林 鑫

(福建省福泉高速公路有限公司 福建福州 350000)

0 引言

随着福建省海峡西岸经济区的蓬勃发展以及交通流量的逐年递增，1999年修建的福泉高速公路已经逐渐不能满足交通需求。为提高车辆通行能力、提升高速公路服务水平、降低交通事故率，福泉高速公路4车道改8车道扩建工程于2011年完成通车运营。尽管在高速公路扩建过程，对于路面表面积水问题也采取了不少措施，但扩建后路表面积水问题依然严峻。路表面积水主要是由于水介质在重力作用下沿着最大坡度方向运动，在道路表面形成坡面径流，进而形成水膜。水膜具有良好的润滑性能，因而车辆高速通过积水路面时，极易发生交通安全事故[1]。据福泉沿线交警部门不完全统计，每年因公路表面积水发生的交通事故占总事故数量25%。如何处理公路表面积水问题已成为提升高速公路的运营效率、降低交通事故率的重中之重。

1 公路表面积水情况调查分析

2016年，针对公路表面积水问题，由福泉公司组织设计、交警、综合执法等相关部门进行现场排查。经调查分析，全线142.37km共存在19处路段公路表面积水问题，其形成的原因主要归纳为以下3个方面。

1.1 扩建后的中央分隔带排水系统不完善

在高速公路超高路段上，为了将路表面积水排出，在中央分隔带内与路面相接边缘设置纵向排水沟，路面水经排水沟汇集后，再通过集水井、横向排水管排至填方路堤的边坡急流槽中，从而引出路基边坡。但是由于排水设计预见性不强等各方面原因，一方面，扩建后未相应地调整纵向排水沟，导致部分中央分隔带积水漫流，从而导致局部路面积水无处可排。另一方面，扩建后单幅2车道路面变成4车道路面，路面汇水面积变大，原横向排水管满足不了、排水较缓慢，导致积水不能流入纵向排水沟，从而导致超高路段内侧车道积水。

1.2 负荷导致部分路面横纵坡失效

为迅速排除降落到路面的水，公路建设时会将路面做成具有一定横向坡度或纵向坡度或横纵向结合的各种形式，以利用横纵坡到达路面自然排水的目的。福泉高速公路为福建省交通主动脉，2012年昼夜平均车流量达5万辆以上。随着交通量的增加和汽车荷载的增大，局部路面面层薄弱位置磨损严重、以及部分扩建路面施工质量问题，路面横坡失效、纵坡轮迹带下沉等现象，路面横纵坡失去了路面表面排水的功能。

1.3 超高段排水问题

扩建后的高速公路路面宽度倍增，降雨后雨水排往路面两侧后排至路界以外，在路面的运动路线变长，对行车安全影响变大。尤其是超高缓和段路面路拱横坡较缓，当纵坡较小时，路表合成坡度小，甚至有零坡度处，路面水排放缓慢；当纵坡较大时，路面水顺纵坡路线方向排水径流长度大，不能迅速排走；因此，无论路面纵坡大小，由于超高缓和段横坡较缓，超高路段平竖曲线衔接过度段路面排水效果不理想、出现积水问题。

2 路面表面积水处治

通过路面表面积水原因分析，经多方探讨及现场测量调查，该项目采取增设中央分隔带排水设施、恢复失效路面横纵坡、双路拱线排水技术，来提高路面表面排水能力。

2.1 中央分隔带排水

根据现场调查情况，在超高路段未设置排水沟路段增设纵向排水沟(图1)，每隔30m设置一处清淤井，并在横向排水管处设置集水井。

图1 纵向排水沟大样图

同时，对纵向排水不及时导致积水情况的路段，增加设置了横向排水管(图2)。由于该项目增设6道横向排水管，数量少、分布范围散，采用顶管技术机械设备转厂不便、费用较高、不利施工进度，经考虑多方面考虑，采用了直接开挖安装工艺。横向排水管采用C30混凝土预制管，外径Φ56cm,内径Φ40cm，设置于路面下方188cm处。横向排水管横跨路面4个主车道及应急车道共约23m、排水坡度控制在3%，施工时，为保证高速公路正常运营，采用分段封闭车道进行施工。其施工工艺流程为：1、2车道交通管制→线路放样→基坑开挖→坡度放样→浇筑C15砼垫层→安装C30混凝土预制管→浇筑C15砼基础→回填压实→恢复沥青混凝土路面→清理现场→开放交通；3、4车道及应急车道重复上述工艺流程。

图2 横向排水管大样图

采用路面切槽施工(图3)也可以进一步排除路面积水。路面开槽顺着水流方向与标线成45°交角，刻槽长162cm、宽5cm、深5cm，刻槽伸入标线内(不含标线)40cm，每道槽相隔10m。路面切槽后排水效果明显提升。

图3 路面刻槽后

2.2 路面横纵坡恢复

路面横坡、纵坡是路面表面排水的主要形式，道路的横向纵向坡度越大，路表雨水的排除就越顺畅，恢复路面横纵坡势在必行。该路段为主要为横坡失效路段，单一横坡为2%，路面按2%横坡进行恢复。路面铣刨后，将路面杂物清理干净，铣刨立面布设立面防水贴，撒布粘层油后进行摊铺作业；发现路面坑槽、裂缝等病害时，先对病害进行处理。该项目对1处(1794m2)路面积水路段进行横坡修复，不仅恢复了路面的使用性能，而且提高了路面排水能力，保障了过往车辆的行驶安全。

2.3 双路拱排水

本次采用双路拱排水技术路段位于福泉高速AK2193+900-AK2194+120，该处路段为超高路段缓和段过渡爬坡路段。2015年出现积水情况时，采用了增设中央分隔带纵向排水沟、集水井、横向排水管等措施，积水情况得到了一定改善，但仍存在积水问题。考虑路面纵坡不调整，在超高段采用调整单横坡坡度(提升坡度)进行排水，路拱坡度所产生的水平分力会增加行车的不稳定性，增加车辆侧向滑移的危险。在不宜加大路拱坡度来满足路面排水要求的情况下，采用在行车道中间再增设一道路拱线以减少流水行程，从而减轻路面积水。而且，双路拱横坡路面在车辆变道位置形成的“路脊”更利于排水，使得路面在下雨天提供较大的摩擦力，更加利于行车安全[2]。该项目运用双路拱线排水技术改变整幅路面表面路拱坡度改善积水问题，虽然存在施工难度、工艺复杂，但起到一定效果。

扩建后福泉高速公路的沥青路面面层结构为：上面层4cm厚SMA-13+下面层6cm厚AC-20。恢复前对现状路面的标高进行测量，根据设计的标高与现状的标高差情况进行组织路面恢复，具体如下：当高差在0～3cm(含3cm)时，铣刨老路沥青面层，加铺一层SMA-13至设计标高；当高差在3～6cm(含6cm)时，直接加铺一层SMA-13至设计标高；当高差大于6cm时，铣刨部分老路面，铣刨深度应不小于9cm，然后分2层铺筑沥青路面，先铺一层不小于5cm厚AC-20下面层，再铺一层4cm厚SMA-13至设计标高。

该项目过渡段渐变长度L为220m，如图4～图5所示。路拱横坡介于-1.5%～+1.5%，路拱线1在第2车道中间，距中央分隔带边缘线之间水平距离6.375m(B1)；路拱线2在第3、4车道分界线处，距路拱线1之间水平距离5.625m(B2)，距路面外边缘线之间水平距离6.750m(B3)，尽量减少平缓区范围，达到改善路面积水目的。

图4 单幅4车道路面双路拱横断面图

图5 单幅4车道路面双路拱平面图

3 结语

2017年完成福泉高速公路19处路表面积水处治，经跟踪回访，在养护部门配合下，至今未出现较严重积水问题。在处理路面表面积水时，首先要对排水设施进行检查，检查其排水设施是否堵塞、损坏、不完善等问题；同时对积水路面横纵坡进行测量，是否满足设计要求；最后采用新工艺新技术对路面表面排水进行提升，如本文采用的双路拱线排水技术。实践证明，恢复失效路面横纵坡，增设中央分隔带排水设施和双路拱线排水技术，这些措施可改善高速公路扩建后路面表面排水条件变差的问题，提高路面排水能力，有效解决高速公路表面积水问题，可为今后的类似路面病害处理提供借鉴参考。