高速公路路基路面排水設計需注意的一些問題

項穎 周堅

（浙江省交通規劃設計研究院，浙江 杭州 310006）

近幾年來，隨著我國經濟建設的快速發展，道路建設中高速公路的比例越來越高。為了確保道路能滿足車輛運行的要求，降低運輸的成本，提高運營的安全性及舒適性，延長道路的使用年限，這就需要路基、路面有更高的承載力、耐久穩定性、表面防滑性和平整度性，良好的路面設計對公路排水性能和使用壽命起著非常重要的作用。危害公路的主要自然因素是水，也是造成高速公路路面損壞的主要原因。從已經建成高速公路的經驗及教訓看，瀝青路面的各種疾病，比如剝落、龜裂、坑槽，松散、錯臺、斷裂等與雨水密切相關。由于水的作用加劇了路面結構的破壞，降低了公路的使用壽命。因此，如何避免地下水和地表水進入到路面結構，并有效地讓水及時排出路面結構，已經成為瀝青混凝土路面公路結構設計過程中的重點。

1 高速公路路基路面排水設計的內容與原則

1.1 高速公路路基路面排水設計的內容

高速公路排水設計對路基穩定性和路面的使用壽命有非常顯著的影響，一般包括以下兩個方面：第一，要考慮減少農田排灌水和地下水對路基穩定性及公路強度的影響，這種方法俗稱路基排水；第二，要考慮將路表面的水迅速排出路基外，最大限度地減少雨水對路面和路基的影響，減少因為路表面排水不暢及路表水滲入路基后，對路面造成破壞，對使用性能造成損害，這種排水稱為第二類排水。第一類排水設計采取的辦法有：在路基底部設置隔水墊層，提高路基最小填土高度等。第二類排水設計采取的辦法有：通過路面橫坡，邊溝，邊溝急流槽，將路面的水迅速排出路基以外；在中央分隔帶設置縱向碎石盲溝、橫向排水管將水引走；設計泄水孔，以迅速排除橋面水；使用瀝青封層、排水管、土路肩縱橫向碎石盲溝等，將水引走。

1.2 高速公路路基路面排水設計的原則

1.1 首先，排水設施應結合當地的條件，合理布局，并充分利用有利的地形及自然水系，做到水流不過于集中排放，能就近分流，及時得到疏散。

1.2 設計前進行調查研究，查明水源與地質條件，對于重點路段，要進行排水系統的整體規劃，路基排水要與橋涵布置相配合，地下排水應與地面排水相配合，各種排水溝渠的平面布置與豎向布置也要配合好。

1.3 路基排水應防止附近山坡的水土流失，做到盡量不破壞天然的水系，不輕易合并自然溝溪及改變水流的性質，人工溝渠布設時盡量選擇有利地質的條件，減少排水溝渠的防護及加固工程量。

1.4 為減少水對路面的破壞，要盡量控制水進入路面結構，提供良好的排水措施，迅速排除路面結構內的水，也可建筑有能承受荷載和雨水共同作用的路面結構。

1.5 排水系統要自成體系，并與當地的農田水利相配合，不影響灌溉溝渠。在避免沖毀農田或危害其他水利設施的同時，更要注意防范農業用水時對路基的影響。兩者合并使用時，邊溝的斷面應盡量加大，并加以加固。

1.6 在滿足排水主功能前提下，路基排水應節約用地，結合當地水文條件和道路等級等，選擇合適的排水設施，并與周圍自然景觀協調一致，營造道路與自然環境的和諧，提高經濟效益。

2.1 高速公路路基排水設計的措施

2.1 路基地下。路基地下排水的主要設施有：滲溝、滲井、盲溝、仰斜式排水孔等，由于地下水排水量不大，是以滲流方式匯集成水流，在設計時，對流量較大的地下水可設置涵洞、暗溝；對流量較小的地下水，可縱向設置滲溝、橫向設置盲溝；對挖方段邊坡上地下水，可設置仰斜式排水孔排水。

2.2 邊坡。數值分析表明，當開挖和填筑高度較大，且邊坡為土質時，雨水對邊坡沖刷比較大，在這種情況下，如無好的坡面排水措施，會引起邊坡坍塌滑移。所以，對交通繁忙或重載交通量較大的路基，除嚴格執行相關標準進行填料、填筑壓實和設置路堤邊坡坡度外，還要采取相應措施防止邊坡淺部變形。這關系到車輛的運行安全問題，必須引起高速重視，采取有效措施，以確保邊坡的長期穩定。

2.3 邊溝。在高速公路排水設計時，邊溝設計中占非常大的比重，設計人員都非常重視，其設計的原則是：平坦路段的路堤以填筑式邊溝為主，這樣可減少路基邊溝積水現象。路堤邊溝的縱坡采用漿砌片石修筑，邊溝縱坡應不小于0.12%。具體設計時結合當地的降雨情況，本著既解決路基排水又經濟的原則，排水邊溝溝底縱坡一般情況下不小于0.3%，一般結合沿線自然地形確定排水的方向。如果路堤邊溝需排入排涵，則溝底標高不能低于涵洞進口標高；對排入灌涵的邊溝，溝底標高不低于涵頂的標高；對灌排兩用的涵洞，應該按灌涵要求設置，在某些特殊情況下，可適當降低。為了防止沖刷涵洞，宜采用急流槽連接邊溝和涵洞洞口。

2.4 截水溝。截水溝，亦稱天溝。當路堤邊坡上方或路塹流入路基的地表徑流量比較大時，應設置攔截地表徑流的截水溝。在設計前，設計人員應進行實地調查，了解地形、水文、地質、植被等情況，找出設置截水溝的適宜位置，并對排水出口的引伸范圍做出合理的布局。一般截水溝設在路塹坡頂5米或者路堤坡腳2米以外。截水溝的截面一般為梯形，大小視匯水流量來確定。截水溝的長度以200米到500米為宜。超過500米時，要在其適當位置增設泄水口，并采用急流槽、跌水井等排水構造物進行引排。路基范圍內的地下水排除，可設盲溝、滲井等方法。要注意地表水不能引入地下水的處理設施中，而地下水可引入地表水的處理設施中。

2.5 排水溝。在整個公路綜合排水系統中，排水溝具有重要的作用，它連接各種排水設施，將水引排到附近的水道或橋涵中，從而形成完整的排水系統。排水溝一般采用梯形橫斷面，尺寸根據設計的流量確定，其位置可根據需要或結合當地地形條件來確定。排水溝的長度不應超過500米，與各種水溝的連接應該順暢。排水溝不僅負責排泄地表水徑流，還有排除部分構造物中積水的作用，其設置合理與否決定著整個排水系統是否能夠正常的發揮作用。

2.6 跌水與急流槽。某些高速公路要經過重丘及山嶺地區，這些地方地形險峻，山高坡陡，排水溝渠的縱坡比較陡，為了接引水流，降低水的流速，消減能量，防止對路基與橋涵結構物造成危害，經常采用跌水和急流槽。跌水和急流槽既可以單獨采用，也可以與其他排水構造物聯合采用，形成一個完整的排水系統。

2.7 填方基底。填方基底地下水發育時，一般可在路堤底部填滲水材料，或者設置排泄地下水的砂石墊層，當路堤使用非滲水土填料時，可在路基填方基底部設置防止毛細水上升的隔水層，比如兩布一膜復合土工膜。當使用非良質填料，如濕陷性黃土、鹽漬巖土、膨脹性巖土等填筑路堤時，為防止毛細水上升影響路堤下部土體的強度及穩定性，必須在路堤的底部設置阻止毛細水上升的結構或構造，如三維復合防排水板。

3 高速公路路面排水設計的措施

3.1 中央分隔帶排水。高速公路中央分隔帶排水設計主要目的是排除中央分隔帶內積水，其排水長度應為兩個人手孔之間的間距，一般路段最大間距為180米。首先，設計底坡不低于0.3%的縱向梯形或者矩形盲溝，匯集了分隔帶的降雨或滲水；其次，設計間距30到50米橫向排水管，將盲溝中的水排出；再次，加設瀝青防滲層和土工布襯墊，以防止水滲入路基兩側。設計過程中，設置凸形中央分隔帶的公路的路基路面排水時，必須考慮中央分隔帶的排水，即使大部分降水通過凸形中央分隔帶可自動排到路面上，仍有小部分水會滲入到分隔帶的回填土中，并進一步滲透到路基及路面結構層，影響他們的穩定性及強度。所以，凸形中央分隔帶回填土的下面，應該設置排水暗溝或碎石盲溝。分隔帶兩側每隔100米應交錯設置直徑20到60厘米的橫向硬塑排水管，管底縱坡不小于1%。

3.2 超高段分隔帶排水

超高部分道路排水設計的重點是偏高側路面的水攔截問題，目前超高部分道路排水主要有四種方式：第一，中央分隔帶預留排水孔；第二，在中央分隔帶設置斷口，第三，中央分隔帶內設置排水溝；第四，中央分隔帶設置成淺碟式。由于這種情況的綠化工程的要求相對較高，所以應將淺碟式排水槽優化成矩形排水槽，并將槽移到超高外側分隔帶的邊緣，以便收集路表水，集水井也要移到排水槽的同側，為綠化留出空間。

3.3 路面結構排水。路面排水，包括集中排水及分散排水兩種形式。集中排水是在路肩外側邊緣部分設置瀝青攔水埂，或預制混凝土攔水帶，設置有一定間距的泄水口和邊坡急流槽，將水集中排至路基兩側的排水溝。分散排水是通過加固土路肩，采取漫流的方式排除路面水（如造價允許，此種方式不建議使用）。總之，路面排水應減少反射裂縫對混凝土表面的影響，要在公路基層下設置與中央分隔帶排水設施相連的砂礫墊層，將滲入的水匯集到中央分隔帶排水盲溝或暗溝，排到路基以外的地方。

3.4 路面滲水的排水

沿路面邊緣設置由橫向出水管、透水性填料集水溝和過濾織物（土工布）組成的路面邊緣排水系統。通過設置土路肩縱橫向碎石盲溝、瀝青封層和排水管，將滲入到路面面層的水引到路基之外。因為通過瀝青面層下滲的水量有限，所以設計中采用每10米左右設置一道直徑5厘米橫向排水管的方法以確保路面下滲水的排除。

3.5 路基路面綜合排水設計

綜合排水設計主要包括以下內容：地下排水與地面排水設施的協調配合，路基排水設施與路面排水設施及與橋涵等泄水結構物的合理布置，一般應結合路線的縱斷面設計、平面設計和沿線地質、地形、水文條件進行。

結束語。總之，高速公路的路基路面設計中，水是影響公路質量一個重要因素。實踐證明，如果我們設計工作未做好，就會導致路基及路面出現病害，給后來的維修及養護工作帶來沉重的負擔，也給國家帶來很大的經濟損失。所以，在高速公路設計過程中，我們一定要結合沿線的自然條件及實際情況，選擇合適的排水方式，把公路排水系統變為一個有機的整體，以實現經濟、合理、高效、美觀的目的。

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