甘肃某县道路硬化工程及排水问题探讨

李成霞

摘 要：由于经济的快速发展，现有道路已不能满足人们出行和车辆的增长，而且由于长时间的超载，道路出现了严重破坏。通过调查根据甘肃某县道路使用情况及地质情况、气候、水文等情况，确定适合该县的道路等级，并根据规范确定出各项经济技术指标，在原道路四级的基础上该设计成三级道路，设计速度为30公里/小时，双车道，土路肩宽度取0.5m;会车视距取60m、停车视距取30m，超车视距最小值为150m;圆曲线最小65m、最大半径9000m;缓和曲线最小长度为25m;平曲线最小长度为67.2m;缓和坡段的纵坡应不大于3%;凸型曲线半径最小值为2400m、凹形竖曲线半径最小值为2000。采用多种排水方式排除路面路基中的水分，保护道路防治水害。

关键词：道路;经济技术指标;排水

中图分类号：U41 文献标识码：A

随着经济技术的发展，某县的经济水平也得到了很大提高，私家车和公共车数量与日俱增，行车困难，甚至无法通行。某县原路线平面线性很差、纵面起伏不平，平纵面指标达不到三级公路技术指标，路基宽度6-8m，路基坑槽大。每逢下雨，公路无排水设施以至于路基湿滑，路面积水现象非常严重，超载车辆增多，在本无排水设施的情况下加速沥青路面“老化”，导致路基产生沉陷、翻浆，路面发生损坏，出现龟裂、推移、拥包等病害。全线无安全防护措施，存在很多安全隐患。鉴于此，本研究将会带动沿线村镇经济快速发展，为沿线及周边群众的生产、生活及出行将带来极大的便利，有力保障沿线的物资运输，加快区域内新农村建设步伐，促进甘肃某县整体经济发展、提高沿线村镇整体形象，同时也对完善某县公路路网结构、提高路网服务水平、加快路网整体效能有着十分重要的作用。

1 工程概况

（1）地貌，根据参考文献[1]，该工程属甘东黄土山地区（Ⅲ3），典型的黄土塬梁峁地貌类型，沿线地形起伏，沟壑纵横。[2]

（2）地质情况，根据甘肃大地构造单元划分该工程地处祁连山褶皱系中间隆起带，是古中国地台解体后的残块，前震旦及震旦纪变质杂岩所组成。[2]沿线地层比较单一，从老至新有上第三系（N）泥岩及砂质泥岩、第四系（Q）黄土及黄土状土。

（3）气候，沿线地区气候属于温带大陆性气候，年平均温度6.4℃，月平均气温以7月最高，达18℃;1月最低为-6.8℃;每年第一次出现月降水量大于10mm的时间为4月下旬至5月上旬，5～9月大于10mm的降水次数仅占同期雨日的17%，有利于农业生产的降水量稀少;[2]80%以上的时间是吹风天气，以东南风频率为最多。

（4）水文，该县大部分为黄土覆盖，黄土层分布连续，厚度大，是主要的孔隙含水地层，由于黄土高原沟谷深切、地形破碎，干旱少雨，导致地下水的分布具有明显的差异，含水层具有较大的区域性分布和小面积断续分布的特点。[3]

2 工程技术概要

2.1 道路等級

通过调查大量当地的资料知，原道路等级为四级公路技术标准，属于地方公路，随着近年来交通量呈线性增长，道路破损严重，不能满足交通需求。为保障居民安全出行与提升当地经济发展，急需在原有道路上进行改建拓宽，提升道路等级，满足行驶要求。公路交通资料见表1。

以交通量年平均增长率5%、初定设计年限15年，则年平均日交通量根据参考文献[4]由公式（1）计算：

AADT=ADT×（1+γ）n-1（1）

式中：AADT——年平均设计交通量（ pcu/d ）;

ADT——起始年平均日交通量（ pcu/d ）;

γ ——年平均增长率（%）;

n——预测年限（年）。

设计年限为15年的年平均日交通量由公式（1）计算：

AADT =∑kiADT×（1+γ）n-1 （2）

根据公式（1）可得折算交通量如表2所示。

由表2可知，初始年平均日交通量为2653（辆/日），基本满足三级公路设计交通量的设计要求，参照三级公路能适应的年平均日交通量确定道路等级。

服务水平是用路者在不同的交通流状况下，根据速度、舒适性、经济性等方面的服务程度，确定公路服务水平是非常必要的。[5，6]目前在我国整个道路网建设中，三级公路所起的主要作用是发展城乡经济、社区文化，为这些活动提供近距离乘坐和运输作用，设计速度较低的三级公路服务水平仅用延误率作为评价服务水平的主要参数，依据参考文献[7]判定道路的服务水平为四级。

2.2 经济技术指标

依据参考文献[7]规定设计速度、路基和车道宽度、土路肩宽度、停车视距、会车视距和超车视距、直线最小长度、圆曲线最小和最大半径、缓和曲线最小长度、平曲线最小长度，最大纵坡、最小纵坡、平均纵坡和最大合成坡度、竖曲线最小半径和最小长度，结果见表3。各级公路右侧路肩宽度规定，当采用双车道时可确定土路肩宽度取0.5m，路基设计简图如下图所示。

3 排水方面问题

公路排水系统的设置应以保证结构稳定和行车安全为目的。公路排水系统对道路来说，非常重要，道路中的水是由许多原因产生的，比如水文、地质等。不同的道路等级需要不同的排水系统，发挥不同的功能。路基的排水系统的设计，要根据设计公路的平面、纵断面和横断面的实际情况，然后结合该公路沿线的地形地貌和地质条件，因地制宜的设计合适的排水设施，让每个设施衔接得到配合，从而形成排水网络系统，把水及时排除掉。排水系统应与主体工程及自然环境相适应。设计应注重各种排水设施的功能和相互之间的衔接，如排水沟要和公路沿线自然的水系及桥梁、涵洞等排水结构密切配合相互协调，防、排结合，形成完善的排水系统。公路排水设计应避免冲毁农田及水利设施。

（1）边沟排水，需要将边沟安排在开挖路基路肩外边缘，也可以安放在坡脚外边缘处，与道路中心线看似平行，利于缩短流水路线，快速汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。边沟不宜过长，边沟出水口的间距，一般地区不宜超过500m，多雨地区不宜超过300m，三角形和蝶形边沟不宜超过200m。[8]根据调查资料结合当地地形和桥梁、涵洞的位置，边沟出水口间距设为400m。

（2）排水沟排水，排水沟是通过引水的方法，将存在道路基层中的水分，排到远离道路的位置为止。排水沟的线形要求平顺，尽可能采用直线形，转弯处宜做成弧线，其半径不宜小于10m，排水沟长度根据实际需要而定。[9]

排水沟沿路线布设时，应离路基尽可能远一些，距路基坡脚不宜小于3～4m。针对降雨量丰富、易积水地区，应对沟底、沟壁采取加固措施。

（3）涵洞排水设计，涵洞主要是为了排泄地面水流而设置的横穿路基的小型排水构造物，其布置应结合地形、地物、地质等条件沿路合理布置，用来排水的涵洞应尽量与水流方向一致，与路线方向垂直，避免布置不当引起的壅水、涡流、下游冲刷过大等现象。[8]

（4）路拱、路肩排水，路拱横坡主要是便于路面内侧的积水能够快速排出，以至于不影响路拱的强度，而行车道的路拱横坡经常选取2%～3%。路肩排水就是在降雨的时候将路面积水迅速排出，以降低雨水对路基造成损坏，达到保护路基的效果。按经验来说，现在路肩排水在设计时采用横向分散的方法比较好。[10]

4 结论

根据甘肃某县的地貌、地质情况、气候、水文、地震等情况确定某县的道路等级和主要的经济技术指标，初始年平均日交通量为2653（辆/日），基本满足三级公路设计交通量的设计要求;设计速度采用设计速度为30公里/小时;路基宽度和车道宽度分别为 7.5米（双车道）、3.25米;各级公路右侧路肩宽度规定，当采用双车道时可确定土路肩寬度取0.5m;会车视距取60m、停车视距取30m，超车视距最小值为150m，极限走位100m;圆曲线最小、最大半径分别为65米和9000米;缓和曲线最小长度为25m;平曲线最小长度为JD1处，平曲线最小长度为67.2米;缓和坡段的纵坡应不大于3%，其长度应符合纵坡最小长度的规定及100m;凸型曲线半径最小值为2400m，在变坡点5处，凹形竖曲线半径最小值为2000，在变坡点8处。

为保证结构稳定和行车安全，该道路硬化工程的排水采用了四种排水形式，分别是边沟排水、排水沟排水、涵洞排水和路拱、路肩排水，多种形式结合排除路面和路基中的水分，不至于积水，影响交通畅通，破坏路面和路基。

参考文献：

[1]公路自然区划标准（JTJ 003-86）.北京：人民交通出版社，1987.

[2]招标文件（2）3招标用_图文.互联网文档资源http：//wenku.baidu.com.

[3]刘鹏舟.平凉至天水高速公路关山隧道工程施工风险管理研究[D].西安：长安大学硕士论文，2018.

[4]薛强.石油钻前工程道路指标体系建立与防喷坑改型究[D].成都：西南交通大学硕士论文，2017.

[5]公路路线设计规范2006及条文说明.互联网文档资源（http：//www.docin.com）.

[6]闫航宇.高速公路交通预测及财务效益后评估研究[D].广州：华南理工大学硕士论文，2017.

[7]公路路线设计规范.JTG D20—2017.

[8]公路设计论文.《互联网文档资源（http：//wenku.baidu.c）》.

[9]邓风亭.探讨路基基层材料及其施工控制[J].城市道桥与防洪，2012.

[10]李守迎.高速公路路基路面排水设计[J].科技资讯，2012.