高速公路路基防排水设计和施工“微创新”

俞冬旺 桂国文 周丽霞

(江西省公路桥梁工程有限公司 南昌 330029)

路基边坡稳定性是路基质量的一个重要指标。在实际工程中，除了路基压实度、路基填料、地下水位、边坡坡比等因素，路基边坡排水及边坡防护质量对路基边坡稳定性也有着很大影响[1-3]。在路堤成型后，路堤边坡的绿化及边坡防护成型需要较长一段时间，特别是边坡绿化草皮生长受季节影响较大。而在这段时间内，路堤边坡及防护很容易被雨水冲塌、损坏，进而影响路堤质量，并且可能对当地百姓的农作物及房屋造成损害。因此如何预防或减少路堤边坡受到雨水冲刷具有非常可观的实际工程意义[4,5]。

1 防排水工程

防排水工程对于公路路基及边坡稳定性、耐久性、安全性有着显著影响[6]。防排水的目的就是有效汇集降落在路界范围内的地表水，并迅速将其排除至路基范围外天然沟道或积水池中，同时将路界外可能流入的地表水拦截在路界范围以外，并将路基地下水引排到公路下侧方，避免路基和路面结构遭受地表水或地下水浸湿、冲刷等作用[7,8]。

路基排水系统由排水沟、边沟、平台截水沟及山坡截水沟、横向排水管、人字形骨架防护泄水槽、各种型式急流槽、跌水、天然河沟等组成[9,10]。路堤段排水沟为梯形混凝土预制排水沟，沟底净宽60cm,沟深80(60)cm,预制构件厚度为10cm。预制排水沟施工的关键点在于线型把控。要用GPS放出路基填方坡脚线和排水沟中心线，确保路基填筑宽度和护坡道宽度。

路堤高度H>4m时边坡采用预制块人字形骨架形式进行防护，骨架内植草，设置排水槽，使得坡面水沿排水槽流下，减小汇水对坡面冲刷；桥头锥坡后9m长范围内，当为涉水桥梁时，路基边坡采用浆砌片石防护；当为有景观要求的桥头或者互通、国省道跨线桥时，路基边坡采用C20砼预制六棱块铺砌防护；地面横坡较陡路段、路基坡脚占压河道或离河道较近需收缩坡脚的路段设置支挡构造物。

对于土质稳定的岩土边坡一般采用基材客土植生防护。对局部表面易出现小范围溜坍的土质路堑边坡或风化严重、破碎软质易发生浅层局部滑塌的岩石边坡，采用拱形骨架和植草防护。稳定性不足的深路堑，采用锚杆框架梁进行加固处理。部分需要收缩路堑坡脚或欠稳定边坡可设置路堑混凝土挡墙。

2 防排水方案设计

某高速公路所处区域属中亚热带温暖湿润季风气候，年平均气温约16.3℃～19.5℃，春季雨水丰富，夏季高温多雨，冬季温和湿润，地质条件大部分为砂性土，因此路基填料基本都是选用含砂率高达85%以上的砂性土。该土质颗粒间无黏聚力，性质松散，遇水极易冲刷，极易造成路基边坡坍塌等问题。为了克服砂性土易冲刷的缺陷，达到良好的路基边坡防冲刷效果，保证路基边坡质量，减少土方冲刷，通过综合分析路基地质条件、路基填土高度及填料情况，最终确定采用路堤拦水埂结合路基边坡急流槽的方案，具体如图1和图2所示：

图1 拦水埂设计平面图

图2 拦水埂设计断面图

质量控制要点如下：

(1)在路堤填至96区顶后，测定路基边桩，为了保证拦水埂线型流畅，边桩间距为20m。

(2)拦水埂采用红砖砌(图3)。拦水埂沿路堤边桩砌筑，为了保证拦水埂自身的稳定性，在拦水埂外侧预留15～20cm的宽度，红砖采用纵向水平砌筑，砌筑双层砖，即拦水埂高度约18cm，宽度为15cm，砌筑工艺为：先在路基顶铺2cm厚砂浆并找平，然后将红砖纵向铺好，红砖面与面相接处均用砂浆砌筑，为了防止拦水埂渗水，红砖外露面均用细砂浆抹面。

(3)为了防止拦水埂内侧水会沿拦水埂底部渗漏，因此在拦水埂内侧30～50cm宽度范围内下挖3cm，并铺筑厚度为3cm砂浆垫层(图4)。

图3 拦水埂 图4 拦水埂的内侧砂浆垫层

(4)为了保证路面水能顺利进入路堤坡脚排水沟，因此在路堤段边坡设置浆砌片石急流槽，急流槽与拦水埂连接，急流槽断面尺寸按照设计图纸尺寸施工，为了方便检查，急流槽沟底做成台阶式。

(5)相邻边坡急流槽纵向间距一般为40m，在超高段，由于边坡水量不大，因此高边坡急流槽间距可以相应加大为50～60m一处；在低边坡，由于路面排水量大，因此边坡急流槽应加密，一般间距为30m；在填挖交界处，拦水埂同样应与边沟急流槽连接，防止在填挖交界处拦水埂被水冲毁。

3 施工微创新工艺

3.1 路堤填筑

路堤填筑时，考虑到填筑材料大部分为砂性土且多为高填方施工，为避免雨季冲刷造成路基边坡不稳定，采用路堤填筑微创新工艺进行施工，即当路基填筑到一定高度时，就按照设计坡度对路基边坡进行修整，再将路基表植土重新护在坡面上，厚度控制在20～30cm，并按边坡要求修整到位、拍实。

路堤每填筑3～4m时应及时对坡面进行整修，确保路基边坡不陡于设计值。修整后路基边坡应整齐圆顺，顶面每侧应宽于设计路基宽度50cm。上路堤以下路基填筑过程中设置从中间向两侧不小于4%的横坡，以保证排水。填方路基填筑高度大于4m后应在路基两侧边缘设置挡水埝以防冲刷路基，挡水埝高约20cm；路基边坡每间隔15～20m设置临时泄水槽一道，与坡脚排水沟相接。临时泄水槽宽约40cm,深约15cm,采用砂浆抹面，或用不透水材料铺底，确保雨水通过挡水捻和临时泄水槽排出路基。实践证明，该新工艺不仅能有效地防止雨水冲刷边坡，还能起到边坡绿化作用。

3.2 路堑开挖

在路堑边坡开挖后，由于表植土破坏后，砂性土质边坡很易被雨水冲刷，不仅影响边坡外观，而且对边坡稳定性造成一定隐患。为了保证边坡稳定及外观，故在实施过程中采用路堑开挖微创新工艺进行施工，即路堑边坡逐级开挖、逐坡绿化、逐坡防护，同时为方便后续的截水沟、平台沟、急流槽的施工，及时将防排水材料运至指定位置。该工艺可以有效防止施工过程中雨水对路堑边坡的冲刷，进而保证边坡的稳定性和外观。特别是对于高路堑边坡施工，不仅能有效减少后期的材料运输费用，还有利于加快工程进度。

3.3 盖板涵防水处理

盖板涵台背回填前，涵洞的防水处理是一个困扰已久的工程难题，导致后期维护时需要整改处理。其原因是目前盖板涵的盖板设计通常是每米板预制或每米板现浇，产生了很多盖板顶缩缝，进而加大了涵洞防水处理的难度，也增大了涵洞顶漏水、渗水的可能性。为了能有效防止盖板涵漏水、渗水，采用新型工艺及材料进行防水处理。首先，由于涂涮的沥青干缩快，涵洞沉降缝外贴牛毛毡经常会出现脱落，因此改用自粘性的防水牛毛毡进行粘贴；其次由于盖板顶缩缝多，采用防水土工布(两布一膜)对盖板顶全部进行覆盖处理。

3.4 台背回填

台背回填作为路基施工质量控制的关键部位，高速公路通车后经常出现该位置路基下沉的隐患。为了确保台背回填质量，首先应该将台背垃圾及废弃土清除干净，并按设计要求将台背基底宽度修整到位，然后按设计坡度将台背路基筑成阶梯式。台背回填时，严格控制每层填筑压实厚度不超过15cm，每层必须检验，合格后再填筑下一层。但由于压路机无法压实台背30cm处位置，为了避免该台背30cm位置出现质量隐患，因此采用小型夯实机进行振动压实。

4 结语

路基边坡的安全稳定直接影响到高速公路整体建设质量。在高速公路建设过程中，要想减少雨水对路基及边坡的不利影响，就必须做好路基防排水工作。本文针对路基防排水工程的薄弱环节，结合工程实际情况从方案设计和施工工艺两个方面做了改进，有效地防止了路堤边坡被雨水冲刷，保证了路基边坡稳定，并美化了路基边坡。