高速公路改扩建设计中超高渐变段路面积水问题浅析

陈连海

辽宁省交通规划设计院有限责任公司 辽宁 沈阳 110166

前言

高速公路改扩建设计中，路面平纵面拟合是一项非常重要的工作，其中超高段拟合设计是关键环节之一。作者结合某平原区高速公路改扩建设计和后期运营情况，对超高渐变段路面积水问题进行分析，提出改善方案，为今后设计提供参考。

1 平纵拟合设计

平面拟合的主要控制点为桥梁的跨中与桥台、互通式立体交叉和分离式立体交叉的交叉点、中央分隔带内的桥墩等。纵断面拟合在现状公路纵面满足技术标准时，重新设计的纵面线形尽量与原有线形保持一致。除受净空以及构造物限制的路段外，一般路段遵循“宁填勿挖”的设计原则[1]。

平原区高速公路的平纵面线形设计指标一般均较高，各项指标均能满足现行规范要求，故改扩建平纵面多以拟合旧路线形为主，仅局部做细微调整。

2 超高设计

横坡拟合在满足规范的前提下，应结合实测横坡数值，经分析整理后确定。由于拟合原路，原路设置超高的段落，不可避免的拟合后需设置超高，根据规范要求则必须设置超高渐变段[2]。超高渐变段路面横坡由-2%变为2%时，必然存在横坡为0%以及横坡较小的过渡段落。

某平原区高速公路改扩建平纵拟合后，超高渐变段设计情况见下表：

超高渐变段设计情况统计表

通过实际运营，发现段落2和段落3存在路面积水问题，积水现象多发生在降雨量较大的时间。

根据现场调查，分析积水的主要原因有以下几点：

（1）出现积水的段落恰是超高渐变段横坡为0%的前后，也就是合成坡为0.3%～0.5%的段落，路面合成坡度相对平缓，总结以往经验，超高渐变段由于合成值存在小于0.5%的路段，局部横坡值将等于0%，容易形成路面横向排水不畅的路段[3-4]。

（2）积水段落纵坡小，坡长大，根据“平曲线包竖曲线的组合原则”，超高渐变段基本位于路面纵坡的中、下部，即纵坡排水的下游。由于路面汇水受合成坡影响，排水为斜向路基边缘。当横坡接近平坡时，排水主要靠纵向坡度实现，如果纵坡较小势必影响路面排水，同时坡长较大时，降雨径流时间长汇水量变大。

（2）积水段落均为左幅横坡由指向内侧渐变至外侧，对应右幅虽也为超高渐变段却没有积水现象。出现这种现象应该是与路面排水方式有关，左幅路面排水是由中分带集水井过渡至路侧急流槽，路面径流在渐变段形成S型，而且集水井现场位置与实际排水出口不一致，造成排水不及时。而右幅横坡由指向外侧渐变至内侧超高，渐变段始终为路侧急流槽排水，排水较顺畅。

（3）对未发现路面积水的段落进行分析，段落1虽然合成坡度存在小于0.3%～0.5%的段落，但缓坡段落长度较短，积水面积相对小，不易形成严重积水，段落3合成坡已大于0.5%，基本不会存在积水情况。通过分析可知，较大的纵坡有利于路面排水。

综上所述，超高渐变段积水现象是公路曲线超高设计本身无法完全避免的问题。

3 解决方案

为保证行车安全，尽量消除安全隐患，作者有以下建议：

（1）设计阶段应重视超高渐变段的纵坡设计，确保路面合成坡度不小于0.5%，合成坡主要是由路线纵坡、路面横坡以及附加坡度组成。提高纵坡是加大合成坡度的有效手段。所以纵坡设计是确保路面排水顺畅的关键。

（1）改扩建项目由于纵断受旧路限制无法调整纵坡坡度的情况，建议可以加大超高渐变率，缩短合成坡相对平缓段落的长度，减少潜在积水面积。

（2）超高渐变段范围内路面排水应采用散排方式，土路肩采用预制块防护，土路肩砌护标高应低于路面5cm，以尽量提高路侧排水效率；同时相应范围内的中分带路缘石内侧路面沿路缘石进行开槽处理，串联各中分带集水井进水口，增加中分带侧排水能力。

（3）在积水段落增加彩色防滑层，防滑层能提高轮胎摩擦力，以降低发生事故的概率；路侧适当增加交通安全警示标牌，提醒司机进入特殊路段。

（4）路面积水段落增设路拱。该方案工程量较大、现场施工复杂。

4 结束语

超高渐变段路面积水问题，给高速公路行车带来较大的安全隐患，设计人员在工作中要注意避免出现此类问题。路面排水设计需要考虑路线几何要素、路面结构类型、交通安全工程等诸多方面，特别是高速公路改扩建设计，由于受旧路限制因素较多，在设计工程中更应综合考虑各种方案，确保高速公路运营的安全性和舒适性。