公路大修工程中分带防排水处治技术研究

蔡晓斌

(淮安市公路事业发展中心，淮安 223001)

在公路养护周期内，沥青路面水毁是路面病害的主要原因之一，往往会导致路面出现松散、坑槽、翻浆、麻面、沉陷等病害。公路沥青路面水毁的原因主要有路面空隙率大导致水下渗、路面纵横裂缝导致路面积水下渗、路肩水渗入、低洼处地下水位升高、中分带防排水设施损坏导致积水渗入路面结构层和路基等[1]。而且，中分带绿化带均为素土填筑，其孔隙率大、积存水量最多，若防排水设施损坏，大量积水将从中分带底部和侧面渗透浸入路面结构层和路基裂缝中，在行车荷载作用下，裂缝中的水被反复挤压冲刷，会加快公路水毁病害的进程。因此，处理好中分带防排水可以减少中分带积水对路面结构和路基的渗入，有效延长公路的使用寿命，是防治公路路面水毁问题的关键因素之一。

1 典型病害案例及原因分析

通过对近年来国省干线公路多个养护大修工程路段典型病害的原因进行分析，可以确定一级公路中分带防排水设施损坏、失效，是这些路段出现路面典型水毁病害的重要原因。

1.1 典型病害状况

(1) 某国道始建于1996—1997年，为双向四车道一级公路标准，水泥砼路面，路基为分幅填筑且中分带未设置防排水设施。通车数年后，水泥砼板块频繁出现断板、唧浆等病害，后在行车道水泥砼板块外侧边缘增设了纵向集水盲沟，并通过硬路肩下横向盲沟将水排出边坡。经后期观测，中分带外渗水通过水泥砼板与二灰碎石基层层间流入盲沟排出，短期内有一定效果。然而，不久即发现碎石盲沟被泥浆淤塞，失去排水功能。2008—2009年，老路水泥砼路面改建为沥青砼路面，考虑中分带绿化苗木已经成形，景观较好，故改建时仍没有对中分带增设防排水设施。2013年，路面再次开始出现严重病害，特别是在靠近中分带附近的超车道出现了严重的翻浆、坑槽、网裂等病害。沥青砼面层铣刨后的基层、底基层病害如图1所示。

(2) 某国道于2008—2009年建成通车，为双向四车道一级公路标准，沥青砼路面。中分带内设有纵向盲沟、集水槽，底部和侧面实施了防水层，并在老路基内设置了横向排水管；但施工时先建成了防排水设施，待素土回填完成后才施作波形护栏，因此在立柱打桩施工中不可避免地对防水层造成了破坏。近年来，该国道路面出现大量坑槽、龟裂、沉陷、唧浆等病害。经调查，中分带内存有大量积水，纵横向排水管道已堵塞，水无法排出。路面病害如图2所示。

1.2 病害原因分析

通过典型路段病害调查与分析，发现中分带积水渗入路面结构和路基导致路面产生病害的主要原因有中分带未设置防排水设施和防排水设施损坏失效两种类型，同时中分带绿化带素土填筑是否饱满、密实，土顶弧度是否平顺，绿化草坪是否满密，也会对中分带积水量和饱水量造成一定影响。若中分带内的雨水不能及时排出，经过日积月累，就会通过各种裂缝空隙慢慢渗入两侧路面结构和路基中并长期存在，导致道路结构承载力逐步下降。路面结构层中裂缝和空隙中的积水，在行车荷载的作用下，反复受到挤压冲刷，会加速沥青砼与水稳碎石中沥青、水泥等胶结料和集料的剥离，导致唧浆、沉陷、坑槽等病害[2]。

2 中分带防排水措施无损处治提升

目前常用的中分带防排水方案主要有：中分带设置盲沟、集水井等排水设施，中分带铺面(中分带表面设置防水层)，设置碎石排水墙和锯槽防渗墙等。

公路养护大修工程一般工期较紧、交通干扰大、施工空间受限，加之中分带内灌木、草坪等绿化苗木与波形梁防撞护栏等交安设施相对完善、使用状况良好，若全面开挖中分带重新实施防排水措施，将造成很大浪费，且会导致工期拉长，严重影响道路正常通行。因此，经多方研究论证和比选，提出一种中分带防排水措施无损处治提升方案，即在左侧路缘带边缘设置混凝土挡水墙，并在凹曲线最低点、中分带开口端头等易积水路段补充设置集水井及横向排水管中分带。方案具体内容如下：

(1) 在一般路段设置混凝土挡水墙。

在路缘带范围内浇筑C25混凝土挡水墙，挡水墙顶面与沥青砼下面层顶面平齐，底面低于下基层底面约10 cm。

具体措施：中分带内部整体不做改动，待老路基层铣刨完成后，铣刨20 cm宽范围老路底基层至下基层底面下方10 cm，然后浇筑C25砼挡水墙(挡水墙顶面至下面层顶面)，侧壁涂防水沥青，再加铺路面补强结构层。混凝土挡水墙横截面如图3所示。

(2) 在凹曲线最低点位置和中分带开口端头增设集水井和横向排水管。

在凹型竖曲线最低点位置和中分带开口端头(根据纵断面低点端头)的中分带内设置带盖板的集水井，并横向开挖40 cm宽的凹槽，设置横向加筋PVC(聚氯乙烯)排水管至路基边缘(横向排水管要求超出路基边坡，保证出水通畅)，集水井处中分带需全挖。

具体措施：待老路底基层铣刨完成后，挖除凹曲线最低点约2 m范围内的老路中分带绿化和种植土至老路底基层顶面，在中分带中心74 cm宽范围内向下开挖至底基层顶面下方63 cm，浇筑C20集水井(前后左右各开个10 cm×10 cm进水孔，设置粗粒料反滤层并盖上透水土工布)，上部采用砖砌，井盖采用成品市政轻质雨水井盖(便于后期养护清理)，井外在路面底基层内设置横向加筋PVC排水管(超出路基边坡)；浇筑C25砼挡水墙，侧面涂防水沥青，再加铺补强结构层，最后恢复集水井周边培土和绿化。集水井和横向排水管横截面如图4所示。

3 后期使用情况

2016年起，该方案结合道路大修工程进行试用，后期又在多个类似工程中对挡水墙、集水井、收集管等结构形式进行优化完善。经过几年的持续跟踪观测，中分带集水井、反滤层、横向排水管等设施使用状况较好，未发现明显淤塞现象；特别是雨季汛期，可以发现边坡外的横向管出口有大量水流出。抽选部分位置对路缘带附近路面进行开槽检查，挡水墙路面一侧基层、底基层无明显潮湿、积水现象，可见增设挡水墙有效阻止了中分带雨水侧向侵入路面结构层。大修改造后的道路使用至今，交通量虽大，但路面状况一直保持稳定，未发现典型水毁病害。

4 结语

通过分析一级公路路面水毁病害的原因和研究中分带防排水措施无损处治提升对策，可以确定公路中分带防排水设施损坏导致雨水渗入路面结构和路基中是造成路面病害的主要原因之一。本文采用的防排水措施处理方案，能够将中分带开挖量控制在较小范围，同时对绿化苗木、安防设施影响较小，施工方便快捷，不影响大修工程总体工期，在投资增加较少的基础上，有效提升了中分带防排水性能，大大减少了中分带积水对路面结构的影响，从而有效延长了公路的使用寿命，可为类似一级公路大修工程改造提供参考。