公路排水设计的研究

2013-08-15冯伟

黑龙江交通科技 2013年4期

关键词：边沟水沟路堤

冯伟

(新疆八方达交通勘察设计研究院)

1 前言

公路的使用寿命与排水设计密切相关，为此进行公路排水的设计过程中，应该在遵循公路排水设计的原则前提下，做到因地制宜，探讨公路的路基与路面排水设计，进一步优化公路的排水设计，促进公路的使用年限。

2 公路排水设计面临的问题

2.1 排水设施设计不当

设计公路路面的排水设施时，未充分考虑受到地势、地形的影响，导致公路的排水系统欠缺，造成道路的积水。公路的排水设施主要有边沟与急流槽有关的排水设施，公路的排水设计需要充分对公路四周的地势进行认真勘察;设计过程中，当排水设施的设计与显示不相符。此外，公路的路面积水无法得到及时的排除，导致路面的排水系统功能下降，影响了公路的稳定性与安全性。

2.2 路面积水

路面排水不当，导致积水将会影响到公路的使用寿命，淤积水经过渗透可变为自由水，从而进入到公路的路基内部，大大削弱了路基的牢固性。此外，受到积水分子张力的影响，公路路面可能出现错开或者开裂现象，不利于公路的稳定性与使用寿命。

2.3 与环境不相协调

进行公路排水的设计过程中，没有重视对环境的考虑，甚至破坏生态环境的和谐性与规律性。此外，公路的污水或者雨水均通过处理之后方可排放，然而当前的公路排水设计中，大多数是未经处理就直接排放，不利于环境的发展，排水设计与环境发展不相协调，不利于经济的可持续发展。

3 优化公路排水设计对策

3.1 处理好路基的排水设计工作

公路路基的排水设计工作主要有截水沟、边沟与路堤急流槽设计等内容，处理好路基的排水设计工作，能够提高公路的安全使用性。我国大多数公路的边沟设计为，对于边沟填方公路而言，应设计边沟利于排水，且边沟的形状大部分为倒梯形的设计，其顶部的尺寸为3.5 m，下底与底部分别为1 m，此外边沟的形状还有矩形或者三角形的断面形式。不同的公路等级以及地区的降雨量都不同，因此公路路基的排水流量差别也较大。为此，边沟设计的形式也有所不同，进行边沟设计时，应尽量使用暗沟与绿化边沟的方式进行设计;等级较高的公路其边沟长度不应太长，并且使沟内的积水就近排入路旁的自然低洼地带，在必要时应该增设涵洞，利于边沟水的较快排出。

(1)截水沟的设计

进行截水沟的设计时，其断面的尺寸大小应按照流量的大小进行确定，使用矩形或者直角梯形的设计形式，并且断面不应过大。同时其沟底应保留0.5% ～3%的坡度，纵沟壁与沟底需要保持密实、平整;出现地质不良或者边坡很高时，可进行适当的加固。此外对于挖方的地段而言，可设置平台截水沟(截面为0.4 m ×0.4 m)，并于坡顶的外侧设置矩形截水沟(截面为0.6 m ×0.6 m)，有利于公路路面的排水，采用厚度为25 cm、型号为7.5 的浆砌片石进行截水沟的铺砌，提高了公路排水的速度。

(2)地下排水的设计

地下排水的设计中，当边沟经过急流槽时，排水的设备通常设计于与自然沟渠的衔接部位合适。对于一般的路段而言，其路基的边沟设计方式应以填筑式边沟为主，并且尽量减少路基边沟出现积水的现象，在汛期内，有效减少积水对路基的影响，尽快将路基积水排出。

(3)低矮路堤的设计

对低矮路堤的设计可采用边沟加深与护坡道下挖的方式进行，其中护坡道的高程为设计高程减去1.8 m 所得的差值，但须确保边沟的出水口应高于常水位的标高或者高于排水沟渠底面的标高。边沟的底标高度应该控制在该段路肩的边缘低点的标高以下并且应该大于1.7 m，有效的避免中央分隔带中的排水管出现积水倒灌现象。当部分路段的路堤没有达到1.7 m 的要求时，达到1.4 m 到1.5 m 即可，边沟的一侧很低时，可以给予排水管单侧横向布设的方式，有效确保路基的顺利排水。

(4)软土路基的排水设计

路基若为软土层时，路面地下水的含量较大，为了确保软土路基的稳定性，应及时对地下水进行排除。采用的方法为板外加砂垫层与超载预压方式给予设计处理，能够有效地排除软土段的地下水。同时，为了加快地下水由软土段的砂垫层向边沟排入，应在边沟与砂垫层衔接斜面设计反滤层(其厚度为15 cm，碎石的粒径为2 cm 到4 cm)，并在砂垫层的底部位置事先预留泄水孔(其截面是5 cm×5 cm、纵向的间距是10 m)，其出口应比边沟底高出30 cm。

3.2 路面排水设计

公路路面的排水设计作为对公路的正常运行发挥重要的保障作用，确保路面的顺畅排水，有效减少车辆出现交通事故的次数，提高行车的安全性。此外，提高公路路面的强度与稳定性，由此可见，做好路面的排水设计工作十分必要。

(1)普通路段的排水设计

普通路段的排水指的是尚未设超高的公路路段，其路面的排水路线纵坡应该按照集中截流方式或者分散漫流方式进行设计。当路线的纵坡小于0.3%时，公路路面的排水设计使用分散漫流方式，并且将混凝土平缘石作为路缘石，路面水沿横坡与纵坡由路堤边坡向边沟排入。此外，公路路线的纵坡在0.3%时以上时，公路路面的排水设计可使用集中截流的方式，同时于土路肩附近设置拦水缘石(沥青混凝土)，有利于对路面水进行汇集，间隔距离经泄水口排向边坡急流槽最终排至路基的边沟中。

(2)超高公路路面的排水设计

对于超高公路的路段而言，路面水易于浸占超高路段的车道，且积水会穿过中央分隔带的开口流向另一侧的行车道，因此影响了车辆行驶的安全，需要及时排除超高路段的积水。例如，可在超高的侧行车道左侧的路缘带进行纵向排水沟的设置，并设置横向排水管与集水井，有利于积水的排除，进而减少积水对公路的影响。

(3)分隔带的排水设计

公路中央处分隔带的排水设计，能够有效将分隔带内的积水进行排除，对于施工期间与道路的营运期出现的下渗水进行排除。此外，施工期间的排水量由最大的瞬时降雨量及分隔带汇水的面积共同决定，通常情况下，公路的中央分隔均设置有人手孔与通讯管线，并且分隔带的排水长度较小，应为两人手孔的间距长短，普通路段其最大的间距是180 m。

(4)路面的渗水排水设计

公路路面的渗水排水设计通过排水管、沥青封层以及碎石盲沟给予有效排除，有利于对已渗入路面的积水引出。此外路面渗水经过沥青面层时未能及时、彻底的排除，并且仍受排水路径的影响，在设计过程中间隔10 m 就应该设置横向排水管，有效促进路面的下渗水较快的排除。

3.3 集中排水设计

集中排水设计能够有效将公路排水进行汇集，进而统一排放至排水沟中，此排水设计方式主要是经过设置拦水带进行的。同时硬路肩与拦水带共同组成过水断面(形状为三角形)，并且过水断面间隔一定的间距就应该进行泄水口与急流槽的设计，有助于地表水的汇集，最后流经急流槽与泄水口，进而集中排放至排水沟中。

3.4 分散排水设计

利用公路路肩与路面的纵向与横向的合成坡度，将地表水分散至排水沟的当中，并且通过对土路肩进行加固的措施，有效实现分散排水的设计。对于边坡防护适宜采用骨架护坡方式，确定路基断面为路堤时，骨架网可对地表水进行截流，并将水分散至排水沟中，不需要进行拦水带的设置。因此，分散排水设计能够有效将路面的积水进一步排除，确保路面的安全。