高速公路路基路面排水设计刍议

王乐

【摘要】为了改善高速交通网络遇到不良天气时存在的排水障碍，我们基于高速结构本身复杂性以及建造难度的角度，对于排水系统设计方面的缺漏展开探讨，针对其中可改善的问题提出了建议和意见，希望能够为今后高速公路路面排水设计提供有效的参考。

【关键词】高速公路路面设计；排水设计；路面排水

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021. 11.148

从高速公路的实际投入使用经验来看，在转弯地段较多的高速公路当中，道路之间的交汇点很容易发生积水问题，相较来说，匝道汇合处的路面积水几率往往相较于其他平时路段要更高一些。而且这些容易积水的路段相较于其他地方也存在排水设计方面的区别，填方地点受限，排水管又相对较小，种种因素的影响也导致道路积水的可能性进一步提升。道路施工工程彻底完成之后，路面来往的车辆会对路面造成不断的磨损和消耗，从而影响高速公路的使用寿命。本篇文章就对于高速公路路面排水系统当前存在的问题进行简单的说明和探究。

1、高速公路积水对于路面质量造成的影响分析

大多数的高速公路均为沥青路面，积水所造成的路面损伤一直是威胁高速公路使用寿命的主要原因之一。尤其是近些年来交通荷载不断增加，同时环境温度也对于路面质量造成了影响，积水进一步渗透到沥青当中的集料中，使得沥青与石材之间的附着性降低，在水分的浸泡及动力压力影响之下，使沥青膜剥离，最终给整个路面造成直接性的破坏。

1.1渗透作用的路面损害

积水路段的水分会从沥青表面毛细管道中逐渐渗入，降低路面性能，减少路面使用寿命，这一自由渗水过程会使地基当中的无粘结粒状材料降低，進而导致路面承载力下降，出现开裂及错台问题。

1.2行车负荷对路面造成的影响

当降水囤积在沥青路面上无法被立刻清除时，即会在路面上形成水膜层，这一路面的抗滑性会有所下降，而此种状态的路面若有车辆高速驶过，在压力的作用下则容易导致沥青表面的毛细管道出现收缩。重量较重的大型车辆本就行车速度较慢，荷载停留时间较长，容易对路面或路基产生较大的影响，导致部分路段出现不均匀的下沉，最终出现错台，是影响不同错台高度也存在区别。

1.3填充材料失效

受环境温度影响，沥青路面在高温下会出现膨胀，当气温上升到一定高度时，连接缝当中的填充材料则会由于膨胀而被挤出，然而当气温重新下降之后，沥青路面又开始发生收缩反应，进而将这一部分已经被挤出的填充料彻底挤出，孔隙即会由此形成。积水顺着这一缝隙发生渗透作用，造成基层破坏，缝隙即会发生变形。此后的环境温度变化又会进一步影响到这一已形成的缝隙，多次反复收缩拉裂成真缝。填充缝隙的物料在这一反复拉伸过程中也会失效，再加上来往行驶车辆的荷载作用，导致接缝处出现破损。

1.4排水设计本身存在的缺陷

在路面调查研究过程中，发现路面出现的翻浆或其他问题都是由于积水长时间停留在路面所导致的，而这些积水主要来源于公路表面。部分公路段在纵坡或横坡处无法顺势将积水排出，从而导致路面积水的长时间保留，对于路面质量形成的影响，虽然很多路面存在排水坡度，但设计并不完善，虽然使水汇集到了一处却无法顺利排出，使板体出现了不均匀的沉降。

2、改善高速公路路面排水问题的相关建议

2.1优化高速公路路面排水设计

首先，在设计环节就要针对公路施工环境要求展开排水设计，不能留有排水不到位的地方，要从整体性上做好排水系统规划，还需要在路段中间区域设置好分隔带，有利于进一步降低积水渗透到路基结构中的几率，一条排水沟在雨水天气可能会存在不够用的情况，最好设置多条，同时将路间盲沟作为排水辅助。需要意识到的是，沥青路面在维修之后，一定会导致接缝的形成，而有些一个修补面当中会存在多个裂缝以及空隙，这些存在的裂缝及松散面即会导致蓄积在路面上的雨水从裂缝当中直接渗入，所以排水的设计是非常重要的。

2.2合理控制边沟的深度

在不少公路地段都需要对于边沟深度进行合理的把控，避免有积水渗入到边界当中。公路基层和底基层都有一定的透水性，边沟当中的雨水会直接渗透到结构层当中，尤其是在比较高的公路路段或者是有较高坡度的地段，边沟中的雨水则更容易渗入结构层内部。并且从应用情况来看，在公路排水设计体系的盲沟及渗沟方面，挖方地段的这些设计相较于填方地段更容易被损坏。因此在公路线路设计之初，就应该要尽可能选择平坡和缓坡，从而优化公路的排水性能，在公路工程完成之后投入使用的期间，也一定要及时检验、修补排水设施，保证所有排水管道的有效性。

2.3定期对于公路排水系统进行全面检查

定期排查公路路面的排水系统是否正常发挥作用是非常重要的。公路路面在投入使用之后，势必会由于各种因素的影响而导致排水系统出现运行障碍或造成缺损，一旦发现问题，一定要及时对于细小问题进行修补和护理，避免问题严重之后无法挽回，保证排水系统能够在使用过程中发挥出最大的效用，尽可能降低积水问题，给路面造成的破坏，从而有效提升高速公路的实际使用年限。如若再发现公路排水问题时，未能及时修补，积水问题的存在则会加快公路路面的损耗，大大降低高速公路的使用年限。公路排水系统的检修时间间隔应该要根据公路实际情况而定，对于那些环境影响较大或是日常荷载量较大的公路，应该要适当提升检修时间间隔。

3、针对路面结构层内部排水的分析

在设计阶段就在路面结构层安放内部排水系统，能够使积水迅速排到路面以及路基结构外，有利于提升路面使用性能并延长其使用寿命。路面边缘排水系统的作用原理是在于直接将渗入路面结构层的那部分水分直接引流到路肩纵向集水沟当中，然后再排到道路外部。而路面排水层排水体系则是在路面结构当中应用了透水层材料，渗入结构层的水分能够以竖向渗流的方式进入到排水层，然后再横向流入路肩纵向排水沟。

结语：

总而言之，高速公路路面存在积水问题，会对于高速公路的质量及使用寿命造成严重影响，所以在前期做好高速公路路面排水系统的设计工作非常重要，同时还需要考虑到投入使用之后的环境因素以及使用负荷对于其实际使用性能造成的影响，一旦发现排水系统故障，应立刻维修。沥青混凝土路面应该要尽可能选择边缘性的排水方式，需要确保缝隙之间的容量，能够满足雨水下渗的实际需求，并设置好上下处的封层，切实降低公路路面积水给路面造成的负面影响。

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