刍议公路路基路面及排水设计卢金明

刍议公路路基路面及排水设计卢金明

卢金明

广东省交通规划设计研究院股份有限公司510600

摘要：水是危害公路的主要自然因素。路基沉陷、冲刷、坍塌；沥青路面的松散、剥落、龟裂；水泥混凝土路面的错台、断裂等病害均不同程度与地面水和地下水的侵蚀有关。水的作用加剧了路基路面结构的损坏，损害了路面使用性能，缩短了公路的使用寿命，因此路基路面的的排水设计必须十分重视。

关键词：公路路基路面；排水设计

引言

目前，我国经济高速发展，推动我国高速公路、路面大规模建设。对于公路设计而言，公路基路面及排水设计系统非常重要，它关系一个公路路基的稳定性及路面的使用寿命。本文结合本专业知识，详细探讨公路基路面及排水的原则，并为以后实务设计提供一条可行的方案。

一、排水的目的和要求

路基路面排水设施的设置目的就是将可能危害路基稳定的地面水和地下水采用适当的排水设施有效汇集、拦截、隔断、疏干并迅速排出路基范围外，使路基始终保持干燥状态，确保路基路面的强度、稳定性，使公路发挥正常的使用功能。

排水设施的基本要求为：排水设施要求足够的泄水能力；自由水在路面结构内的渗流时间不能太长、渗流路径不能太长；排水设施要具有较好的耐久性；各种排水设施要形成一个有效的排水系统。

二、排水设施设计的原则

（1）路基排水沟渠的设置，应与农田水利相配合，必要时可适当增设涵管或加大涵管孔径；

（2）排水设施应因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系；

（3）设计前必须进行充分调查研究，重点路段要进行排水系统的全面规划，做到路基路面综合设计和分期修建；

（4）路基排水要主要防止附近山体的水土流失，尽量不破坏天然水系，尽量选择有利地地质条件布设人工沟渠；

（5）路基排水要结合当地水文条件和道路的具体情况，注意就地取材，以防为主；

（6）为减少对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水设施，以便迅速排除路面结构内的水，亦可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。

三、路基排水设计

3.1地表排水

（1）边沟

路基路面排水主要通过全线贯通的边沟来进行。边沟一般分为石水沟和土水沟，边沟主要有各断面形状和尺寸的边沟渠组成，其纵坡坡度通常与路线纵坡坡度相同。在土层中开挖的沟渠，设置纵坡在0.3%～0.8%范围内是最适合排水的不淤积不冲刷坡度。在边沟与涵洞、通道发生交叉时，一般将边沟水直接排入涵洞，或在灌溉涵、通道处让路基边沟水向两侧排走或设边沟倒虹吸涵通过。

（2）排水沟

路基边沟水、截水沟水、排水涵洞水及取土坑、边坡和路基附近积水均应通过排水沟引离路基，排入原有水系中的河流、排水渠内，并完善进出水口的处理，使各项设施衔接配合，防止冲毁农田或危害水利设施。排水沟横断面可采用梯形，尺寸根据设计流量确定，深度与底宽不宜小于0.5m，沟底纵坡不能小于0.3%，沟墙可采用M5.0号砂浆防护，排水沟与各种水沟连接应顺畅。

（3）截水沟

用于拦截和排除挖方路段路基上方自然斜坡的地表流经，防止水流冲刷和侵蚀挖方边坡及路堤坡脚。在设计或施工时应特别注意结合实地情况，对截水沟的适宜排水口的引申范围做出合理的布设。在填方路段对于汇水面积较大的高长路堤段，汇水侧坡脚2m外应设路堤截水沟，利于填方路堤稳定，同时能将路面采用集中截流式排出的路面水通过边坡急流槽引至排水涵洞排出。

3.2地下排水

地下水带来的危害很大，过多的地下水会使得路基泡软、坍塌，并严重影响路面结构的安全。在新建公路的勘测设计过程中，特别需要重视地下排水设计，对于公路填挖交接段、深长路堑挖方段、处于水稻田的低矮路堤段等要进行重点调查，搞清地下水位变化和渗流情况，必要时可以采取增设渗沟、孔状渗涵、盲沟和加深边沟等措施对地下水进行处理。同时，地下排水设计还必须根据施工中的实际情况视需要进行合理调整。

四、路面排水设计

4.1路面表面排水

路面表面排水的主要任务是迅速把降落路面和路肩表面的雨水排走，以免造成积水而影响行车安全。当路基横断面为路堑时，路面上的表面水通过恒破汇集于边沟内。当路基断面为路堤时，可采用两种方式排除路面表面水：

（1）让路面表面水横向漫流形式向路堤坡面分散排放。

（2）在路肩外侧边缘处设置拦水带，将路面表面水汇集在拦水带同路肩铺面形成的浅三角形过水断面内，然后通过隔一定间距设置的泄水口和激流槽集中排放到路堤坡脚外。两种排水方式的选择，主要依据表面水可能对路堤坡面造成的冲刷危害等因素确定。

4.2中央分隔带排水

设置凸形中央分隔带的高等级公路路基路面排水时，必须充分重视中央分隔带的排水。分为以下方面：中央分隔带表面防排水；中央分隔带内渗水的排除。中央分隔带构成有3种处理方式：表面采用铺面封闭不封闭，采用凸形构造不封闭，采用凹形构造。虽然大部分降水通过凸形中央分隔带可自排到路面上，但仍有小部分水会渗入到中央分隔带内的回填土中并进一步渗入到路面结构层及路基，并影响其强度及稳定性。因此，在凸形中央分隔带回填土下应设纵向碎石盲沟或排水暗沟，中央分隔带两侧每隔100m左右应交错设置孔径20～60cm的横向硬塑排水管，管底纵坡不小于1%，进出口应采取防护措施。在设置超高路段的中央分隔带内应增设城市道路常用的排水构造物雨水井，避免因超高侧路面积水造成行车危险。雨水井汇集的雨水可直接排入桥涵或通过横向排水管排出。

4.3路面结构排水

目前，我国公路的修建多采用混凝土路面。进入沥青路面结构内的自由水，在路基路面为透水体系时，可通过向路基两侧的路肩结构渗流而逐渐排出。但进入路面结构的这部分自由水向外渗流的速度很慢，被围封在路面结构层的水分，会浸湿各结构层材料及路基土，使其强度下降，变形增加，使路面承载力降低。而积滞在层间结合处空隙内或结构层孔隙内的自由水在行车荷载作用下，形成高孔隙的动水压力和高流速的水流，冲刷层面材料，并从缝隙处向外“唧泥”，促使沥青面层剥落、松散或坑槽，是造成沥青路面早期水损害的主要原因，而水泥混凝土路面也存在着和沥青路面同样的问题。

因此设置路面结构层内部排水系统，将这部分水迅速排除，有利于改善路面使用性能，提高其使用寿命。路面结构层排水系统分为以下方面：

（1）路面边缘排水系统是将渗入路面结构层内的水分，先沿路面结构层的层间间隙或层内空隙横向渗流入由透水性材料组成的路肩纵向集水沟，再集中排出路外。

（2）路面排水层排水系统是在路面结构中采用透水层材料做基层或底基层，渗入路面结构层的水分，先通过竖向渗流进入排水层，然后由横向渗流进入路肩纵向排水沟，再由一定距离设置横向出水口，排出路外。同时在路面基层下设置与中央分隔带排水设施相连接的沙砾垫层，将渗入水汇集于中央分隔带排水盲沟或暗沟排出路基范围外。

结束语：公路路基的排水设计是衡量公路质量的重要标准，只有采用合理的设计，做好路基路面的排水措施，才能从根本上面提供公路的质量。基于此，本文分析了公路路基排水的目的与要求，阐述了排水设施设计的原则，并对路基路面排水设计深入探讨，以期能为提高公路建设的质量作出贡献。

参考文献：

[1]杨鑫，高立明.公路路基排水设计及施工问题探讨[J].中国科技博览，2012，05（01）：224-225.

[2]张生霞，张生晓.高速公路路基路面排水设计及应用[J].价值工程，2010，29（06）：1457-1458.