試論路基路面及排水結構設計

【摘 要】路基路面排水設計對公路的使用狀況尤為重要，排水系統及排水設施的完善與否直接影響公路路基、路面的正常使用壽命。因而，對于設計者來說，應對公路排水設計充分的認識，充分考慮影響排水的因素，針對不同條件采用相應合理的排水設計。

【關鍵詞】路基路面；排水結構設計

引言：近年來隨著國家經濟建設的發展，對公路建設要求也隨之越來越高，公路的比例也越來越大，以往建成的大多數公路沒有設置完善的排水系統，使公路路基、路面的穩定性及強度損壞嚴重，難以保證行車的安全性，以至于影響公路的正常使用，也縮短了公路的使用壽命。例如，好多公路的中央分隔帶的排水系統設置簡單，沒有橫向排水系統，致使雨水滯留在路表及路面結構中，使水得不到及時排離路面及路基，既影響行車的安全，又降低了路面的強度，產生的后果可想而知。

1 路面排水分為集中排水及分散排水兩種方式

集中排水是肩外側邊緣設置瀝青攔水埂或者預制混凝土攔水帶，利用路面路拱橫坡及縱坡將路面水匯集攔水帶與硬路肩組成的淺三角形過水斷面內，然后根據流量設計通過設置有一定間距的泄水和邊坡急流槽集中排至路基兩側的排水溝；如果采用此種排水方式，當降雨量較大，泄水口間距較長時，路面水會有滯留現象，容易形成霧障和局部積水，影響行車安全，并且攔水帶附近殘留積水易造成路面的破壞。

解決的辦法是在此路段：（1）適當縮短泄水口間距；（2）從整體考慮對于多雨地區，加大路拱橫坡的坡度。

分散排水是通過加固土路肩，采用漫流的方式排水（建議在工程造價允許的情況下對于公路不采取此種排水方式）；但分散排水方式有一定的優點，能及時排除路面水，不影響行車，也能減少滯留水滲入路面影響路面的使用壽命，缺點是，散排方式必須有相應的坡面防護與之相適應，無形中增加了防護的工程造價。

2 路面內部排水

當路基為低滲透性土（滲透系數小于10-5cm/s），而兩側路肩外也由這種土填筑時，路面結構類似于被安置在封閉的槽式“浴盆”內，進入路面結構內的水分，無法向下或向兩側迅速滲漏，而被長時間積滯在路面結構內部。特別是位于凹形豎曲線底部、曲線超高斷面內側，或者立體交叉的下穿路段的路面結構，由于地表徑流或地下水匯集，進入路面結構層內的自由水不僅數量大，而且停滯時間長。被圍封在路面結構層內的水分，會侵濕各結構層材料和路基土，使其強度下降，變形增加，從而使路面結構的承載能力降低，使用壽命縮短。更為嚴重的是，由于路面是層狀結構，層間結合處易于出現空隙，進入空隙內的自由水在行車荷載的作用下，會成為高孔隙水壓力和高速的水流，沖刷層面材料并從縫隙處向外噴射出帶沖刷材料的“泥漿”（卿泥），促使水泥混凝土面層出現錯臺和板底脫空等病害，從而使整個路面結構的使用性能迅速變壞。大量的路面損壞狀況調查和路面使用經驗表明，進入路面結構內的自由水是造成或加速路面損壞的重要原因。因此，設置路面內部排水系統，將積滯在路面結構內的水分迅速排除到路面和路基結構外，有利于改善路面的使用性能，大大提高其使用壽命。

3 路基排水

主要通過橋梁及涵洞將邊溝、排水溝內的水排離路基范圍內。邊溝及排水溝的尺寸應根據設計流量確定。邊溝：一般設計成矩形，以減少開挖面積；排水溝：設置于填方路基兩側，一般為梯形，但路線所經為城鎮段，排水溝設計成矩形，以減少占地寬度；截水溝：設置于路線外測有匯水路段，結合邊溝或排水溝，將匯水排至橋涵構造物中，或者直接匯入天然或人工溝渠中。對于地面縱向坡度較大路段，為避免排水溝因水流沖刷而破壞，應對此路段排水溝改為設有消力作用的邊溝急流槽。當路線所經為魚池或者水塘路段，排水溝設置于護坡道內，應注意的是與無護坡道路段排水溝的銜接，在保證正常排水縱斷的情況下，使排水溝連接順暢。地下有泉眼或者地表水有露頭路段，應設置橫向盲溝，將水引入邊溝或者排水溝。

4 坡面排水

當填挖高度較大并且為土質邊坡時，雨水對邊坡沖刷較大，沒有好的坡面排水會造成邊坡坍塌滑移。對于填方來說，應做帶肋的拱型護坡，拱肋及拱圈做成槽狀，以利于排水，通過槽型拱肋將水排至排水溝；或者采用具有截水功能的骨架護坡；對于挖方來說，采用拱型護坡或采用護面墻，后者沿挖方臺階處設置縱向排水溝，通過護面墻內一定間距的邊坡急流槽將水排至邊溝。當填挖高度較小時，于邊坡坡面鋪設草皮即可，將漫流的坡面水排至排水溝或者邊溝。

5 超高段路面排水

可采用漫流或集水方式。漫流方式是將中央分隔帶固化，超高側水通過中央分隔帶漫流至另半幅路基，通過排水設施排除，此種方法因為硬化中央分隔帶，一方面無法綠化，而且無法安裝防眩板，另一方面大量雨水匯入非超高側，影響其行車安全，現在的設計中很少考慮此種排水方式。

集水方式又可分為路緣帶集水及中央分隔帶集水兩種方式，路緣帶集水是在超高段的內側路緣帶設置集水槽，集水槽上設置鑄鐵雨蓖子，以匯集超高側的路面水，然后通過一定間距的集水井和連接集水井的橫向排水管、邊坡急流槽排入路基以外的排水溝，凹曲線底部必須設置橫向出水口，集水井設于中央分隔帶一側，集水井與集水槽之間用預制混凝土板連接；對于挖方路段，調整集水槽底部標高，在保證其槽底縱坡不小于0.3%的前提下，將水流引至填方路段設有集水井及橫向排水管的地方，若挖方段較長，無法調整時，則路面水經集水槽、集水井及橫向排水管引入加深的邊溝內排出，路緣帶集水的優點是，可留下足夠的綠化空間，且不與地下管線干擾，缺點是設置于路緣帶上的水蓖子影響美觀，且車輛在高速行駛時易壓壞鑄鐵雨蓖子，導致交通事故的發生。中央分隔帶集水是將設置于路緣帶上的集水槽移至中央分隔帶內，集水槽可采用預制鋼筋混凝土板，其上覆蓋種植土種草綠化，集水側的路緣石上設泄水孔，為方便路面水通暢排入集水槽。中央分隔帶排水，是于分隔帶內部，路面結構層一下設置縱向盲溝，盲溝內水通過橫向排水管排至一定間距的集水井或者排至邊坡急流槽內，注意的是應在中央分隔帶底部及路面結構層端部鋪設一層防滲土工布，以防止水流下滲危害路基、路面的穩定。

6 結束語

綜上所述，路面排水系統的不完善，是影響公路行車安全、造成公路早期破壞的主要原因之一。作為公路的設計與施工，完善的路面排水系統的設計與施工是必不可少的。因此，排水設計除應考慮公路等級、地形、地質、氣象、水文等因素外，還需要將路基路面排水結合起來綜合考慮，應根據水流來源的不同，分別情況，因地制宜，做到整體規劃。注重各種排水設施、排水構造物之間的銜接配合，做到排水設計、路基防護、地基處理整體協調，使全線形成一個功能齊全、良好完善的排水系統。

參考文獻

[1]中華人民共和國行業標準《公路工程技術標準》（JTGB01-2003）

[2]中華人民共和國行業標準《公路水泥混凝土路面設計規范》（JTGB40-2003）