高速公路路面排水設(shè)計(jì)分析

高榮

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，越來越多的高速公路建成通車，與此同時(shí)發(fā)展的公路運(yùn)輸結(jié)構(gòu)也變得十分復(fù)雜，影響高速公路使用壽命的因素逐漸增多。文章針對(duì)高速公路排水設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，將排水過程中所需要考慮的問題進(jìn)行重點(diǎn)說明，希望能夠?yàn)楦咚俟仿访媾潘O(shè)計(jì)提供幫助。

關(guān)鍵詞：高速公路；路面；排水設(shè)計(jì)

引言

在高速公路中的道路交叉點(diǎn)會(huì)設(shè)計(jì)匝道，匝道曲面匯合處在排水性能上來說相對(duì)特殊，在這一區(qū)域中橫向坡度大，水面聚集區(qū)域廣，容易形成積水，同時(shí)這些地段一般為填方地段，橋梁的排水管設(shè)計(jì)尺寸相對(duì)較小，加大了此地段的積水。以匝道曲面排水為例，這些區(qū)域的積水匯集面較大，道路通車后，對(duì)路基路面的沖刷影響相當(dāng)嚴(yán)重。

1 積水對(duì)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(huì)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(dòng)力壓的作用下，使瀝青膜發(fā)生剝離，最終降低整體粘結(jié)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(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

1.1 滲透

水會(huì)在瀝青表面的毛細(xì)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(wú)黏結(jié)粒狀材料降低，降低承載力，使路面產(chǎn)生唧漿，產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)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(gè)水膜層，當(dāng)有車輛高速行駛通過后，就降低了路面的抗滑性，同時(shí)在行駛上荷載的作用下，瀝青表面的毛細(xì)管道會(huì)出現(xiàn)收縮，這加快了水的滲透，使路面強(qiáng)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(shí)間長(zhǎng)，對(duì)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(cuò)臺(tái)，最大錯(cuò)臺(tái)高度高達(dá)5公分。

1.3 填充材料失效

瀝青路面在溫度的影響下會(huì)出現(xiàn)膨脹，氣溫上升到一定程度后連接縫中的填充材料會(huì)被擠出，氣溫下降后瀝青路面的收縮較快，會(huì)將填充物擠出，這樣就形成了孔隙。使雨水能夠沿著縫隙發(fā)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(huì)發(fā)生多次收縮，使拉裂成真縫。填縫料會(huì)在反復(fù)的拉伸過程中失效，在加上超重車的荷載作用，使接縫出現(xiàn)破損，直接導(dǎo)致滲水。

1.4 排水設(shè)計(jì)缺陷

在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)唧泥和翻漿，都是由于積水在路面停留時(shí)間過長(zhǎng)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?yàn)楹芏嗦访骐m然存在排水坡度，但在盲溝和暗溝的設(shè)計(jì)中并不完善，使水匯集到一點(diǎn)，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(chǎn)生了強(qiáng)度的下降。

2 高速公路防排方面建議

首先在設(shè)計(jì)上不能留死角，要保證整幅路面都設(shè)計(jì)有排水在中央分隔處設(shè)置好分隔帶，降低水滲透到路基結(jié)構(gòu)中的可能性，同時(shí)保證路面結(jié)構(gòu)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(huì)形成一定的接縫，有些一個(gè)修補(bǔ)面中存在多個(gè)裂縫和空隙，這使路面中出現(xiàn)的裂縫和松散面，雨水在這些裂縫處會(huì)直接滲入。瀝青混凝土在這一過程中形成了大量的脫空區(qū)，所以排水率的設(shè)置十分重要。

在很多地段對(duì)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(huì)直接的滲透到結(jié)構(gòu)層中，尤其是在超高路段和大坡度地段時(shí)，邊溝中的雨水更容易進(jìn)入到結(jié)構(gòu)層內(nèi)部。另外在盲溝和滲溝的設(shè)置中，挖方地區(qū)要比填方地區(qū)更容易損壞。所以在進(jìn)行線路設(shè)計(jì)時(shí)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(duì)公路上所有的排水設(shè)施都要進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)，保證排水管道的有效性。

3 路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部排水

設(shè)置路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部排水系統(tǒng)，將水迅速排除到路面和路基結(jié)構(gòu)外，有利于改善路面使用性能，提高其使用壽命。路面結(jié)構(gòu)層排水系統(tǒng)分為路面邊緣排水系統(tǒng)和路面排水層排水系統(tǒng)。路面邊緣排水系統(tǒng)是將滲入路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)的水分，先沿路面結(jié)構(gòu)層的層間間隙或?qū)觾?nèi)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(tǒng)是在路面結(jié)構(gòu)中采用透水層材料做基層或底基層，滲入路面結(jié)構(gòu)層的水分，先通過豎向滲流進(jìn)入排水層，然后由橫向滲流進(jìn)入路肩縱向排水溝，再由一定距離設(shè)置橫向出水口，排離路外。

匝道地段，由于坡度轉(zhuǎn)換的問題，常處于超高路段，所以在進(jìn)行匝道排水設(shè)計(jì)時(shí)，還要將超高問題考慮到其中，超高段的排水要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)計(jì)形式進(jìn)行完善，常規(guī)設(shè)計(jì)中隊(duì)超高地段會(huì)采取漫流形式來進(jìn)行排水，這就使曲面地段要出現(xiàn)最低點(diǎn)集中排水的現(xiàn)象。但是南方地區(qū)的在處于雨季中，下雨量極大，集中排水已經(jīng)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(shí)際要求。另外在超高地段的設(shè)計(jì)中，超高點(diǎn)都是使用橫縱像排水溝進(jìn)行積水?dāng)r截的。

集中排除超高外側(cè)的路表水，并根據(jù)匯水面積、降雨強(qiáng)度等，計(jì)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(diǎn)段以及縱坡較小的路段，必要時(shí)可適當(dāng)設(shè)置中央分隔帶開口，適當(dāng)減少橫向排水管的個(gè)數(shù)，以保證路基的穩(wěn)定性。同時(shí)當(dāng)出現(xiàn)特大暴雨時(shí)，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(zhǎng)結(jié)構(gòu)滲水層的流經(jīng)，并且通過中央分隔、邊溝匯集等多種排水形式進(jìn)行排水，在主要匝道口還要對(duì)集水井的數(shù)量進(jìn)行適當(dāng)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(shè)計(jì)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(wú)接頭管進(jìn)行連接，防止路面積水的又一個(gè)作用是提高形成安全，所以降低結(jié)構(gòu)層的防排水措施是十分重要的，常見的做法是在路面上設(shè)置橫坡，保證整個(gè)路面降水同能通過不同坡率匯集到統(tǒng)一地點(diǎn)。在路面的結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)上不重視，但是邊溝是提高排水效率的重要設(shè)計(jì)，變動(dòng)的寬度不能低于60cm。同時(shí)在邊溝下部位置設(shè)置矩形滲溝，來提高抗?jié)B能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

從上所述，加強(qiáng)高速公路的路面排水設(shè)計(jì)十分重要。我國(guó)的自然氣候十分復(fù)雜，尤其是南方地區(qū)季節(jié)性連雨天十分常見，這就為高速公路的防排水設(shè)計(jì)提出了很多新的難題，瀝青混凝土路面在排水設(shè)計(jì)上要多使用邊緣性排水形式，并且保證結(jié)構(gòu)之間的孔隙率能夠滿足滲水要求，在結(jié)構(gòu)層中設(shè)置上下封層，來有效緩解水危害的問題。

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