公路路基排水設計探討

摘 要：在公路設計中，公路排水設計非常重要。公路排水可通過路面排水系統、路基排水系統以及中央分隔帶排水等方式。該文針對路基排水的特點進行分析，提出解決方案，供同行借鑒參考。

關鍵詞：公路 路基 排水設計

中圖分類號：TU2文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2013）05（b）-0116-01

據資料統計，我國每年用于公路維護的費用呈逐年增長的趨勢。為了保證通車安全，道路受到破壞后進行修繕的費用正成為各級地方政府的一項巨大開支。造成這種局面的原因來自各個方面，有超載現象使道路超負荷的，也有工程施工過程偷工減料的等等。該文主要針對路基排水設計對道路使用壽命的影響進行詳細分析，找出目前設計中存在的不足和缺陷，提出解決對策，從理論層面探討公路路基排水設計對公路使用壽命以及道路交通安全的重要性。

1 水對公路路基的有害影響

路基是公路的基礎部分，路基的穩定性和堅固程度對公路的使用壽命和公路行車安全有重大影響。在公路路基設計中除了要考慮所處地區地質地貌等條件外，還應特別注意路基的排水設計，這是因為水對公路路基有很多不利影響，該問題即本文研究重點。水對公路路基的不利影響主要有以下幾個方面。

（1）土壤被水浸濕后，會導致其承受外部荷載能力的大大減弱，當車輛在路面行駛就會發生路基的沉陷。這是因為在浸濕環境中土壤顆粒內部粘結力被削弱，土壤必須在一定的濕度范圍內才會有較強的粘結力，當被浸濕后，超出這個范圍，穩定性必然大打折扣。另外，由于黃土的特性，在浸濕環境中會發生更為劇烈的沉陷，稱為濕陷。因此如果黃土地區的公路路基排水系統設計不完善會給公路的使用壽命和行車安全造成極大的影響。

（2）水對鹽漬土地區的影響非常大。其中最常見的一種現象就是鹽漬土的沉陷。這種現象的發生與當地的氣候條件關系密切，大多發生在氣候干燥地區。實驗結果表明，鹽分會隨著土壤中的潛水由深處流向土壤表面，在干燥環境情況下，土壤表面水分容易被蒸發，留下鹽分在土壤表層形成鹽殼。鹽殼的物理化學特性使得其無法回到土壤中，這樣一來，原來土壤中的鹽分被帶走后留下孔隙，土壤原本較強的粘聚特性大大削弱，并且土壤孔隙的增大也使其透水性變大，最終導致鹽漬土的沉陷。因此在鹽漬土地區路基的排水設計的好壞也直接決定了公路的各項性能。

（3）水對山區公路路基的影響最常見、破壞性最大的現象是滑坡。造成路基滑坡的原因是地下水的滲透壓力。地下水不僅會產生滲透壓力，而且會降低土壤的抗剪強度，山區公路路基由于處于山坡上，特殊的地形狀況決定了地下水對這種地形特殊的影響，山坡土有一部分屬于滑動層，當該層被處于地下水浸濕環境中，會降低路基的穩定性。所以山區公路路基的設計應結合地區特點，做特別設計。

2 路基排水設計的原則

（1）公路路基排水設計要根據不同地區的地質地形不同，因地制宜、因勢利導、綜合整治、講究實效。要針對地區特點，制定適合當地地質條件的設計方案。另外設計思路還應注意整體布局和規劃，設計出的方案也應符合經濟性。

（2）我國是個農業大國，農田灌溉的便利性應被考慮進排水設計中。路基排水溝渠應單獨設置，不可與灌溉溝渠共用。要本著農田灌溉用水不影響公路路基的基本原則對路基排水系統進行重點規劃。在施工條件受限的情況下，排水設計也應避免水利用水對路基的破壞。

（3）在設置排水溝渠時，應本著盡量不破壞天然水系的基本原則。

（4）排水設施的建設還應注意就地取材，以防為主。針對當地地質條件應具體分析其特點，就地取材既能滿足設施建設需要，又能減少工程費用。

（5）最后一條原則是設計中要考慮路基結構不被破壞。為減少對路面的破壞作用，應盡量阻止水進入路基結構，并提供良好的排水設施，以便迅速排除路基結構內的水，亦可建筑具有能承受荷載和雨水共同作用的路面結構。

3 路基排水設計對策

路基的穩定性和強度對于水的作用非常敏感，保持路基常年處于干燥狀態，確保路基具有足夠的強度和穩定性。

3.1 地勢較低集中匯水的排水設計

城市道路立交低洼處地下水水位較高，特別是在下穿式立交中，道路低點比周圍地面低3～6 m，且形成盆地地形，這樣大氣降水向低洼處匯集，就會造成路面積水，這里需要解決的問題是地面排水和地下排水。

（1）自流排水：當立交附近有低于立交最低路面的排水管區時，采用直接排水的方式，這也是城市道路立交經常采用的方式。自流排水是最安全、最經濟的排水措施，它不需要消耗能源和其他工程設施的建設。

（2）調蓄排水：當達到洪峰時，如水體或干管水位高于路面水位的時候，將不能自流排水之流量引入蓄水池，待水體或干管水位回落時，再自流排水，但調蓄排水受條件限制應用不是很廣泛：（a）在立交用地范圍內有布置蓄水池的合適位置要與其他市政管道無較大的交叉，立交內雨水管道能自流接人蓄水池，蓄水池也能自流接人千管或河道泄空。（b）要求匯水面積較小，蓄水量不大，一場雨產生的全部水量最多不超過1000適用于較小的立體交叉。（c）通過設置排水泵站的方法來排除匯集在地勢較低的水，但多數地區考慮到節約電費、減少物業管理和人員操作應盡量減少排水泵站的設置。

3.2 潮濕和過濕路基的排水設計

潮濕和過濕路基應首先疏干和換填處理。對于潮濕路基，含水量不是太高，施工前可在路基兩側挖縱向排水溝，并每隔一定距離挖一些橫向排水溝，將路基水排到排水溝內，從而疏于路基；對于過濕路基，含水量較高，無法晾曬和疏干，只能采取換填的方式進行處理，如換填好土，換填透水性好的材料等。

3.3 降低路基地下水位的設計

降低路基地下水位，使路基處于干燥狀態，在下穿式立交處，一般路面標高較低，大部分路基位于地下水位以下，導致路基濕軟、變形、強度降低，最終發生破壞。降低地下水位通常可以在路基下地下水位一定高度范同內設置暗溝、滲溝和滲井等。

4 結語

路基排水設計的好壞關系到公路使用壽命的長短以及交通安全等方面的問題，從業者必須先進行總體規劃和綜合設計，相互協調、布置恰當，使各處的流水都有歸宿和去向，提高效果和降低造價，全面完成排水任務。布置排水系統時，應聯系路線的平縱面和橫斷面、沿線的地形、地質、氣候和水文等情況綜合考慮；路基排水溝渠的布置應與山區橋涵位置相配合；路基排水還應與當地農田排灌和水土保持工作相結合。

參考文獻

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