公路路基路面排水设计

赵凤花 张文华

摘要：在公路路基建设中，排水设施的科学设计、施工过程中的统筹安排，能及时地将水排出路基之外，最大限度地增强了路基的强度、稳定性，延长了公路的使用寿命,这对于我国的路基建设提供良好的借鉴，也为我国经济的发展提供不可缺少的助力。本文对公路路基路面排水设计进行简要分析。

关键词：高速公路；设计原则；路面设计；排水设计；

中图分类号：U412文献标识码： A

高速公路路基路面排水设计极其重要，在设计中，要注重排水工程的设计，提高排水工程的水平，有利于提高高速公路排水的效果，起到保护高速公路的效果。

一、高速公路路基路面排水设计的内容

高速公路排水设计对路基稳定性和路面的使用寿命有非常显著的影响，一般包括以下两个方面：第一，要考虑减少农田排灌水和地下水对路基稳定性及公路强度的影响，这种方法俗称路基排水；第二，要考虑将路表面的水迅速排出路基外，最大限度地减少雨水对路面和路基的影响，减少因为路表面排水不畅及路表水渗入路基后，对路面造成破坏，对使用性能造成损害，这种排水称为第二类排水。

第一类排水设计采取的办法有：在路基底部设置隔水垫层，提高路基最小填土高度等。第二类排水设计采取的办法有：通过路面横坡，边沟，边沟急流槽，将路面的水迅速排出路基以外；在中央分隔带设置纵向碎石盲沟、横向排水管将水引走；设计泄水孔，以迅速排除桥面水；使用沥青封层、排水管、土路肩纵横向碎石盲沟等，将水引走。

二、路面设计中需要注意的问题

路面是道路主要组成部分，它的好坏会直接影响行车速度，安全和运输成本。路面要求有强度和刚度，稳定度，表面平整度，和抗滑性，本段设计为水泥混凝土路面。

设计原则。根据交通量，因地制宜，合理选材，方便施工的原则设计。路面结构的确定及材料的选择，根据公路等级和交通量，确定路面等级为高级。路面类型选用普通水泥混凝土路面，路面结构：面层（普通水泥混凝土）厚度为23cm；基层（5%水泥稳定砂砾）厚度为18cm；底基层（石灰、粉煤灰综合稳定土） 厚度为18 cm；垫层（天然砂砾）路基为中湿类型要加铺砂垫层厚度为15cm。基层应具有足够的强度和稳定性，表面平整，在荷载重复作用后的累计变形不大。施工要求，对材料的要求：粗集料，应质地坚硬、耐久、符合规定级配，最大粒径不应超过40cm；细集料应清洁，细度模数在2.5以上。施工准备的要求：混凝土配合比设计、基层的检查与整修、基层的宽度、路拱与标高、表面平整度和压实度均应检查其是否符合要求。养生的要求：潮湿养生，每天均匀撒水数次，至少延续14天。

公路排水设计对于高速公路路基的稳定性及路面的使用寿命有着显著的影响。公路排水设计应包含以下两个方面的内容：其一是要考虑如何减少地下水、农 田排灌水对路基稳定性及强度的影响，一般称之为第一类排水；其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外，最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响，减少 因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害，这称为第二类排水。第一类排水设计通常采用适当提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。施工期间一般都考虑在施工前开挖临时排水边沟，排除施工期地表水并降低地下水，同时在路基底部掺加低剂量石灰处理，设置40cm厚的稳定层等。采用这一系列措施可起到事半功倍的效果。第二类排水设计一般包括：（1）通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等，将路表水迅速排出路基以外；（2）设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管，将施工期进入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外；（3）设计泄水孔以迅速排除桥面水；（4）设计中采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管，将渗入路面面层的水引出路基之外。

三、公路路基排水设计的原则

路基排水设计除应考虑公路等级、地形、地质、气象、水文等因素外，还需要将路基路面排水结合起来综合考虑。路基排水包括地下排水、地表排水、路基边坡排水设计时，必须考虑将影响路基强度和稳定性的地下水予以隔断、疏干和降低，并引导至路基范围以外。对于影响路基稳定的地面水，则应排除和拦截于路基用地范围以外，并防止地面水漫流、泄积和下渗。在进行路基路面排水设计时，应当遵循以下原则：

1.路基排水设计的一般原则

在进行设计前必须将重要路段的地质条件和水源进行深入的调查研究，查明水源和地质条件。重要路段还要对排水系统进行全面的规划，桥涵的布置还要和路基排水相配合，各种排水沟渠的平面布置和竖向布置要相配合。对于排水困难和地质不良地段，还应与路基防护加固相配合，并进行特殊设计。以使排水系统的规划和设计做到合理、高效。排水设计要充分的利用地形优势和自然水系，要因地制宜、因势利导、经济适用进行全面的规划，注重经济进行综合治理。路基排水要注意防止附近的山坡水土流失，不要轻易的对自然沟渠合并或者将水流性质改变，尽量不破坏天然水系。不轻易合并自然沟溪和改变水流性质。各种路基排水沟渠的设置和连结一定要和农田水利相配合，应尽量不占或少占农田，并与当地农田水利设施相配合。一般情况下，不应利用边坡作为灌溉渠道，如确需合并使用时，要加大边沟，还应采取必要的加固措施，以防水流危害路基。在必要时，还要增加涵管孔径，这样可以不仅防止农业用水对路基稳定性的影响，还可以让农田排灌更加有利。

2.路面排水设计的一般原则

为避免雨水或冰雪融水降落到地面则应设置路面横坡使得水向两侧排流，最大程度的避免行车道内有积水的发生。一般来讲，路线是纵坡平缓的设计，就不会聚集很多的水，在路堤较低的地方，如果边坡的坡面不会收到冲刷的危害，可以采用横向漫流的方式进行路面积水的排放。如果路面底部路堤较多且边坡没有采取防护措施，很可能就会遭受到路面表面的水流冲刷的路段，或者坡面采取了一定的措施，但是还是会受到冲刷。该种情况则应在路面边缘设置拦水带，以便于将路面水汇集并统一通过泄水口或急流槽将其排离路堤，在设置拦水带时应避免拦水带高度超过右车道边缘或中心线的现象，在高速公路或者一级公路上不能有漫过右车道外边缘的现象，而在二级或者三级公路上最多不能漫过右侧车道的中心线。

四、不同路段路基的排水设计

1、不同坡度的路段路基排水设计

普通路段根据坡度的高低可以设计两种排水方式。对于坡度较低的路段，采取分散漫流的方式进行排水，即采用混凝土作为路缘石，将坡面上的积水引流到边沟中，排出路基外，避免水对路基的浸泡；对于坡度较高的路段，采取边沟填筑的办法进行排水，将坡度的准确数据，并结合当地的降水量，进行合理的设计，以确保在最大程度上提高沟渠的排水性能。

2、土质松软的路段的路基排水设计

土质松软的路段，在公路强度和稳定性上面就有着先天不足，这在公路建设过程当中经常会遇到。应该科学合理地设计排水系统，使水能及时地被引流出来，防止积水对路基进行长时间的浸泡，对道路的强度和稳定性造成消极影响。具体的可用于实践的技术手段主要采用隔水层、渗水层和排水层相配合的方法，提高路基的防水强度，增强路基的排水性能，及时将水排出路基之外。

五 、排水施工技术设计

1.路面排水设计

根据路线纵坡一般路段路面纵向排水采用分散漫流式和集中截流式两种形式。纵坡坡度小于0.3%路段采用分散漫流式排水。其设计方法如下：①路面采用AC-16型密级配沥青混凝土，有效防止降落在路面上的雨水下渗，减少沥青路面的损坏。②路缘石采用水泥混凝土的平缘石，降落在路面上的雨水沿纵坡和横坡经路堤边颇向两侧排流，排入边沟。③同时为了防止水流冲刷土路肩，土路肩采用5cm厚的水泥混凝土预制块，采用向外倾斜4%横坡。表面行车道和硬路肩横坡采用向外倾斜的2%横坡。纵坡坡度大于0.3%路段采用集中截流式排水。

2.路面内部排水设计

由于公路路面沥青混凝土在长期使用过程中出现空隙和裂缝，当强降雨时，部分雨水渗透沥青混凝土裂缝内。路面内部排水设计可以通过三种方法完成：①在基层顶面设置乳化沥青下封层，在土路肩水泥混凝土预制块下面铺上一层厚碎石盲沟，盲沟底部铺隔渗土工布；然后通过路拱横坡将雨水排至土路肩，再由盲沟将雨水引排至坡面。②设置路面边缘排水系统：沿路面边缘设置是由透水性填料排水盲沟、横向出水管和过滤织物组成的的系统。通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管，将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限，考虑到排水路径的限制.③路面结构层防水系统：将路面结构层设为密级配结构，采用高密度的改性沥青混凝土表面层。同时在水稳定碎石层上面设置一层防水层以阻止通过面层下渗的水继续下渗，保证路基基层具有足够的耐久性和强度。

3.地下层排水设计

地下水带来的危害往往很大，地下水通过毛细作用侵润路基，使得土基强度降低，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。我们可以通过盲渗沟设施采用渗透的方式将地下水汇集于沟内，并将水排到指定地点进行设计排水。

路基施工技术是一个比较重要而又容易被人们忽略的问题，高速公路路基质量对道路的使用性能影响较大，因此在进行路基施工时应严格按照规范要求进行，针对不同的路基项目采取不同的具体措施。而高速公路的排水工程设计要细致，高速公路设计软件中应增加排水设计的模块，有必要在地理信息系统的支持下进行公路设计，提高设计的精度和质量；进而加强高速公路的排水设计措施，促进交通事业的健康、可持续发展，完善自己的施工技术，才能在日益激烈的建筑市场竞争中立于不败之地。

六、道路排水设计的意义

上述几种措施中，前三种措施是以防止水分渗入以及增强沥青混合料抗剥落性能为主，在道路设计、施工中采用较多，对减少沥青路面水损坏也起到了一定作用。

然而，对于沥青路面来说，彻底隔绝水的进入几乎是不可能的。通过大量调查也发现，一旦有水渗入并滞留在结构层内部，即使沥青混合料内掺加抗剥落剂，滞留在结构层内的水在车辆荷载的长期作用下，同样会使沥青和矿料产生剥落现象，造成水损坏[2]。因此，完善的防水、排水设计，对防治半刚性基层沥青路面结构的水损坏，具有更为重要意义。

目前，在道路设计、施工中，对于路表排水系统较为重视，而对于路面结构内部的防水与排水设计，重视程度不足，致使水分渗入结构层内部后不能及时排除，造成水损坏。

因此，针对路面结构的防水和排水，尤其是一些边缘部位的细节设计，应该在道路设计与施工中给以更多的关注。

七、结束语

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，有着显著的影响，因此我们应当对其加以重视。

参考文献

[1] 张艳梅.高速公路排水系统设计探讨[J]. 公路与汽运, 2005

[2] 王芳. 高速公路排水系统设计方法研究[D]长安大学, 2007 .

[3] 陈亮. 浅析高速公路排水设计[J]. 民营科技, 2008

[4]王秀河. 公路路基路面排水优化探讨[J]. 中国水运(下半月),2009,(05):226-227.

[5]陈昕.高速公路排水设计浅谈[J].河南科技,2005(2).

[6]中华人民共和国行业标准·公路沥青路面设计规范JTGD50-2006[S].北京:人民交通出版社,2006.