高速公路路基路面排水施工技术

杨健 南京市公共工程建设中心

随着高速公路建设工程的不断发展，施工环境的变化对于技术和设计提出了更高的要求，在高速公路的排水系统建设当中对于管网位置、施工用材和实操技术等都有较高的要求，技术人员必须要做好现场的管理和交底工作，严格参考规划方案的要求和定位进行排水管网的施工，不断提升高速公路工程的建设水平。

一、高速公路施工中的路基路面排水概述

（一）第一类排水技术

第一类排水对于高速公路本身的强度和质量产生的影响更为有限，主要的排流对象包括地下水系和农田用水等。在应用第一类排水技术时可以直接利用边沟和地下渗透的方式予以处理，但也需要结合地区特点和地下水量进行合理调节。在施工时，地下水外渗可能会影响到公路路基的强度，可以利用石灰粉等具有吸附和干燥性的材料铺设在路基底部，有效维护上层工程建设质量。在进行高速公路建设时要尽量避开地下水流的汛期，或提前建立阻水设施，保证施工区域内的盛水量得到有效控制。

（二）第二类排水技术

对于流量较大的降水排出等属于第二类排水技术，对于高速公路的路面和路基产生的质量影响隐患较大，必须要利用整个排水管网排出，尽量减少影响。在高速公路的不同区域内采用的排水技术也有很大差异，如在路面处的积水可以利用斜坡和急流槽实现快速的转移，而在中央分隔带区域内的积水则可以利用排水管道和碎石过滤予以处理，桥梁和隧道处的积水可以通过四周位置建立泄水口进行快速排出。整体规划时必须要提前考虑不同区域的排水，结合该施工地区的最大降雨量和水位位置确定所选用的技术方案。

二、公路排水建设中的不利因素分析

（一）缺少规划研究

在不同的地质条件和施工环境下，对于排水管网的连接和规划等都有很大差异，施工前必须要通过实地考察和图纸校验的方式对管网的设计进行优化调整，确保细节性的结构参数更符合实际情况。在不同坡度和高度的公路建设当中对于排水管道的结构要求、倾角等都有不同的差异，在施工时必须要提前进行技术交底工作，通过实操校验的方式确保排水系统的排量和状态最优[1]。由于工程现场和设计图纸之间的差异性，在排水系统的施工建设当中要提前进行测量定位，确保管道的铺上位置和规划设计方案保持一致性，避免影响整个排水管网的效用。规划研究是施工建设的重要前提和参考，设计人员也必须要考虑到后续实操当中的技术应用，使整个高速公路的修建更具有统一性。

（二）施工质检不足

在完工质检的过程中，必须要将排水系统的效用作为重要的评价指标之一，在进行项目的交付验收时很容易被忽略，或未能结合实际情况对路面的坡度和排水管道规划之间形成有针对性的考核检验，导致在实际使用过程当中出现多处积水和排水不畅的问题。部分排水管道的建设是一些隐蔽工程，如在路基内建设的暗沟等需要在施工的过程当中进行检验分析，否则在封闭完成后无法对其进行优化处理。这些过程性的检验工作需要根据工程建设进度合理安排并做好记录，为整体的交付验收留存好相关资料。针对排水系统建设的过程监督必须有有效的检测方法和工序要求，并且予以高度重视，落实好全程监督，促进排水管网建设水平提升。

（三）防、排水意识淡薄

在进行道路设计时不重视防水、排水。当工程投资不足时，为了减小造价，常将防排水工程削减，许多做法便是将排水方案修改，减小排水圬，造成公路的抗水灾能力大大降低，这在我国早期建设的低等级公路中十分普遍，部分高等级公路同样存在。水是影响路基强度，降低路面寿命的重要原因，因此在进行道路设计时，必须强化防水、排水意识。

三、路基路面排水工程施工技术要点

（一）路面排水

1.表面排水

路面表面排水技术分为三种：横向漫流分散排水、集中截留排水和分散集中排水。横向漫流分散排水可使路面表面的水及时排入边沟或者通过路堤坡面排至坡脚外，对路堤边坡冲刷破坏小，可对破面采用植物防护；集中截留排水最重要的就是泄水口的构造设计，在施工时，可将泄水口的开口形式都设置成喇叭口型，可以起到较好的排水效果，泄水口的数量、开口长度、开口间距和下凹深度等要根据当地水文、气象条件进行相关计算分析确定最佳方案；分散集中排水既具备了横向漫流分散排水的优点，又克服了集中排水容易形成路面积水，损害路面的缺点，因此排水效果最佳。但由于汇水量较大，坡面流速较快，对路堤破面冲刷严重，在设计施工时需要加强坡面防护。三种路面表面排水方式的选择要因地制宜，根据当地水文、气象条件通过理论计算，结合经济成本确定最佳的排水方式。

2.中央分隔带排水

在高速公路的中央分隔带区域内具有更加广泛的渗透排水面积可供利用，要灵活利用这一区域，保证在施工期间内可以有效完成路面排水需求。在进行分隔带的排水管口规划建设当中一般以180m 作为间隔，这个长度能够有效维护高速公路的施工与应用监控、通信传输，确保对整个施工过程形成动态掌握。在许多地区内的高速公路中央分隔带还会搭配绿化建设实现吸水排水，这也造成了分隔带的形状存在凹凸现象，需要从路基建设的环节着手提前做好排水设施的管口预留，在底部的铺设当中使用具有反滤性的织物，使其底部能够形成一个封闭的排水区域。在分隔带处的排水管道周围要提前做好填充和包裹，可使用碎石等材料规划出一个较为密封的区域，对连接处进行刷浆处理，确保所有的积水和雨水都能够通过排水管道及时排出[2]。一些海拔较高的路段内进行排水管道的建设时还需要考虑到水压问题，技术人员可以利用水槽和水井作为排水管道的衔接口，但要注意使用高密度的材料进行密封处理，确保在该排水网络当中能够具有更好的抗冲刷和抗水压能力。水井的建设一般和水槽之间形成网络化的结构，或直接将水井的出水口位置设置在路基之外，避免过多的积水留存在路基位置处造成侵蚀和沉降问题。

3.路面结构内部排水

国外有研究表明，在沥青路面设置排水基层，使用寿命比未设的提高33%，在水泥混凝土路面设置排水基层可提高使用寿命50%[3]。由此可见路面结构内部排水系统的设置，可以有效排出路面结构内部水分，减小水对路基路面的侵害，降低维护成本，提高路面使用寿命。在面层下设置排水基层，在边缘设置纵向集水沟、排水管及横向出水管从而形成基层排水系统。排水基层采用透水性材料，路面结构的水分通过竖向渗流到基层，然后通过横向渗流进入排水管，最后通过横向出水管引至路基外。该系统排水特点为自由水，进入排水层渗流路径短，在透水材料中渗流速度快，排水效果好于边缘排水系统。

4.坡面排水

在高速公路的周边会建立护坡来有效维护路基建设时的安全与稳定，这些坡面结构也可以有效和边沟、排水沟等结合在一起形成综合化的排水体系。对于不同坡面重度的边坡结构，在进行排水网络设计时的要求也有一定差异，如在某工程内的坡面坡度更为陡峭，整体纵度超过了0.5%且其上覆盖的0.25%均为疏松的土质结构，在进行排水渠的建设时必须要将其设计高度予以提升，一般需超过该地区的最大水位0.2m，否则可能会影响坡面的整体稳定性[4]。对于暴雨等情况下的排水需求更为急切，技术人员可以利用陡坡建立急流槽，在填土高度超出2m的断面区域内设置消力装置，能够有效减少在急流排出时对坡面造成的压力和冲击作用。在急流槽的建设过程当中，还应当结合实际情况设置一些横向排水管道对其予以连接，确保该排水网络处能够更好地应对大体量的降水等问题。在确定边坡排水区域的水沟尺寸时必须要严格结合实际情况进行调整，如在中江高速中设计的边沟规格为80×80cm，在实践应用中也具有较好的适配性。

（二）路基排水技术

1.地面排水

地面排水处理是最直接、有效的一种建设方式，一般需要在道路的两侧建设排水沟，使积聚在路面上的雨水等能够从侧面外流排出。为有效维护路面建设的平整度和排水功能的有效性，在进行排水工程建设时可尽量选择具有透水性的材料有效提升雨水的渗透率，将路面上的积水引流到路基之外，减少长时间的浸泡给高速公路带来的隐患问题。由于目前大部分的高速公路路面建设选用了沥青混凝土，这项材料本身的透水率较为有限，在方案设计时需要增加必要的排水管道，更好地应对雨水排出。在施工时，还需考虑到排水管口区域内存在积水对路基和边坡产生的影响，提前做好防冲刷的工作，使排水管道和高速公路之间形成良好的衔接[5]。在一些桥梁隧道区域内很容易产生积水，过多的积水留存很容易造成内部的钢筋和混凝土材料锈蚀，影响整个高速公路的使用质量，要灵活利用纵坡和桥面位置为其设计排水管道规划，将盲沟和排水管之间打通，避免管道内留存积水发生渗透现象影响桥梁的建设强度和使用寿命。见图1。

图1 高速公路路面排水沟的建设

2.地下排水

从路基位置处建立排水管道能够更好地避免下渗水体对高速公路稳定性带来的影响，常见的排水结构包括暗沟、明沟和渗井等。在路基排水暗沟的建设过程当中可以和混凝土浇筑作业结合在一起，提前利用模板和管道预留处倾斜的渗水孔径，使施工和应用过程当中多余的水分可以通过管道及时排出。在建立倾斜的渗水孔时要注意和路基的建设深度之间形成良好匹配，一般选择纵坡度为0.5%～1%间为宜，最高水位预留需要保证满足20cm 的雨水排出，避免在暴雨情况下出现管道倒灌和堵塞的问题。明沟的建设是指直接在路基区域内进行挖槽，利于用水沟实现有效的排水处理。在选择明沟建设区域内必须要先对地质情况进行探测，尽量避开有地下水系分布的区域，确保路基对明沟的支撑作用力。渗井的建设能够更好地更好得满足下层透水问题，其建设深度超过50cm，内里应用了粗石料作为过滤，有效实现了对于污水的分层处理，使路基排水结构的使用寿命得到了延长。由于路基排水工程的建设施工当中可能会对高速公路的稳定性和周边环境带来一定的影响，在实操过程当中，必须要做好前期的地质调研与协商工作，使暗沟的排水渠等能够和周边的水系连接在一起快速实现分散，并有效维护居民居住环境的环保水平。

四、结束语

总之，在高速公路不同区域内建设路基路面排水工程时的规划方案也有一定差异，需要设计人员在前期实地考察和资料收集后克服施工质检不足、防排水意识淡薄和评价方法不适等不足的基础上确定图纸方案，使高速公路的实际排水量能够符合降雨和地下水系的需求。无论是路基排水还是路面排水都有多种可借鉴的排水技术，但在具体实施过程中，需要综合考虑各种技术的使用条件，结合高速公路建设工程的实际排水需求，选择经济、合理的排水技术，提升高速公路路基路面排水效果，保证道路结构的经久耐用。