高速公路超高路段路面排水系统探讨

孟国君

【摘要】随着交通量的增加，对高速公路路基路面的稳定性提出了更高的要求。但目前高速公路超高路段路面排水系统侧重于把地表水排至路基外，忽视了内部滞水对路基路面稳定性的影响。本文对高速公路超高路段路面排水质量控制的影响因素，及其排水系统设计和施工过程中应该注意的措施进行了分析，以便提高工程质量。

【关键词】高速公路；超高路段；路面；排水系统

高速公路超高路段因其边坡稳定性极为重要，对路面排水也提出了更高的要求。在公路施工过程中，地表水或者地下水的渗入很容易导致路基土体抗剪力下降，使超高路段路基出现塌陷和翻浆等问题。同时路基是上部路面结构的基础，当路基遭到破坏后，在车辆荷载作用下，将加剧上部路面结构破坏。另外，运营中，水对于路基路面稳定性的影响与当地的气候以及土质有关系。总之，导致路基路面水害的原因较复杂，控制方法也不同，应根据具体情况有针对性地处理，采用合理的路面排水系统。

一、高速公路超高路段路面排水质量控制的影响因素

雨水是影响高路堤的主要因素，主要通过路基坡面和路肩渗入来影响路基的稳定性。降水越多，路基土体含水量就会越大，沉降量或者上升量也会提高，进而使得其强度和稳定性降低，最终影响路面的承载力。高速公路超高路段路面排水质量控制的影响因素主要表现如下：

1、路基碾压不密实

在高速公路超高路段路基施工过程中，若路基土含水量不满足最佳含水量要求，路基碾压达到一定的密实度后，如果继续使用重型机械碾压，就会导致土体出现裂缝，使得土的强度大大降低。此外，土体的含水量过高还会产生冻胀。据相关研究证明，含水量达到了最佳含水量的1.2倍时，冻胀值要比后者的冻胀值高出2倍之多。

2、路基沉降大

如果高速公路超高路段路基土体含水量高于最佳含水量，路基压实度难于满足设计要求，同时容易出现形变和裂縫的现象。路基填筑完成后，内部的水分会逐渐蒸发，使得土体收缩并产生形变，密实度增加，进而使得路基出现纵横向的收缩裂缝，路堤出现沉陷。且土的塑性指数也会增大，进而加剧路基土体收缩，造成路基沉降加大。同时，路堤内路基土水分蒸发不均，路基边坡暴露面路基土水分蒸发较快，而路基中部的水蒸发很慢，从而导致路基边部的土体收缩和形变程度要明显大于路基中间处的土体，最终会导致堤路面边部出现裂缝，这种情况对于高填方路基尤为严重。

3、雨水的作用

降雨时，水会进入和滞留在路面表面上的沥青混凝土的孔隙之中，但排出的速度十分缓慢，一般需要经过数周甚至是数月才能够被排除。路面结构就好像是安置在封闭的槽式一样，滞留在路面结构中的水会浸湿路面结构中的材料和路基土。加上车辆荷载作用形成压力水，进而冲刷路基路面结构，导致路面出现脱空等问题，从而降低路基路面强度，同时导致路面结构层产生变形。最终使路面结构破坏，从而降低路面结构承载力。

二、高速公路超高路段路面排水系统的质量提高措施

为了最大限度地降低水对高速公路超高路段路基路面的影响，对于路面结构应采取以下措施：面层应采取密实性较好的材料，减少降水进入路面结构；并设置排水基层，确保路面结构层内的水及时排出等。对于路基部分，应针对性不同路段采取不同的控制方法。

1、做好排水系统的设计

根据汇水面积计算横向排水设置的距离，管径。

2、做好施工

（1）对填方路段的控制

对位于山谷段填方路基易出现水毁的问题，在该处进行施工时就要考虑排水处理，保证路基的两侧边坡排水顺畅，避免因为水而导致路堤浸泡软化而遭到破坏。在路基填筑时，应严格选用路基填料，采用具有较高强度和水温稳定的材料，诸如砂性土。该填料含有一定的粗颗粒，能够保持路基的强度和水稳定，而且其中含有的细颗粒又具有较好的粘结性。使用该种填料在填筑时容易被压实，且平整度也好。路基填料不好，会给后期施工带来不利影响。尤其是使用一些粉土含量较大的填料，很容易增加路基的含水率，导致翻浆现象的出现。

（2）对挖方路段的控制

对于挖方路段，应该根据区域地貌情况合理设置截水沟，避免水对挖方的边坡产生冲刷，确保边坡的稳定。在挖方施工中，也经常出现边坡滑坡的现象，主要是因为设计坡度同实际边坡特性不符导致的。加上水的影响，在自重增加而抗剪力降低的条件下，就会导致滑坡现象的出现。为了确定边坡的坡度、避免滑坡，应该先对边坡土质的含水量以及密度进行实验，得出相关参数，通过一定的方法来确定坡度。

（3）对软土地基段的控制

对于软土路段，应根据实际情况采用合适的方法做硬化处理，可通过换填来改善路基的强度和使用性能。软土路基段容易出现渗水现象，路基软土换填前，应在路基外设置排水沟排除渗水，避免换填后渗透浸泡路基影响其稳定性。若路基外侧水沟中有渗水，渗水将浸入路基内部，降低路基土抗剪性影响路基的稳定性。由此可见，在渗水严重的软土地段进行排水十分重要。若在换填前没有做好排水，还可以通过盲沟弥补。通过使用碎石盲沟的方法，把路基浸泡的水排出去，使得路基处于干燥的状态，确保其稳定。

此外，在路槽调整后还应该做好路基的养护措施，确保路基两侧的排水系统顺畅，避免水对边坡产生冲刷。实验发现，若公路路面上存在一个小水坑，经过车辆重复碾压，水坑会不断地增大，进而导致其周围的路基遭到破坏。因此，及时排出路基的水，确保路基干燥十分重要。

（4）对填挖交界处的控制

对于填挖的交界处，应对原地面进行清表处理。横坡较大的情况下，应对边坡进行凿毛和挖台阶处理。同时，路基过程中应做好临时排水措施，避免水进入填方体中，导致方体自重增加，降低路基土抗剪力能力。在外界荷载作用下，方体就会因此而出现局部下滑的现象，致使路面遭到破坏。因而，对填挖的交界处应该严格处理。

根据集水管和出水管的排水能力Qo=设计流量Q，由此可确定所需的管径D。

三、总结

高速公路超高路段路面排水系统的设计与施工质量，对路基路面的稳定性有着直接的影响，若质量下降，将导致公路承载力降低影响公路质量，进而导致公路交通事故频发。因此，只有各方足够重视，才能确保公路的建设质量。

参考文献

[1]来胜祥.多年冻土地区路基热稳定性分析和路面结构响应研究[D].北京：北京交通大学，2012.

[2]赵江.路基路面在降雨条件下渗流分析及边坡稳定性研究[D].昆明：昆明理工大学，2009.

[3]王林.差异沉降条件下拓宽路基稳定性及路面结构层附加应力的研究[D].西安：长安大学，2013.