对高速公路设计中排水的认识

何刚

[摘要]在整个高速公路体系中排水是唯一的静中之动，对高速公路的路基稳定性及路面使用寿命有着显著影响，本文就广西宜州至河池河池至百色高速公路的排水设计，结合路基边坡防护，以及特殊路基处理，并通过一定的水文计算，提出了符合该路段实际情况的设计思路，以便更好地为建设公路服务。

[关键词]公路；综合；排水设计

1、前言

首先排水在整个高速公路设计中起着十分重要的作用。排水沟、边沟、急流槽、横向排水管在整个高速公路中的作用就好像我们人身体中的血管一样。在我们的高速公路修建之前大自然就有着自己的排水系统，我们人类在大自然面前还是很渺小的，因此我们在做排水的时候得考虑顺应大自然的排水系统，结合原来大自然的排水体系。我们三个专业组其实都和排水有关，也都是在顺应大自然的排水体系，路线在选线的时候就要对所经区域的水文地质进行深入调查、勘察，查清其对公路工程的影响程度。桥组是逢沟设涵，遇河架桥，这都是在顺应大自然的排水体系，而路基上是细部的排水设计。高速公路路基路面排水设计大致包含以下两个方面的内容：①、如何减少地下水、地表汇水、农田排灌水等对路基稳定性及强度的影响，即路基排水设计；②、如何迅速排出路表水，减少雨水对路基、路面质量的影响，减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害，即路面排水设计。

2、路基路面排水设计

2.1路基排水设计

路基排水设计，分为路基内部排水和路基外部排水。路基内部排水，一般采用调整路基填土高度和处理路基基底设置隔、排水垫层等办法；路基外部排水，即采取措施把路基附近的水排出路基外。

2.1.1路基内部排水

该路段内地下水的赋存条件及分布规律受地层岩性、地貌、构造、岩石的风化程度及植被发育程度等因素控制，其主要补给源是大气降水，其次是农田灌溉补给等，局部受基岩裂隙水的侧向补给和承压水的顶托补给。因此，该路的路基内部排水主要有：

（1）、在石灰岩峰林平原区水田路段，适当抬高路基最小填土高度保证路床处于干燥状态，结合水稻田路基处理，采用换填片石等措施，既保证路基基底的承载力，又防止地表水在路基内部形成毛细水上升影响路基干湿状态。

（2）、在基岩风化、破碎的山脚填方路段，设置约60cm厚的砂砾（碎石）排水层，为裂隙水、渗水设置一个良好的排水通道，以免汇集在路基内部，使路基处于饱水状态，降低c、φ值，影响路基稳定。

2.1.2路基外部排水

该路处于雨量丰沛区，多年平均降雨量约为1500mm，降雨量4-8月最多，占全年降雨量的68%左右。在设计该路的路基外部排水时，汲取已建成的相似情况的高速公路中的经验：①、部分平原路段在汛期内，路基水不能及时排除，浸泡路基；②、地方群众干扰路基水排入当地的排水系统。

边沟设计的原则：

①、平坦路段的路堤边沟，宜以填筑式边沟为主，尽量减少路基边沟积水现象的发生。

②、路堤边沟纵坡的要求：根据规范要求，采用浆砌片石修筑的边沟为满足排水需要，边沟纵坡应不小于0.12%，由于该地区降雨较集中，本着既要解决路基排水问题，又要经济合理的原则，确定路基排水边沟沟底纵坡一般情况下不小于0.3%。通常以沿线自然地形为主确定排水方向。

③、对于路堤边沟水进入涵洞及跨越通道等情况的处理：沿线设置的涵洞有排涵、灌涵和灌排两用涵。对于需排入排涵的路堤边沟，其沟底标高不低于涵洞进口标高；需排入灌涵的边沟，其沟底标高不低于涵顶标高；而对于灌排两用的涵洞应按灌涵要求设置，特殊情况时可适当降低。为防止冲刷涵洞，原则上采用急流槽连接边沟和涵洞洞口。

④、路堑边沟排水方向及沟深：路堑边沟选用路容较好的矩形加盖边沟，通常以沿路线纵坡为排水方向。一般路段边沟深80cm，设置有中央分隔带排水管出口，以及设置超高段横向排水管出口的超高段内侧路堑边沟，则根据需要进行加深。

2.2路面排水设计

路面排水设计，主要分为路面内部排水和路面外部排水，包括：路面表面排水、中央分隔带排水、超高段路面排水及路面边部排水。

在河百高速公路路面排水设计中，摒弃排水是独立的单项工程的观念，从综合的观点出发，结合当地的自然气候、植被生长情况、以及路基防护等，积极应用新材料，统一、有机地进行排水设计。

（1）、路面表面排水

由于全线的路堤边坡采用外形较美观的拱形骨架植草、或三维植被网植草防护，气候温暖湿润，采用的草籽均成活快，易于生长，一个生长季节后，抗冲刷能力显著增强，因此，填方路段的路面水采用分散排水方式，路面水经边坡排入路堤边沟。既能保证路面水的排除，又减少了边坡的圬工，增加了路容与环境的协调性。挖方路段路面水经路拱排入路堑边沟。路肩挡土墙路段，路面水由路拱分散排除。

（2）、中央分隔带排水

以降雨重現期5年为准，宽度2m，最小纵坡（0.3%）为例，进行计算，φ10cm的横向排水管可满足97m长路段的排水需要。如果中央分隔带的横向出水口位于路堑边沟，根据排水需要，路堑边沟需由80cm至少加深到120cm，考虑该路在山区段，长度超过100m的挖方路段较多，为了减少边沟加深而增加工程造价，排水管采用φ15cm，并适当加大横向排水管的间距。为了不影响中央分隔带内通讯管线的埋设、检修，宜将纵向碎石盲沟埋设在通讯管线下方。

在中央分隔带内设纵向碎石盲沟，沟内埋设φ10（15）cm RCP排水管材汇集渗水，横向间隔约90m（180m）设置一道φ10（15）cm PVC排水管排水，在正反坡变坡的凹曲线最低处前后各增设1道。横向排水管的出口尽量选在填方或者填挖结合处。

RCP排水管材是类似“方便面”形状外包反滤土工布的圆柱体，是一种新型排水材料，排水性能优于带孔的PVC排水管，且造价低。

（3）、超高路段路面排水

超高段排水设计主要由纵向集水管，横向排水管及急流槽（边沟或边沟下暗沟）三部分组成。纵向集水管设置在路基内侧的路缘带，主要取决于排水能力、不影响路容、行车安全、养护方便等；横向排水管的管径决定排水能力；急流槽（边沟或边沟下暗沟）是将横向排水管的水引出路基。如果横向排水管从路堑引出，必须调整边沟：①把路堑边沟由80cm至少加深到150cm，或②在路堑边沟沟底设置纵向暗沟；由于山区长挖方路段较多，其汇水面积较大，若采用暗沟，则无法迅速排除横向排水管中的水，所以采用加深路堑边沟的方式。

（4）、路面边部排水

挖方及零填路段通过设置于土路肩的无砂砼排入路堑边沟。填方路段由于土路肩培土比硬路肩低5cm，路面内部汇水，可以直接通过上～中面层的层间及由透水性填料填筑的土路肩排除。

3结束语

本文通过总结宜河高速、河百高速公路排水设计的一些设计经验，并参考了不同地区高速公路排水设计的一些设计方法；对排水设计与路基路面的综合设计进行了比较全面、系统的论述。从文中可以得出以下两点结论与建议：

（1）、在高速公路经过大片良田的地区，排水设计时，应根据不同的地区特色，在不突破规范的前提下，通过调整排水设施，尽可能少占农田。

（2）、路基路面排水设计不是孤立的一个分项工程，应针对不同地区，不同的地形地貌、自然气候条件，结合路基路面、绿化等其他部分的设计原则，以及尽可能采用新材料、新技术等，进行综合设计，既保证排水要求，又可以美化路容，降低工程造价，方便施工。