公路排水設計優化探究

摘要:公路排水設計決定路基的穩定性和路面的使用壽命，合理的排水設施設計，才能保證路基的穩定、路面的良好的使用性能以及行車安全。文章闡述了當前公路排水設計現狀，分析了相關問題，提出了公路排水優化設計策略。

關鍵詞:公路排水 設計 優化

0 引言

無論是地下水還是地表水，都會對公路路面造成相關損害，因此，公路設計中，排水設計是非常重要的一環。水份通過空隙進入路面結構層內，并浸入礦質集料內，由于表面張力的作用，使其粘附被削弱或完全剝離，汽車輪胎對路面的擠壓搓揉作用及與路面間的真空吸附作用加速了剝離的進程，致使路面很快損壞。因此，公路工程優化設計，必須重視排水設計。

1 公路排水設計現狀概述

所謂公路排水系統(DrainageSystem)，指的是公路工程中，所有攔截、收集以及排放低下水的排水總設施以及總構筑物所又稱的總體，統稱公路排水系統。毫無疑問，公路排水系統，他包括四個方面，即路界表面排水、路面表面排水、坡面表面排水以及內部排水。在公路排水設計中，必須因地制宜，充分考慮到地形地貌以及天然水體等相關因子，合理計算各種排水措施，水力條件等。關于排水設計問題，其具體表現為:①路面地表的排水設備在設計中很少考慮到周邊地勢地形，而且忽略天然水體的容納能力，排水系統部完善，導致道路形成水損害。毫無疑問，公路地表的排水構筑物包括邊溝以及急流槽等相關設施，在整體道路的設計中，必須充分勘察道路的地勢地貌，研究道路附近水體詳細資料以及雨水等排放等級標準。如果在設計中，所涉及到的排水設施與實際不行，應重新設計，否者必定導致此段公路的排水體制形成嚴重問題，更有甚者，公路路面排水無法進行排除，使得路面排水系統完全喪失排水能力，造成嚴重損失。②路面排水設計問題:路面積水是影響路面最主要的因子，長時間淤積在路面的水，經過滲透，會變成自由水，而進入路基內部，從而降低路基混凝土強度，由于水分子的表面張力，導致路面錯臺和開裂，對公路的使用性能造成致命的影響。③環境融合問題。當前形勢下，公路排水系統的設計往往不考慮環境的影響，往往由于種種原因，導致周邊環境遭受破壞。當前來看，無論是雨水還是污水，都需要處理后排放，而從公路排水設計中而言，大部分都只是直接排走，這樣或多或少對環境造成一定的影響。

2 公路排水設計優化策略

高速公路的路基路面排水設計的好與壞，直接關系其使用年限。在這幾當中必須從路基以及路面排水出發，充分考慮排水對周邊環境的影響，才能做到合理優化公路排水設計。

2.1 路基排水設計策略 路基排水的設計一般有邊溝、截水溝以及路堤急流槽等。邊溝填方的公路必須設計邊溝排水，其形狀以倒梯形設計為多。對于我國大部分地區而言，其公路邊溝的倒梯形設計尺寸為:頂3.5m;底1m;下底也為1m。邊溝排水形式適合于這種情況，當上挖方路基及填土高度比路基設計要求的臨界高度的路堤要低。除了倒梯形設計之外，三角形以及矩形等相關斷面設計形式。隨著公路等級的不同，或者公路所在地區降雨以及排水流量的不同，所設置的邊溝形式也不同，通常對于排水等級較高的公路，采用斷面面積較大的形式。邊溝通過急流槽，通過排水設備一般在設計上與自然溝渠銜接為宜。

截水溝作為排水重要設施，其主要用于挖方路段邊坡，旨在排除上部水，其形式也采用梯形為宜。當上部破面較大，水量流量很大時，可采用矩形斷面結構。截水溝出來的水一般進入邊溝，然后再排入天然溝渠中。當挖方的邊坡不止一級時，應在各個邊坡處設置截水溝。這種分級截水溝一般可設計為上凸式和下挖式兩種。在我國高等級公路中，普遍采用下挖式。分級截水溝里的水是從急流槽引入，一級一級低流向下面，從而達到優化排水設計目的。對于矩形截水溝而言，其尺寸為30×40cm，壁厚為10cm，并在其底部加設20cm砌塊。溝邊一級其底部必須用C20混凝土進行澆注，為方便排水，通常情況下，將溝底部設置砂墊層，其厚度為10cm。為固定急流槽，每隔1-2m設置固定措施，當水量較大時，在設計中必須考慮加設消力檻。

2.2 路面排水優化設計

2.2.1 集中排水 集中排水簡單來講就是將地表水匯集在一起，統一排放到路基兩側的排水溝。集中排水主要是通過設置預制混凝土攔水帶來實現的。預制混凝土攔水帶與硬路肩組成三角形的過水斷面，過水斷面每隔一段距離設置急流槽和泄水口，地表水在路面縱橫合成坡度作用下匯集于此，流經泄水口和急流槽時集中排放到排水溝。集中排水因需要設置攔水帶，故容易造成地面積水，加上路面平整度的影響，致使攔水帶周圍積水嚴重，對混凝土路面造成破壞。另外，為了便于對地面水進行統一排放而設置的泄水口和急流槽以及各防護工程措施，嚴重影響了路容美觀。

2.2.2 分散排水 分散排水簡單來講是利用路面和路肩的縱橫合成坡度將地表水以漫流的方式分散排放到路基兩側的排水溝，主要是通過加固土路肩來實現的，而邊坡防護宜采用骨架護坡，這是因為骨架護坡具有截水排水的功能，可以最大程度的降低地表水對路堤邊坡的沖刷。若路基斷面為路堤，漫流地表水由骨架網截流，分散排放到路基兩側的排水溝，截流溝或天然溝渠內;若路基橫斷面為路塹，橫向漫流的表面水匯集于邊溝內。分散排水不同于集中排水，無需設置攔水帶，因此不會使路面水積聚而影響道路的正常使用。

2.3 與環境融合，合理設計排水系統 公路排水系統是公路建設不容忽視的重要組成部分，公路排水系統設計的好壞在某種程度上決定了公路景觀的優劣，因此要合理設計排水系統，就必須要充分考慮周圍環境因素，使排水系統與周圍環境相融合，實現人與自然環境的和諧發展，尊敬自然，保護環境。因此，在進行截水溝設計之前，必須要認真考察當地的地形與地貌，然后根據實際環境確定截水溝的位置及走向，不宜使截水溝突兀于邊坡之上，最好將其隱身于自然環境之中，最大程度的做到不影響路面美觀。而對于截水溝的防護形式則宜采用植物等天然材料進行防護，盡量避免漿砌片石或混凝土的防護形式。在設計邊溝時也應盡可能采用暗溝和可綠化的邊溝形式。總之，對于各排水構造物的設計，要根據當地的地形地貌，認真設計，開拓思路，最大程度的提高與周圍環境的協調性，實現人與自然地和諧發展。

3 結語

公路排水設計在公路工程中的地位十分重要，當前我國公路設計中，尤其是高速公路，其排水問題較為嚴峻，因此必須從設計的角度出發，從路基、路面以及地下排水三個方面來優化公路排水設計，才能充分保障公路的使用性能。

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