关于公路排水问题的探讨

2015-08-15胡奕荣南平通辉工程咨询设计有限公司福建南平353000

江西建材 2015年19期

■胡奕荣 ■南平通辉工程咨询设计有限公司，福建南平 353000

公路排水设计的目的，是为迅速排除降落在公路路界内的地表水，将公路上侧方的地表水和地下水排到公路的下侧方，以防止公路路基和路面遭受地表水和地下水的浸蚀、冲刷等损害［i］。在公路设计中，通过改善路面结构、加强排水措施是路面排水设计的一个方面，但是，从公路几何设计的角度来改善路面排水则是更有效、更彻底解决路面排水问题的办法。本文将讨论公路几何设计中与路面排水有关的横断面、纵断面以及平纵面组合设计。

1 横断面设计

1.1 路拱

为了迅速排除路面的雨水，将路面做成路拱的形式。高速公路、一级公路整体式路基的路拱宜采用双向路拱坡度，由路中央向两侧倾斜。位于中等强度降雨地区时，路拱坡度宜采用为2%;分离式路基的路拱，宜采用单向横坡，并向路基外侧倾斜，也可采用双向路拱坡度。二级公路、三级公路、四级公路的路拱应采用双向路拱坡度，由路中央向两侧倾斜。路拱坡度应根据路面类型和当地自然条件确定，但不应小于1.5%。常用的路拱形式有直线形和抛物线形2 种。抛物线形路拱造型美观，没有路中尖顶，路面中间部分坡度较小，两侧坡度较大，有利于排水。

1.2 路肩

硬路肩的横坡:直线路段的硬路肩应设置向外倾斜的横坡，其坡度值应与车道横坡值相同。路线纵坡平缓，且设置拦水带时，其横坡值宜采用3%～4%。考虑载重车在横坡值较大的硬路肩上停靠易失稳，当曲线超高≤5%时，曲线路段内、外侧硬路肩横坡值和方向与相邻车道相同;当曲线超高＞5%时，横坡值应不大于5%，且方向相同。土路肩的横坡:位于直线路段或曲线路段内侧，且车道或硬路肩的横坡值≥3%时，土路肩的横坡值应与车道或硬路肩横坡值相同;＜3%时，横坡应比车道或硬路肩的横坡值大1%～2%;位于曲线路段外侧的土路肩横坡应采用3%或4%的反向横坡值。

1.3 中央分隔带的排水

浅碟式中央分隔带:对浅碟式中央分隔带，在中央分隔带内设置纵向浅碟式排水槽，采用15 号水泥混凝土现浇，结合路线纵坡，排水槽纵坡应大于等于0.3%，以利排水。落入中央分隔带及超高路段超高外侧的路面降水，通过浅碟式排水槽汇集，并通过依计算每隔一定距离设置的集水井和横向排水管排出路基以外。齐平式中央分隔带:齐平式中央分隔带表面，一般采用水泥砼予以加固，也可以采用直接摊铺沥青砼路面结构层予以加固，这样，减少了路面接缝，从而减少了路表水的下渗。正常路段落入中央分隔带的降水，沿路面横坡向两侧排流;超高路段，超高外侧路面水一般沿超高横坡，经加固的中央分隔带和内侧路面表面排出路基以外。

凸起式中央分隔带:凸起式中央分隔带顶面一般采用部分圆柱形，对于落入其中的降水，绝大部分沿圆柱面排出，但有少部分水渗入中央分隔带，为阻止渗入其内的水进一步渗入路面结构层及路基内，在路面结构层端部，采用2cm 厚水泥砂浆抹面，并涂一层沥青，同时铺防渗土工布，在其底部设置纵向碎石盲沟，并在路两侧每隔一定距离左右交错设置直径10cm 的塑料排水管，外包15 号水泥混凝土，使雨水排出路基范围，在碎石盲沟上铺透水土工布，以便与回填土隔离

2 纵断面设计

在纵断面设计中，主要是纵坡和竖曲线的设计。《公路路线设计规范》(JTGD20—2006)［ii］指出公路的纵坡不宜小于0.3%。横向排水不畅的路段或长路堑路段，采用平坡或小于0.3%的纵坡时，其边沟应作纵向排水设计;同时也规定在超高过渡的变化处，合成坡度不应设计为0%，当合成纵坡小于0.5%时，应采用综合排水措施，保证路面排水畅通。纵坡的大小对路面排水的形式和边沟设计都有不同程度的影响。较大的纵坡能形成较大的合成坡度，减少雨水在路面上的滞留时间，有利于路面雨水的排除。当纵坡较小甚至是平坡时，合成坡度也较小，路面水流流线长度增加，雨水在路面上的滞留时间也增加，此时，主要靠路面横向排水，但易造成外侧行车道和路肩排水不畅问题，产生路面积水。如果横向排水不畅，就会影响整个车道的排水。所以在纵断面设计时，应尽量满足排水的纵坡要求，特别是在横向排水不畅的路段上或者车道数较多的公路上更应注意。

3 平纵组合设计

平纵组合设计不仅要满足驾驶员视觉心理上的要求，还应满足路面排水的要求。在进行平纵组合设计时应注意:(1)尽量做到平曲线与竖曲线完全对应，且平曲线比竖曲线更长，即“平”包“竖”。这种组合能较好地满足路面排水的要求，特别是竖曲线为全凹竖曲线和全凸竖曲线时。如果平曲线与竖曲线完全对应，则圆曲线段与竖曲线的底部(顶部)对应，而圆曲线上存在的超高，有较大的横向超高坡度，所以该段的合成坡度也较大，有利于路面排水。(2)若平曲线与竖曲线错开，要避免凹(凸)形竖曲线的顶点位于平曲线的缓和曲线上，特别要避免位于超高过渡的零坡断面附近处。由于曲线的超高过渡段一般设置在缓和曲线上，曲线外侧的车道在超高过程中会出现一个零坡断面以及横坡较小的一段，如果全凹竖曲线(全凸竖曲线)的底部(顶部)与该处重合，则该段外侧车道的合成坡度就很小，不满足路面排水的要求，路面会出现排水不畅和积水的现象。(3)要避免凹(凸)形竖曲线的顶点位于S 形平曲线的拐点上。在S 形平曲线的拐点附近，由于超高过渡，也会存在一个零坡断面以及横坡较小的一段，如果全凹竖曲线(全凸竖曲线)的底部(顶部)与该处重合，也会同(2)一样，造成S 形平曲线的拐点附近路面排水不畅。