高速公路路基路面排水設計的淺談

華　升　柴嘯龍

中圖分類號：U417.3U416.1文獻標識碼：A文章編號：1673-0992(2009)10-078-02

高速公路路基路面的強度與穩定性同水的關系十分密切。路基路面的病害有多種，形成病害的因素也很多，但“水”的作用是主要因素之一，因此路基路面的設計、施工和養護中，必須十分重視路基路面的排水工程，降低水對道路的危害。本文以信陽至南陽高速公路路基路面排水設計為例，探討對高速公路排水設計的理念及方法，僅供大家借鑒參考。

信陽至南陽高速公路(以下簡稱信南高速)是G40滬陜高速河南省境內的一段，項目區屬北亞熱帶大陸型濕潤季風性氣候帶。其顯著特點是：冬季干寒，夏熱多雨，干濕交替，四季分明，雨量充沛，光照充足。雨量分配不均。從地區差別上來看，自東向西由平原至剝蝕低丘崗地，到低山丘陵區，再到低丘崗地，降水量存在較大的差異性；從時間差別上來看，年內降雨量多集中在6～9月份，往往占全年降雨量的60％以上，且夏季暴雨頻繁，區內多年平均降雨量800～1200mm。我們在設計信南高速路基路面排水時，充分考量當地的自然條件，結合路基路面排水設計的理念，創立了較為合理的設計方案，以下將做詳細介紹。

一、信南高速路基路面排水設計目的與要求

信南高速路基路面排水設計目的：把降落在路界范圍內的地表水有效的匯集并迅速排除出路界，同時把路界外可能流入的地表水攔截在路界范圍外，以減少地表水對路基和路面的危害以及對行車安全的不利。并將公路地下水引排到公路的下側方，避免公路路基和路面結構遭受地表水和地下水的浸濕、沖刷等破壞作用。路基路面排水設計的要求：將路基范圍內的土基濕度降低到一定的限度內，保持路基常年處于干燥狀態，確保路基及路面具有足夠的強度與穩定性。

二、信南高速排水設計的原則

1.排水設計要因地制宜、全面規劃、合理布局、綜合治理、講究實效，應充分利用有利地形和自然水系。

2.路基排水溝渠的設計，應注意與農田水利相配合，必要時可適當增設管涵，以防農業用水影響路基的穩定。

3.設計前必須進行實地勘察，查明水源與地質條件，重點路段要進行排水系統的全面規劃，對于排水困難和地質不良的路段，還應與路基防護加固相配合，并進行特殊設計。

4.路基排水設計要注意防止附近山坡的水土流失，盡量不破壞天然水系，盡量選擇有利地質條件布設人工溝渠，減少排水溝渠的防護與加固工程。

5.路基排水設計要結合當地水文條件和道路等級等具體情況，注意就地取材，以防為主，既要穩固適用，又必須講究經濟效益。

6.為了減少水對路面的破壞作用，應盡量阻止水進入路面結構，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面結構內的水。

三、信南高速路基路面排水設施的分類

排水設施根據其所處的位置和功能分路面排水設施與路基排水設施。路面排水設施由路肩排水和中央分隔帶排水設施所組成，路基排水設施分為地表排水設施和地下排水設施。地表排水設施由邊溝、截水溝、排水溝、急流槽等組成。地下排水設施由滲溝、明溝和槽溝、滲井等組成。

四、信南高速路基路面排水的分類

1.路界地表排水

(1) 路面表面排水設計

信南高速主線路面排水采用漫流方式排水，路面水直接從路肩和路堤邊坡坡面流入邊溝。路面表面排水的主要任務是迅速把降落在路面上的雨水，通過路面和路肩設計的橫坡向兩側排走，以避免造成路面積水而影響行車安全。

(2)中央分隔帶排水設計

信南高速中央分隔帶排水設計：中央分隔帶采用凸形，中間植草、栽種灌木。為排除滲入中央分隔帶內部的水，在分隔帶底面鋪設土工布進行封閉，底部設縱向透水管，四周填以米石，米石上鋪反濾土工織物，組成分隔帶內的地下排水設施，中央分隔帶下滲水匯集到縱向排水滲溝中，在通過設置橫向排水管將滲溝內的水排出路界。縱向排水滲溝兩側及底面可用抹砂漿、涂瀝青、粘貼土工布封閉。填方路段每隔60米左右設一道橫向排水管，挖方路段在挖方起終點填挖交界處的填方路基內各設一道橫向排水管，將水引出路基。橫向排水管直徑采用直徑為11.6cmPVC管，管底縱坡不小于1％，出口修建急流槽及防護措施。

在超高路段，中央分隔帶排水設計是在中央分隔帶設置集水槽，集水槽可用砼預制件。集水槽上設置具有漏水功能的蓋板。沿集水槽60m設置集水井(120cm×120cm×150cm)。在對應集水井的部位設置橫向排水管，通過橫向排水管將集水井內的水排出路基外。橫向排水管采用內徑為30cm ，壁厚3cm的高密度氯乙烯(PE)管，橫向接頭應密封嚴實，不漏水，橫向排水管底座用C15號砼做基礎，砼基礎呈U字形將PE管半包圍。橫向排水管與路基邊坡急流槽的結合處急流槽底做成現澆砼，以提高抗沖刷能力。

(超高段中央分隔帶設計圖)

(超高段中央分隔帶集水槽)

(超高段中央分隔帶集水井)

(超高段縱向排水管邊部急流槽)

(3)坡面排水 信南高速坡面排水設施由邊溝、截水溝、排水溝、急流槽等組成， 溝底縱坡坡度不宜小于0.5％。土質溝渠的最小縱坡為0.25％；溝壁鋪砌的溝渠的最小縱坡為0.12％。溝槽的頂面高度應高出設計水位0.1米—0.2米。

邊溝設計排水：邊溝設置在路肩外側或低路堤坡腳外側，用以匯集和排除路面、路肩、邊坡及流向路基的小量地面水。信南高速邊溝設計，一般路堤宜采用梯形，在場地寬度受到限制時，可用石砌矩形。當挖方高度大于6m時，可選用100cm×80 cm矩形邊溝 ；當挖方高度小于6m，大于2m時， 可選用60cm×60 cm矩形邊溝。當挖方高度小于2m時，可選用淺碟形邊溝。

梯形邊溝的內側邊坡為1：1.5，外側邊坡與路塹邊坡相同，有碎落臺時外側邊坡與內側邊坡相同。選用梯形邊溝時，采用下口寬60cm，上口寬100cm，高80cm。矮路堤可選用淺碟形邊溝，邊溝斷面應大一些，其深度和寬度可用0.8～1.0m。在滿足排水功能的同時，盡量使路區內景觀得到優化。

(梯形邊溝)(淺碟形邊溝)

截水溝設計排水：設置在挖方路基邊坡坡頂以外或山坡路堤上方的適當處，用以截引路基上方流向路基的地面徑流，防止其沖刷和侵蝕挖方段和路堤坡腳，并減輕邊溝的泄水負擔。地面巖石裸露和坡面不怕沖刷的路段，可不設置截水溝。截水溝斷面的形式一般為梯形，當地面橫坡較陡時，可作成石砌矩形。

2.路面內部排水

信南高速路面排水采用漫流方式排水，路面水直接從路肩和路堤邊坡坡面流入邊溝。考慮到部分降水仍將會滲入至路面結構層中，這部分水在行車荷載的作用下會形成強大的動水壓力，進而使瀝青與骨料剝離，產生病害，為了排除滲進路面層中的水，在路肩基層頂面處設置無砂砼排水盲溝。排水盲溝首先要鋪設二布一膜防滲土工布，靠近路基邊坡一側設置C15號無砂砼塊鋪砌或現澆，高34cm，上寬為30cm，下寬為25cm。在其與基層中間鋪設10cm厚，粒徑為0.5~1cm的碎石墊層，在碎石與無砂砼頂上鋪設反濾土工布一層。及時將影響瀝青路面的水排出。同時為使景觀優化，在透水土工布上回填種植土，種植花草。

3.地下排水

在地下水位較高的路段，為了切斷、攔截有害的含水層和降低地下水位，保證路基的穩定和干燥，降低因地下水造成的危害，需修建滲溝將下水排除。信南高速填石滲溝為矩形，在滲溝的底部用較大碎石或卵石(粒徑3~5cm)填筑，在碎石或卵石的兩側和上部，按一定比例分層(層厚約15cm)，填較細顆粒的粒料(中砂、粗砂、礫砂)，做成反濾層，逐層的粒徑比例，大致按4：1遞減。砂石料顆粒小于0.5mm的含量不應大于5％。用土工布包裹有孔的硬塑管時，管四周填以大于塑管孔徑的等粒徑碎石、礫石，組成滲溝。頂部作封閉，用雙層反鋪草皮或其它材料(如土工合成的防滲材料)鋪成，并在其上夯填厚度不小于0.5m的粘土防水層。填石滲溝的埋置深度，應滿足滲水材料的頂部(封閉層以下)不得低于原有地下水位的要求。當排除層間水時，滲溝底部應埋于最下面的不透水層上。

五、結束語

目前，信南高速公路已通車兩年有余，運營情況良好，質量相當穩定，這與排水設計的完善是分不開的。高速公路排水工程關系到整個工程的使用壽命，在進行排水設計時應與周邊環境作為一個整體全面考量，才會達到預期的效果，創造出景觀上整體協調、綜合效益較高的高速公路排水體系。