公路工程排水设计探讨

金鹤林

重庆市交通规划勘察设计院

公路工程排水设计探讨

金鹤林

重庆市交通规划勘察设计院

排水设计作为影响公路工程整体质量的关键因素，会对路基路面的使用性能产生影响。基于此，本文对公路路基排水设计的原则作了总结，对地表水排除设计进行了重点介绍，简述了路基与路面排水设计，通过加强公路工程排水设计，可提升路基路面排水性能，保证后期施工质量。

公路工程；排水设计；原则；地表水

1 引言

公路工程如果排水设计质量不高，会对路基路面的承载力、耐受性、防滑性产生严重影响。因此良好的公路排水设计，可使得公路排水性能和使用寿命得到提升，从而提高公路工程的使用性能。

2 公路工程排水设计的原则

（1）设计人员在排水设计前，应对现场的水源及地质情况进行了解，尤其是一些重点路段，要加强整体规划，使排水设计与桥涵设计保持协调，并能够对地下排水和地面排水进行有机结合。（2）在排水设计过程中，应对周边的环境进行监控，防止出现水土流失的现象，同时要加强对天然水系的保护，尽量不要对部分自然沟渠进行合并或损坏，保持水流的走向，并尽量减少加固的工程量。（3）为减小对路面的破坏，应减少进入路面的水流，并借助排水设施对路面的积水进行排除，从而降低积水带来的危害。（4）排水系统要自成体系，并需和公路周围的水利基础设置进行配合，避免对灌溉设施产生影响。还需要注意的是，农业灌溉过程中的积水过多，会对路基产生影响，由此排水系统和农田灌溉系统之间要保持协调，且边沟的断面应尽量加大，并需进行加固。（5）排水设施的设计与铺设应注意用地问题，由于当前我国的土地资源比较紧缺，因此在进行排水设计时，在满足排水主功能的前提下，还应对土壤资源进行保护，选择适合的排水设施。

3 公路工程地表水排除设计

3.1 流量分析

区域泄水量也被称为排水设施的设计流量，其决定了公路排水设施的尺寸，且道路区域所在地的坡面、植被、土质和水文条件等决定了该设计流量的大小。在设计过程中，可假定在设计条件下，任何流域的径流到流域出口都有唯一的汇水时间，且只考虑最大流量设计，因此本文使用《公路排水设计手册》中的公式对设计径流量进行计算：

式中，Q为设计径流量，ψ为径流系数，q为设计重现期和降雨历时内的降雨强度，F为汇水面积，上式中，降雨强度q可查阅当地水文记录获取，也可由标准公式进行合理推出。在公路所在区域附近有使用的降水强度公式时，可选取该公式进行借鉴使用，如果区域附近没有最新的降水强度公式，则可根据当地雨量记录使用《公路排水设计手册》中给出的公式进行套用。

3.2 水力分析

公路地表排水的主要设施是沟渠，在明渠设计中需涉及到过水断面面积、水力半径等参数。可参考《公路排水设计手册》中的数据和要求，该手册也给出了沟渠的泄水能力公式：

式中，Qc为泄水流量，V为沟管内的水流速度，A为沟渠过水断面面积，对于一般的明渠水流流速可通过曼宁公式计算，该公式指出沟渠内水流的流速与过水断面面积A，以及沟渠纵向底坡度有关。

3.3 排水设施设计

挖方路段需由路拱自然漫流的形式排出土路肩外，之后经边沟排出，而填方路段路面水由路拱自然漫流排出土路肩外，之后沿边坡坡面汇入填方边沟排出。具体到设计工作中，依据上述水力计算的结论，可确定边沟断面尺寸，同时根据填高挖深设计排水沟（边沟）形式，挖方段一般采用矩形边沟，对于高挖方边坡，还可增加截水沟来排出坡面水，而填方路段一般采用梯形排水沟。其次排水沟（边沟）纵坡一般不小于0.3%，坡长小于300 m，同时在与河道及其它构筑物衔接时，可根据沟底标高及地形情况，适当调整沟深及纵坡，但调整后沟深不应小于边沟设计尺寸，纵坡不得小于3%，若边沟与通道、涵洞等产生交叉，可将边沟水直接排入涵洞。

4 公路路基排水设计

4.1 边沟建设

边沟是一种比较常见的排水设施，在公路路基的排水设计中占有很大的比重，对边沟的设计进行规划，可使得边沟排水能力得到提升。具体为：边沟的纵向坡度应不小于0.3%，在结合当地降雨情况的同时，也要对成本进行考虑，即结合沿线自然地形确定排水的方向，其可更好地进行排水，降低边沟开挖的成本。

4.2 截水沟建设

当路堤边坡上方或路堑流入路基的地表径流量较大时，应进行截水沟的设计，以对地表径流进行拦截。在截水沟的设计过程中，截水沟设置为梯形，且适合设置在路堑坡顶5m或路堤坡脚2m以外的位置，而具体的大小则可根据当地的地表径流的流量来确定，但沟深和底宽不宜小于0.5m，截水沟的长度在200～500m范围之内，当长度超过500m时，就应加强对泄水口的设计，确保水流可以被引流出去。

5 公路路面排水设计措施

5.1 中央分隔带排水

在公路路面排水设计过程中，中央分隔带排水是路面排水中比较常见的一种方式，其主要目的是对积水进行排除。通常来讲，排水的间距最好控制在180m左右，并要设计相应的盲沟，以便对分隔带中的水进行收集。其次还应加强横向排水管的设计，确保其能够将盲沟中的水及时排出，同时在分隔带排水设计过程中，会仍有小部分水渗入到分隔带的回填土中，并会对路基以及路面结构的稳定性和强度产生影响，因此在中央分隔带的回填土下面，还应加强对排水暗沟或碎石盲沟的设计，且需设置横向硬塑排水管。

5.2 路面渗水的排水

在路面渗水的排水设计中，应沿路面边缘设置由横向出水管、透水性填料集水沟，以及过滤织物组成的路面边缘排水系统，也可设置排水基层排水。但一般来讲，通过沥青路面下渗的水是有限的，其水量并不是很大，因此可每隔10m设置横向排水管，从而确保路面的渗水及时排除。

6 总结

总之，在公路工程建设过程中，排水设计作为其重点建设内容，对道路使用情况与施工质量具有重要影响。因此在排水设计过程中，应对路基路面的排水要点进行掌握，同时根据公路工程项目的实际情况，选择合适的排水方式，以使得公路排水系统的设计更加科学合理。

[1]谢孟.公路路基路面排水设计[J].交通世界(建养.机械),2008(5).

[2]刘子萌,李刚.公路路基路面排水设计[J].科技创新与应用,2013(31).