淺談公路邊溝排水設計及注意事項

劉 翔

(甘肅省交通科學研究院有限公司，甘肅 蘭州 730050)

0 概述

邊溝指的是為匯集和排除路面、路肩及邊坡的流水，在路基的路肩外側設置的縱向水溝，一般和路中線平行。邊溝設置于挖方地段和填土高度小于邊溝深度的填方路段，其形式可分為L形邊溝、梯形、碟形、三角形、矩形或U形邊溝，又分為明溝和加設蓋板的暗溝等多種形式，多為石塊砌成，邊溝可與路緣石結合為一整體。

在公路設計中，邊溝設計的重要性等同于路線、路基、路面的設計，因為公路使用質量和壽命的好壞很大程度上取決于水的影響，路基中沉陷、翻漿、唧泥等很多病害都與水影響緊密相連，高速公路的修復和養護工作又非常困難，如果沒有邊溝，或者邊溝設計不合理，水不能及時排出，就會影響到路基的穩定性。所以，我們必須從設計階段開始重視路基排水設施，并學習先進知識和經驗不斷優化。

1 排水設計原則

1.1 整體規劃，合理布局，盡可能少占農田，排水設計應該和當地農田水利規劃相派和，防止排水設施建成后沖毀農田，或者危害農田水利。重視環境保護，防止水土流失和水源污染。

1.2 要根據工程所在地的地質和水文情況進行橋涵和溝渠的設置，不宜取消或合并自然溝渠和改變水流性質，對于重要的排水溝渠設計要留有余地，對于土質松軟和坡度較大的排水溝渠，要做好防護工程；要注意全線排水設施和構造物之間的聯系，使得全線形成一個完整的排水系統。

1.3 路基排水設施設計時要注意美觀，并和當地自然環境相配套，排水構造物外形輪廓清晰、美觀、堅固、耐用。

1.4 黃土、凍土、鹽漬土等特殊地區的公路，其排水設計應該和工程的其他部位設計相配合。

2 常見的邊溝類型

2.1 矩形斷面邊溝

在路基外側開挖矩形土溝,采用漿砌片石和片石混凝土加固的斷面型式。這種斷面型式的邊溝適用于降雨量較為充沛、縱坡大而沖刷嚴重的地區,要求公路沿線石料豐富。優點是施工簡單方便,排水效果好；缺點是明溝效應嚴重,不易于維護清淤。

2.2 梯形斷面邊溝

在路基外側開挖梯形土溝,邊溝外側可與護墻等構造物統一用片石等材料進行防護的斷面型式。這種斷面型式的邊溝一般用于短路塹段,且不設蓋板。優點是受力好,穩定性強且不易損壞,便于施工；缺點是基坑開挖大,對沿線生態破壞較大，且路容不美觀。

2.3 蓋板邊溝

在矩形邊溝上加設混凝土蓋板或承載蓋板的邊溝型式。這種斷面型式的邊溝適用于長路塹路段。優點是有利于行車安全,避免了明溝效應,減少了路基邊坡開挖，路容景觀好,便于維護；缺點是工程費用大。

2.4 碟形斷面邊溝

在路基外側設弧形淺明溝,采用素混凝土鋪面防護的斷面型式。這種斷面型式的邊溝適用于干旱少雨、石料缺乏的地區邊溝較短路段。優點是有效消除了明溝效應,有利于行車安全,路容美觀,工程量小,對沿線生態破壞小；缺點是排水量小。

3 邊溝斷面形式的選擇

邊溝的形式多樣，并且各有不同的優點、缺點，在設計的形式選擇中，要從工程所在地的施工條件、公路等級、防護要求、適用情況、工程造價等多個方面綜合評價并選擇，要重點發揮邊溝排水功能的同時，要注意設計的原則和要求，力爭到達一物多用的目的。下面做部分舉例：

3.1 如果降雨量較小的區域，排水量小、排水距離短，從有助于公路綠化的角度出發，一般采用淺碟型邊溝，由土溝、隔滲層、草皮三者共同組成，這類生態邊溝要注意加強綠化養護，草皮修剪。

3.2 挖方路段的土質路基邊溝，可以選擇梯形橫斷面，一般內邊坡坡度為1：1.0～1：1.5，外側邊坡坡度應該和挖方邊坡相同，考慮到行車安全，要在路肩上設置防撞護欄，否則應該采用三角形或者碟型的橫斷面邊溝。

3.3 對于計算行車速度≥60km/h的高速公路上，為避免“明溝效應”，建議采用隱藏式邊溝，比如蓋板邊溝、暗埋式邊溝等。

3.4 石質路基一般選用矩形斷面邊溝，其內側邊坡為直立坡面，采用漿砌片石防護，外側邊坡坡度和挖方邊坡相同。

3.5 在降雨量非常大的地區，由于邊溝的水流量大，斷面應該盡可能較大，所以一般采用矩形邊溝或者梯形邊溝，注意防撞護欄的設計，防止失控車輛陷入溝中。

3.6 高速公路土質邊溝一般采用混凝土預制拼裝的U形、三角形邊溝，并對全斷面進行漿砌片石、水泥混凝土預制塊防護。

總之，需要對當地的地理條件、降雨量、土質、邊坡型式等設計因素進行綜合考慮，進行認真計算和分析，選定合適邊溝形式和確定相應邊溝尺寸。

4 邊溝設計的注意事項

4.1 邊溝設計時要標出原地面的河流、溝道、水渠、水塘、水池等，溝底的高程和距離路線兩側的長度。

4.2 野外定測時應該調查沿線水流的來向和去向，在路線地形圖上標出路線線位、橋涵、通道、互通立交和分離式立交、防護工程等構造物的位置。

4.3 在路基兩側邊溝位置處，分別點繪縱斷面設計圖，并且標示出沿線構造物設計的上下游進出水口溝底高程。

4.4 要根據地形、地質、水文等情況，以及構造物上下游進出水口的溝底高程、排水口位置，進行路基兩側的邊溝縱坡設計，以使得護坡道和邊溝縱坡相適應。

4.5 設計中要做好邊溝出水口的處理，特別是邊溝水流流出路塹，進入高填方路基坡面時，應該用急流槽或者跌水形式把水引出高填方坡腳以外，防止水流沖刷路基。

4.6 設計在陡坡上方的邊溝，應該用急流槽或者跌水形式，把水流通過路基的橋涵，順暢的排出到路基的下方。

5 結語

公路邊溝的形式多樣，施工也較為簡單，但一定不能忽視邊溝的設計，因為如果只考慮邊溝的機械化排水功能，而忽視明溝效應，一定會對行車駕乘人員造成緊張情緒；如果只考慮通暢排水，而忽視排水設計與當地農田水利設施相配合，對當地其他構造物造成破壞，污染了水源，一定會造成不容小覷的后患；如果忽視公路美化，那生態公路將無從談起。所以，公路工程設計人員，應該結合當地人文、地理、水文等多種因素，綜合考慮，在滿足邊溝排水的功能外，重視邊溝的輔助作用，合理的選擇恰當的邊溝形式，才能夠有效的節省工程造價和通車后的養護費用，提高路容景觀，最大限度的發揮公路的社會效應。

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