高速公路路面排水設計分析

高榮

摘 要：隨著我國經濟建設的發展，越來越多的高速公路建成通車，與此同時發展的公路運輸結構也變得十分復雜，影響高速公路使用壽命的因素逐漸增多。文章針對高速公路排水設計進行分析，將排水過程中所需要考慮的問題進行重點說明，希望能夠為高速公路路面排水設計提供幫助。

關鍵詞：高速公路；路面；排水設計

引言

在高速公路中的道路交叉點會設計匝道，匝道曲面匯合處在排水性能上來說相對特殊，在這一區域中橫向坡度大，水面聚集區域廣，容易形成積水，同時這些地段一般為填方地段，橋梁的排水管設計尺寸相對較小，加大了此地段的積水。以匝道曲面排水為例，這些區域的積水匯集面較大，道路通車后，對路基路面的沖刷影響相當嚴重。

1 積水對高速公路路面的影響

高速公路為瀝青路面，水損害一直是威脅高速公路路面的主要因素之一，尤其在交通荷載和溫度變化的作用下，水會滲透到瀝青的集料中，使瀝青和石料之間的附著性大大降低，在水分浸泡和動力壓的作用下，使瀝青膜發生剝離，最終降低整體粘結面使路面被直接被破壞，水損害造成高速公路路面損害的主要表現在如下幾個方面。

1.1 滲透

水會在瀝青表面的毛細管道中滲入，直接造成路面性能和使用壽命的降低，并且在自由滲水的過程中，使地基中的無黏結粒狀材料降低，降低承載力，使路面產生唧漿，產生錯臺和開裂。

1.2 行車荷載方面造成的影響

水積留在瀝青路面不能馬上排除，這使整體路面上形成一個水膜層，當有車輛高速行駛通過后，就降低了路面的抗滑性，同時在行駛上荷載的作用下，瀝青表面的毛細管道會出現收縮，這加快了水的滲透，使路面強度被降低。常見的不均勻荷載形式主要由單向混合交通所造成的，車輛在形式的過程中大貨車、拖掛車速度較慢，行車的荷載停留時間長，對路面、路基的作用較大，使部分路段容易造成不均勻下沉，最終形成錯臺，最大錯臺高度高達5公分。

1.3 填充材料失效

瀝青路面在溫度的影響下會出現膨脹，氣溫上升到一定程度后連接縫中的填充材料會被擠出，氣溫下降后瀝青路面的收縮較快，會將填充物擠出，這樣就形成了孔隙。使雨水能夠沿著縫隙發生滲透，并且破壞基層，造成接縫變形。縮縫在溫度變化中又會發生多次收縮，使拉裂成真縫。填縫料會在反復的拉伸過程中失效，在加上超重車的荷載作用，使接縫出現破損，直接導致滲水。

1.4 排水設計缺陷

在調查過程中發現出現唧泥和翻漿，都是由于積水在路面停留時間過長所造成的，這些積水主要來自路表面。很多路面在縱坡和橫坡處不能很好的將水排出，這是因為很多路面雖然存在排水坡度，但在盲溝和暗溝的設計中并不完善，使水匯集到一點，不能排出，造成了板體的不均勻沉降，使路基在下滲過程中，產生了強度的下降。

2 高速公路防排方面建議

首先在設計上不能留死角，要保證整幅路面都設計有排水在中央分隔處設置好分隔帶，降低水滲透到路基結構中的可能性，同時保證路面結構在整體上具備多條排水基層和路肩盲溝。瀝青路面在維修過程中會形成一定的接縫，有些一個修補面中存在多個裂縫和空隙，這使路面中出現的裂縫和松散面，雨水在這些裂縫處會直接滲入。瀝青混凝土在這一過程中形成了大量的脫空區，所以排水率的設置十分重要。

在很多地段對于邊溝的深度要合理控制，防止有水滲入到界面中，基層和底基層都有一定透水性，邊溝中的雨水就會直接的滲透到結構層中，尤其是在超高路段和大坡度地段時，邊溝中的雨水更容易進入到結構層內部。另外在盲溝和滲溝的設置中，挖方地區要比填方地區更容易損壞。所以在進行線路設計時要合理的選擇平坡和緩坡，以此提高公路的排水性能，最后對公路上所有的排水設施都要進行及時的維護，保證排水管道的有效性。

3 路面結構層內部排水

設置路面結構層內部排水系統，將水迅速排除到路面和路基結構外，有利于改善路面使用性能，提高其使用壽命。路面結構層排水系統分為路面邊緣排水系統和路面排水層排水系統。路面邊緣排水系統是將滲入路面結構層內的水分，先沿路面結構層的層間間隙或層內空隙橫向滲流入由透水性材料組成的路肩縱向集水溝，再集中排出路外。路面排水層排水系統是在路面結構中采用透水層材料做基層或底基層，滲入路面結構層的水分，先通過豎向滲流進入排水層，然后由橫向滲流進入路肩縱向排水溝，再由一定距離設置橫向出水口，排離路外。

匝道地段，由于坡度轉換的問題，常處于超高路段，所以在進行匝道排水設計時，還要將超高問題考慮到其中，超高段的排水要根據現場的設計形式進行完善，常規設計中隊超高地段會采取漫流形式來進行排水，這就使曲面地段要出現最低點集中排水的現象。但是南方地區的在處于雨季中，下雨量極大，集中排水已經顯得十分吃力，在加上漫流的排水形式，使排水更加不能滿足實際要求。另外在超高地段的設計中，超高點都是使用橫縱像排水溝進行積水攔截的。

集中排除超高外側的路表水，并根據匯水面積、降雨強度等，計算確定合理的縱向水溝的過水面積以及橫向排水管的間距等。在凹曲線最低點段以及縱坡較小的路段，必要時可適當設置中央分隔帶開口，適當減少橫向排水管的個數，以保證路基的穩定性。同時當出現特大暴雨時，可解決縱向水溝或橫向排水管的泄水能力不足問題。所以在匝道地段中要想解決路面的超高排水問題，就要加長結構滲水層的流經，并且通過中央分隔、邊溝匯集等多種排水形式進行排水，在主要匝道口還要對集水井的數量進行適當增加。

很多超高位置的排水匯流量很大，這使縱向水溝和橫向的排水在設計過程中要把接頭的牢固性放在首位，尤其是混凝土排水管的選擇上，必須使用無接頭管進行連接，防止路面積水的又一個作用是提高形成安全，所以降低結構層的防排水措施是十分重要的，常見的做法是在路面上設置橫坡，保證整個路面降水同能通過不同坡率匯集到統一地點。在路面的結構使用方面要提高混凝土路面的表層致密性，降低雨水的滲透。很多高速公路在邊溝的設計上不重視，但是邊溝是提高排水效率的重要設計，變動的寬度不能低于60cm。同時在邊溝下部位置設置矩形滲溝，來提高抗滲能力。

4 結束語

從上所述，加強高速公路的路面排水設計十分重要。我國的自然氣候十分復雜，尤其是南方地區季節性連雨天十分常見，這就為高速公路的防排水設計提出了很多新的難題，瀝青混凝土路面在排水設計上要多使用邊緣性排水形式，并且保證結構之間的孔隙率能夠滿足滲水要求，在結構層中設置上下封層，來有效緩解水危害的問題。

參考文獻

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