公路路基路面排水设计思路及方案研究

2016-08-09谢玉龙

大科技 2016年21期

关键词：边沟路基路面

谢玉龙

（甘肃华顺交通科技咨询有限责任公司甘肃省兰州市 730000）

公路路基路面排水设计思路及方案研究

谢玉龙

（甘肃华顺交通科技咨询有限责任公司甘肃省兰州市 730000）

针对公路路基路面排水设计思路及方案进行分析，提出了公路路基排水设计方案，其内容主要包括：地面排水设计和地下排水设计两方面。此外还分析总结了路面表面排水设计，其内容有：沥青路面内部的防水设计，沥青路面内部的排水设计两方面。

公路路基；路面；排水设计

公路的主要载体就是路基和路面，这两方面共同承担着车辆的带来的荷载，在运行过程中如果出现问题，就会导致整个路面的安全受到影响。因为很多外部因素的影响，路基以及路面经常会出现塌陷或者裂缝的问题，这些问题的存在导致公路使用寿命虽短，并且对行车安全带来了一定的影响。

1 公路路基排水

1.1 地面排水设计

以甘肃省G212水殪路为例，对其路基地面进行排水设计，主要是利用贯穿全线边沟而进行的，通常情况下要注意以下几个要素：①选择梯形边沟，将边坡控制在1：1。②对铺砌浆砌片石的选择上，应当使用25cm厚的M7.5浆砌片石为主，其中的边沟纵坡不能在0.3%以下，边坡的长度应当在300m以下[1]。③将边沟内的水从路基中引离，并排入到原来的水系河流中。在施工阶段，有可能会遇到边沟或者涵洞等，这就需要设计者将边沟内的水直接引入到涵洞或者灌溉涵中，并且通过通道让路基边沟向两边排走或者在边沟倒虹吸涵通过。在挖方的位置，可以利用截水沟将破面的水排出。

1.2 地下排水

1.2.1 一般路段的地下排水

对于一般路段而言，对地面排水设施进行过程中，主要采用填筑式边沟，可以对路基边沟进行科学控制。以甘肃省G212水殪路而言，其以往存在的问题有，在汛期内不能及时将路基内水分排入灌溉涵洞内，部分群众对排水造成干扰。因此，对一般路段的地下排水设计过程中，需要考虑的是以填筑式边沟作为主要设计内容。

1.2.2 软基处理段的地下排水

淤泥质的软土路基含水量较大，地下水排水为软土路基稳定性提供了保障。对其排水设施进行设计的过程中，一般采用板、砂垫层或者超载预压的深层设计，主要是将15cm厚的级配碎石在边沟上使用。与此同时，将5cm×5cm的预留截面在砂垫层底部设置，并设置10m纵向间距的泄水孔，泄水孔最好比边沟低出30cm。

1.2.3 低矮路堤的地下排水设计

针对一些低矮路堤而言，需要在护坡道下挖或者加深边沟，采用这样的方式产生的排水效果会比较好。在实施过程中，需要注意的是，边沟出水口一定要高出水位的标准高度。对于边沟的高度，需要根据纵断面路基所在地地形的实际情况进行科学调整。将自然地形作为排水方向的根据。也就是说边沟的最低标高不能低于该段自然排水点的最高标高，以利于排水畅通。

1.2.4 挖方路段的地下排水设计

对于这种地段而言，需要充分考虑横向排水管的需求，对边沟低标高的设置不能低于路肩高度1.2m[2]。施工单位对截水沟进行设置时，最好在边坡的顶部开挖。与此同时，需要对临时排水沟进行科学处理。对于石方挖方而言，应当尽可能的将边沟挖深，这会使路基中的地下水位高度有所降低。

1.2.5 下山段的地下排水设计

同样以甘肃省G212水殪路为例，针对线风水岭下山段，山大沟深，降雨量多，路基地下水位较高，为了使堑下水层中的水不进入路堤而导致路堤出现坍塌问题，就要对横向渗沟进行合理设计。每十米设置一道横向渗沟，把路基内侧及山体内的水由渗沟排出至边沟，再由边沟将水排入附件涵洞或河道。经此设计，基本上解决了分水岭段常年路基翻浆，路面积水对公路造成的破坏。

2 路面表面排水设计

对路面表面进行排水的主要目的是将降落在路面或者路肩上的水迅速排走，从而防止路面积水对行车带来安全隐患。对路面进行排水的方案主要有两种：①分散排水方式，也就是将降水通过路面、路肩纵横向坡度以横向漫流的方式向路面分散并排放。②集中排水方式，主要是将降水通过路面和路肩的纵横向坡度，经拦水带汇集在泄水口位置，然后通过急流槽流到排水沟内。但某些高速公路采用的是集中排水方式，但是产生的效果不是很好，经过调查认为，其存在着以下问题：①因为排水的路线过长，导致水从路面裂缝中下渗，造成地下水量增加。②因为设置了相应的拦水带，但由于路面平整度差，所以在拦水带内附近经常会出现积水情况，这些水会导致路面早期被破坏，并存在着一定的行车安全隐患。

2.1 沥青路面内部的防水设计

对防水设施进行设计的重点是提升路基路面的水稳定性，从而减少裂缝，出现坑槽。对沥青混凝土进行级配，均需要采用密实骨架，从而将水的渗入量降低。重视对石料的选择，防止出现不均匀现象，使沥青面层的水稳性降低。沥青层厚度应当和所选级配的最大公称粒径之间相互匹配，防止施工过程中因为离析现象发生不均匀现象。加强压实工作，预防局部的空隙过大导致渗水。路表面层利用SBS改性沥青，可以提升沥青表面层低温抗裂性。要在基层和面层之间设置相应的改性沥青防水层。一方面可以预防防水层向基层渗透，另一方面即便存在着渗水情况，也可以通过防水层光滑的表面排向路面的两侧。

2.2 沥青路面内部的排水设计

2.2.1 路面内部排水类型的选择

当下，对路面内部进行排水共有三种类型，分别是排水基层排水系统、排水垫层排水系统以及路面边缘排水系统。对路面本身采取了相应的防水措施，当期渗入到路面结构中，其中的自由水含量会大大降低，对排水基层排水系统进行使用，虽然渗流的时间较短，具有良好的排水效果，但是会付出一定的代价，同时其耐久性有待进一步研究。对这些内容进行综合比较，可以对三种类型进行使用。

2.2.2 边缘排水设计的主要步骤

①结合路面的类型，车道宽度对表面水的渗透情况起着决定性作用。②结合表面水的渗透量，对集料的渗透系数进行确定。③对排水管道孔径和出水口的而艰巨进行选择的过程中，需要确定泄水能力。④对其进行多次的比较，从而使排水管的泄水能力比表面水的深入量大，不然就需要重新进行第③步的工作，直到要求得到满足。

2.2.3 边缘排水设计的主要内容

结合以上提到的步骤，对边缘排水设计的尺寸进行确定。集料的渗透系数应当比360m/d大，对于纵向排水而言，需要选择MY6纵向塑料盲沟，而进行横向排水管进行选择时，应当采用外径为6cm的HDPE管，对于碎石盲沟存在的周圈而言，除了和下面层接触位置不需要设置防渗土工布之外，其他的都需要设置一定的防渗土工布[3]。对边缘坡的类型进行选择时，需要利用混凝土防冲垫等措施。图1为路面边缘排水构造图。