.4 要根据地形、地质、水文等情况，以及构造物上下游进出水口的沟底高程、排水口位置，进行路基两侧的边沟纵坡设计，以使得护坡道和边沟纵坡相适应。

4.5 设计中要做好边沟出水口的处理，特别是边沟水流流出路堑，进入高填方路基坡面时，应该用急流槽或者跌水形式把水引出高填方坡脚以外，防止水流冲刷路基。

4.6 设计在陡坡上方的边沟，应该用急流槽或者跌水形式，把水流通过路基的桥涵，顺畅的排出到路基的下方。

5 结语

公路边沟的形式多样，施工也较为简单，但一定不能忽视边沟的设计，因为如果只考虑边沟的机械化排水功能，而忽视明沟效应，一定会对行车驾乘人员造成紧张情绪；如果只考虑通畅排水，而忽视排水设计与当地农田水利设施相配合，对当地其他构造物造成破坏，污染了水源，一定会造成不容小觑的后患；如果忽视公路美化，那生态公路将无从谈起。所以，公路工程设计人员，应该结合当地人文、地理、水文等多种因素，综合考虑，在满足边沟排水的功能外，重视边沟的辅助作用，合理的选择恰当的边沟形式，才能够有效的节省工程造价和通车后的养护费用，提高路容景观，最大限度的发挥公路的社会效应。

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