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公路工程路基路面排水设计研究

2020-04-10刘磊

运输经理世界 2020年10期
关键词:边沟路基路面

文∕刘磊

1 前言

随着我国社会经济的快速发展,交通行业进入高速发展阶段。为了满足当下人们更多的出行需求,更多的公路工程项目投入建设之中。受工程、气候、人、物等因素影响,近年来我国建设的公路损害程度比较严重[1]。水作为其中主要的因素之一,它的存在将会直接或间接对道路湿度、强度及使用性造成影响,从而缩短公路的使用寿命。在公路工程建设过程中路基路面排水是非常重要的一环,为降低水对公路的危害,必须在公路工程建设过程中加强路基路面排水系统的建设,从而为人们的出行安全保驾护航。

2 工程概述

本公路工程位于江苏盐城市地区,全境为平原,中部与东北部低洼,而西北部与东南部高,大部分地区海拔为5~8m。主要分为三个平原区,地貌类型单一,土层分布相对稳定。本公路修建按照二级公路技术标准,实行双向两车道。路基宽度为10.5m,路面为沥青砼及水泥砼路面,宽度为9m,两侧的土路肩各宽0.75m,土路肩横坡为4%,路面横坡为2%,边坡坡比为1∶1.5,且为低路堤路基。

本工程项目地处亚热带气候向暖温带气候过渡地带,气候受海洋影响较大,春季气温较低,秋季气温高于春温,受偏北风且多寒冷天气影响,冬季气温低。受太平洋副热带高压的影响,当地夏季多炎热天气,降水十分充沛;每年降水量可达980~1100mm,降水多集中在6~9月,12月到次年2月降水最少。当地境内河沟纵横,水网密布长度50km 以上的大型河流有12 条,河流主要为淮水水系。

从以上情况可以看出,在此公路工程建设过程中受水因素的影响较大,因此施工单位需要根据当地情况进行施工,并对路基路面施工中的排水系统的设计高度重视,以此保障公路路基的稳定性,延长其使用寿命。

3 公路工程路基路面排水设计原则

此工程中路基路面排水系统设计主要分为两大部分,即路界地表排水与路面内部排水。通过合理构建边沟、桥涵等,形成完整的排水系统。与此同时,在设计排水系统前还需要遵循相关设计原则,设计合理排水系统,使路面不受积水影响破坏结构的稳定性,进而延长公路的使用寿命。

3.1 实地考察原则

在此工程路面路基排水设计前,设计人员需要在项目工程实施前实地调研与分析当地的环境,及时了解与掌握周围环境,全面了解公路工程建设环境、地质的特点等。在设计过程中尽量减少对周围自然环境的破坏,配合周围的水利基础设置实施建设。通常情况下,在保证排水设计的基础上,注意协调好排水系统与农田灌溉系统的使用,尽可能减少农田灌溉给路基带来的影响。对于难以处理的排水系统设计,可通过增加边沟断面,以此防止降水量较大时排水水位上升而影响公路路基路面的建设。此次公路工程路基路面排水设计需要结合当地水资源分布的具体情况,设计具有针对性的排水系统。

3.2 坚持科学合理设计原则

除了考虑本地水资源特点与大概分布情况,还需要在设计前根据实地调研建设环境,并结合公路工程的整体施工环境,科学合理地设计排水系统。由于排水系统修建的本质是为了保证公路的整体使用质量,因此作为一种辅助性工程,它主要保证公路正常投入使用就可以了[2]。在公路排水系统施工中,相关人员要注意合理选择原材料,结合实际情况设计排水结构,在具体的实施过程中尽量减少对自然沟渠的破坏,尽量依照水流的走向进行设计,在满足设计要求的同时,降低施工成本。

3.3 因地制宜原则

此次公路工程中路基路面系统设计地区性较强,在建设过程中需要根据当地平原环境与气候情况进行建设。在路基路面排水设计中通常可采用纵向、横向坡度联合设计的方法,巧妙利用修建区域的地势特点与施工环境。此外,在设计中还要有效结合排水工作与防护加固工作,注意保护土壤和天然水系,在达到相关施工规范的基础上,保证排水系统的工作质量,避免公路建设受到其他排水与引水系统的影响。

4 公路工程的路基路面排水设计

4.1 公路路基排水设计

4.1.1 双向填挖交界设计此次公路路基排水设计,设计人员需要注意细节方面的处理,并采用双向填挖交界设计。为了提高设计的科学性与合理性,设计人员需要按照相关施工流程进行设计,具体如图1 所示。在实际施工过程中需要做好以下几点:首先,路基基底清理后再挖台阶,填挖交界采用纵向填挖交界与横向填挖交界的设计方法,控制好开挖的深度。此外,还要选用小于2.4mm石头进行填料,注意回填时应分层进行,并按照设计要求碾压,保证路基的压实度;其次,在填挖交界处设置土工栅栏,做好相关防护工作,在满足排水设计基础上,保证公路路基的安全性与使用的稳定性;最后,根据填挖交界处的特殊位置,完善纵向填挖交界的设计,为后期施工打下良好的基础。

4.1.2 临时排水沟设计

平原地区公路路基施工,受当地降水的影响,当路基的地表径流量较大时,为了及时排出地表水,设计人员需要根据情况设计临时排水沟[3]。在路基填筑时,主要以施工红线宽度作为填筑依据,并重视标高,以此达到基地设计值。在设计临时排水沟时,应以小构与桥头为节点,以排水流向为依据,分段落进行排水;临时排水沟横断面与永久性排水沟横断面挖方土量要尽量保持均衡,且快速完成,否则将会影响后续的公路施工进度。

4.1.3 边沟设计

通过对该公路工程汇水流量的计算,确定路基边沟设计采用断面型式[4]。而边沟断面型式有许多种,主要内容有三角形边沟、矩形边沟、梯形边沟及蝶形边沟,如表1。

表1 路基排水边沟主要断面形式

此次边沟断面型采用碟形沟型式设计,主要是将蝶形边沟分片预制,在折角处采用圆角并形成弧形断面。安装时,在底部铺设小石头混凝土,然后进行安装。在一般路段路基上可采用梯形断面型式,只需要洒布草种即可。对于边沟的设计,需要注意3 点:

4.1.3.1 以填筑边沟为主,减少雨水对公路路基边沟的存水。

4.1.3.2 结合此次工程的施工特点和当地平原特点,使用碎片石修筑道路边沟,边沟坡度要大于15°。

4.1.3.3 设计人员要了解公路工程修建中的涵洞与通道施工情况,根据实际情况进行特殊处理,保证边沟标高高于涵洞中心标高。与此同时,在边沟施工中还要注意减少跨越甬道,若不能避开,则采用边沟盖的方式控制水位,进而保证路基的排水效果。

4.2 公路路面排水设计

在设计路面排水时,设计人员需要在公路工程中注意人行道排水与路面结构内排水情况。根据此次工程的特点,需要依据不同路段的情况做出相应的处理措施,从而保证排水效果得到最大程度的发挥。例如,双向横坡路断的路面,可采用漫流的形式,将路面的水直接排入挖方路段的边沟中,同时也可采用其他方法进行处理。比如利用填方边坡坡面铺挂三维植被网,使路面上的水可直接引入填方边沟中[5]。当填方边沟超过4m 时,需要设置菱形护坡将路面的水进行拦挡分流,使其最终排入边沟,避免水流对路基边坡的影响。而外侧的排水方法,则是需要在中央分割带进行排水设计。

4.2.1 中央分割带排水设计

在此公路工程实施中,公路自西向东进行建设。为了配合城市绿化建设的需要,应在中央分隔带进行填土绿化。此设计一方面可以美化公路,另一方面可避免单向横坡路外侧路面的水通过填土绿化层下渗,从而影响路基的稳定性,同时对行车道路形成积水危害[6]。该设计可以在路滑填土下的砾石层设防渗土工布,以此形成隔水层,还可以采用由纵向排水沟盲井及横向排水管、集水竖井等方式,将其作为中央分隔带排水方法,将路面水向侧边沟引流,直至路基外,以此保障公路的使用性与安全性。图2 是设铺面中央分隔带防排水系统示意图。

图2 中央分隔带防排水系统示意图

4.2.2 路面渗水排水设计

在设计路面渗水排水时,设计人员应该根据路面建设情况,将排水系统沿着修建道路边缘合理设置,其主要包括横向出水管、过滤性织物及透水性填料集水沟。在公路路基附近排水管内,排水管地势要低于立交处,排水可采用自然的直接排水的方式[7]。由于路面下渗水量有限,因此可以设置一个横向配水管,间隔距离为10cm;在路基填筑施工时,还可在冲沟或水稻田地表汇水处设置截水沟,同时搭建临时的排水设施,加强对地表水的排放,减少雨季施工积水量增加对路基施工的影响。

5 结语

综上所述,本文通过对公路工程的路基路面排水设计的分析,了解了公路工程的路基路面设计需要遵循的实地原则、科学合理设计原则及因地制宜原则,发现路基路面排水设计情况对公路的使用具有重要影响。由此,公路工程的路基路面施工应该科学合理地设置路基路面排水系统,尽量减少水对公路产生的不良影响,从而大大延长公路的使用寿命,提高公路使用的安全性,这对我国公路桥梁事业发展具有重要意义。

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