高速公路路基路面排水勘察设计

侯锡平

高速公路路基路面排水勘察设计

侯锡平

在我国经济快速发展的今天，我国政府与民众也对高速公路提出了更高的要求，而作为关系着高速公路行车安全、路基稳定、抗水毁能力的高速公路路基路面排水设计，也开始受到社会各界的关注。在笔者的调查与研究中发现，高速公路出现的破坏问题大部分与雨水有着或多或少的关系，而因雨水造成的路基破坏问题是其中最为常见、影响也最为严重的问题形式。之所以会出现高速公路路基破坏问题，主要是由于地下水与地上水通过渗透严重破坏了路基上方的沥青结构，而这种沥青结构遭到破坏的高速公路就很容易出现表面高低不平、松散等问题，这对于高速公路的整体质量，行车的安全性都会造成极为严重的负面影响，而为了解决这一高速公路存在的路基破坏问题，正是本文研究的目的所在。

一、路基与边坡的设计

在进行常规的高速公路路基设计中，设计人员需要通过合理控制路基填挖高度、结合工程所在地的实际情况、采用光面、预爆破技术进行岩质较好的边坡稳定等设计方式，保证高速公路边坡的整体设计质量。在合理控制路基填挖高度的施工中，施工人员需要将路基中心填方高度控制在20m以内，设计人员也需要根据全寿命周期成本设计理念完成高速公路的整体与细节设计；而在结合工程所在地的实际情况的设计中，设计人员需要结合高速公路所在地的实际地理、气候特点，对路床、桥台和通道台背路基回填、隧道口路基回填等环节进行较为细化的设计，这样才能够较好地满足高速公路路基路面的排水需求；而在预爆破技术进行岩质较好的边坡稳定设计中，这一设计形式能够较好地解决岩体中大量存在的断层、层理、节理、裂隙及夹层等影响高速公路路基质量的地质问题，保证高速公路的整体质量。

在高速公路边坡的常规设计中，设计人员需要遵循安全、经济、环保、节地、与自然协调的原则完成具体的边坡设计。具体来说，设计人员应采用弧形过渡的形式进行填方路堤的路肩、坡脚、坡侧的设计，这样才能够较好地保证高速公路边坡与自然的融合；而在低路堤、浅挖方路段的边坡设计中，为了降低交通事故发生几率、促进边坡植被的生长，设计人员应适当放缓路基边坡坡率，其中2.5m高度的边坡率可以控制在1:3左右，而3m以上的则可以控制在1:2左右；而在挖方路堑边坡的设计中，为了尽可能实现高速公路融入自然环境，设计人员可以采用放缓挖方高度较小路段的边坡或变平台高度的方法完成具体的设计，这种设计的要点是灵活自然、因地制宜、顺势而为，这样才能够较好地实现高速公路边坡设计的自然圆滑。

二、路基排水设计

在我国传统的高速公路路基排水设计中，其存在着宽、大、深，且全路段采用单一断面的传统做法，这就使得传统的路基排水设计不能够结合实际高速公路地形情况灵活选用排水形式，这样自然就会造成一些路面的排水问题出现，最终影响高速公路路基的稳定性。针对我国以往高速公路路基排水设计存在的问题，设计人员需要在具体的路基排水设计中，根据沿线地形地貌、降雨量、汇水面积、路基填挖高度、泄流能力、环保景观及行车安全等实际情况，灵活地选择高速公路路基排水形式，并实现路基排水设施的自然、系统、完善和成网，这样就能够较好地保证高速公路设计的整体质量。

在对景观要求的低填方、零填零挖及挖方路段进行的路基排水设计中，设计人员可以选择暗埋式边沟的排水设计形式，而对于长度70≥m的不设防撞设施路段，边沟应进行特殊设计；而农田路段的高速公路路基排数设计中，为了能够尽可能实现对农田的保护，设计人员可以采用下图所示的矩形边沟进行具体的高速公路路基排水设计，据笔者调查发现，这一路基排水设计形式照比以往能够减少每公里2400m2的占地，这对于我国农业土地资源的保护与高速公路建设资金的节省都能够起到较为出色的作用；而当高速公路经过流、水库、鱼塘等有水源保护区域的路段时，设计人员应进行矩形边沟的设计以此实现对路面水的截流，这样就能够有效避免道路污水造成的水源污染。

农田路段填方边沟设计图

三、路面排水设计

在高速公路的路面排水设计中，传统的设计形式是采用透水土工布包裹砂砾铺筑在路面结构边部的设计形式，这样路面结构内的水渗入砂砾透水层后再通过横向排水管排出到边坡，就能够在一定程度上实现高速公路的路面排水，但这种排水设计存在着砂砾层不易压实导致的施工质量不稳定、排水管较易出现堵塞等问题，这些问题严重影响了高速公路路面排水的整体效果，为此笔者推荐采用三维复合排水网将渗入路面结构内的水快速引出路面结构外，以此实现工程难度的降低、路面排水的充分利用，并有效解决以往设计中存在的排水管易堵塞导致的排水困难问题。为了能够更好地保证高速公路路面设计质量，解决路面排水问题，笔者从原材料选择、沥青混合料配合比设计、路面结构组合设计等方面对沥青混凝土路面进行专项设计，希望这一设计能够有效提高高速公路的整体设计质量。

1.材料设计

在这一沥青混凝土路面的专项设计中，笔者推荐路面上层使用玄武岩、辉绿岩材料，而下层则使用石灰岩等碱性石料。而在沥青混凝土的选择中，笔者推荐使用SBS改性沥青进行上、中面层面的施工，而沥青混凝土面层则需要添加天然湖沥青、岩沥青、聚酯纤维、玄武岩矿物纤维、PR PLASTS抗车辙剂以及高模量改性剂等进行配置，这样就能够有效提升路面沥青混凝土的使用性能，保证高速公路整体质量。在上述这些原料进行的沥青混凝土配置中，由于其独特的材料构成，这就使得这种高速公路路面设计能够具备较好的环保、降噪行车舒适、延缓和抵抗反射裂缝等优点，这对于高速公路路基路面排水、环境保护、资源节约型、环境友好型社会的创建都能够起到较好的促进作用。

2.混合料配合比设计

在这一沥青混凝土路面的专项设计中，笔者推荐使用Superpave方法设计中下层使用的混合料，并适当加大成型压力并增加马歇尔击实次数，这样就能够较好地保证高速公路路面的整体性能。值得注意是，施工人员必须严格按照《公路沥青路面施工技术规范》进行施工操作；而在基层、底基层路面的设计中，笔者推荐使用骨架密实型级配、振动成型法施工，这样就能够与现行的封层施工工法合理匹配，这对于高速公路路面寿命的延长、基层质量的提升都能够起到较好的促进效果。

3.路面结构设计

在路面结构的设计中，笔者推荐设计人员按照各结构层的功能进行设计，一般填方路段采用18cm沥青混凝土面层+34cm水泥稳定碎石基层+18cm水泥稳定碎石底基层进行设计，这样就能够较好地保证高速公路路面的整体性能，而为了保证水泥混凝土桥面与沥青混凝土桥面的黏结，设计人员需要为桥面设计抛丸处理步骤，这样才能够保证高速公路路面的整体设计质量。

四、结论

本文结合笔者多年来高速公路勘察设计经验，对高速公路设计中的路基与边坡、路基排水、路面排水等方面的设计进行了较为详尽的论述，并结合这些论述内容，基于以人为本、贴近自然、融入自然、尊重自然和保护生态的设计宗旨，提出了一种新型高速公路路面设计形式，希望能够以此推动我国高速公路路基路面排水设计的相关发展。

（作者单位：聊城市公路勘测设计院）