高速公路路基路面排水勘察設計

侯錫平

高速公路路基路面排水勘察設計

侯錫平

在我國經濟快速發展的今天，我國政府與民眾也對高速公路提出了更高的要求，而作為關系著高速公路行車安全、路基穩定、抗水毀能力的高速公路路基路面排水設計，也開始受到社會各界的關注。在筆者的調查與研究中發現，高速公路出現的破壞問題大部分與雨水有著或多或少的關系，而因雨水造成的路基破壞問題是其中最為常見、影響也最為嚴重的問題形式。之所以會出現高速公路路基破壞問題，主要是由于地下水與地上水通過滲透嚴重破壞了路基上方的瀝青結構，而這種瀝青結構遭到破壞的高速公路就很容易出現表面高低不平、松散等問題，這對于高速公路的整體質量，行車的安全性都會造成極為嚴重的負面影響，而為了解決這一高速公路存在的路基破壞問題，正是本文研究的目的所在。

一、路基與邊坡的設計

在進行常規的高速公路路基設計中，設計人員需要通過合理控制路基填挖高度、結合工程所在地的實際情況、采用光面、預爆破技術進行巖質較好的邊坡穩定等設計方式，保證高速公路邊坡的整體設計質量。在合理控制路基填挖高度的施工中，施工人員需要將路基中心填方高度控制在20m以內，設計人員也需要根據全壽命周期成本設計理念完成高速公路的整體與細節設計；而在結合工程所在地的實際情況的設計中，設計人員需要結合高速公路所在地的實際地理、氣候特點，對路床、橋臺和通道臺背路基回填、隧道口路基回填等環節進行較為細化的設計，這樣才能夠較好地滿足高速公路路基路面的排水需求；而在預爆破技術進行巖質較好的邊坡穩定設計中，這一設計形式能夠較好地解決巖體中大量存在的斷層、層理、節理、裂隙及夾層等影響高速公路路基質量的地質問題，保證高速公路的整體質量。

在高速公路邊坡的常規設計中，設計人員需要遵循安全、經濟、環保、節地、與自然協調的原則完成具體的邊坡設計。具體來說，設計人員應采用弧形過渡的形式進行填方路堤的路肩、坡腳、坡側的設計，這樣才能夠較好地保證高速公路邊坡與自然的融合；而在低路堤、淺挖方路段的邊坡設計中，為了降低交通事故發生幾率、促進邊坡植被的生長，設計人員應適當放緩路基邊坡坡率，其中2.5m高度的邊坡率可以控制在1:3左右，而3m以上的則可以控制在1:2左右；而在挖方路塹邊坡的設計中，為了盡可能實現高速公路融入自然環境，設計人員可以采用放緩挖方高度較小路段的邊坡或變平臺高度的方法完成具體的設計，這種設計的要點是靈活自然、因地制宜、順勢而為，這樣才能夠較好地實現高速公路邊坡設計的自然圓滑。

二、路基排水設計

在我國傳統的高速公路路基排水設計中，其存在著寬、大、深，且全路段采用單一斷面的傳統做法，這就使得傳統的路基排水設計不能夠結合實際高速公路地形情況靈活選用排水形式，這樣自然就會造成一些路面的排水問題出現，最終影響高速公路路基的穩定性。針對我國以往高速公路路基排水設計存在的問題，設計人員需要在具體的路基排水設計中，根據沿線地形地貌、降雨量、匯水面積、路基填挖高度、泄流能力、環保景觀及行車安全等實際情況，靈活地選擇高速公路路基排水形式，并實現路基排水設施的自然、系統、完善和成網，這樣就能夠較好地保證高速公路設計的整體質量。

在對景觀要求的低填方、零填零挖及挖方路段進行的路基排水設計中，設計人員可以選擇暗埋式邊溝的排水設計形式，而對于長度70≥m的不設防撞設施路段，邊溝應進行特殊設計；而農田路段的高速公路路基排數設計中，為了能夠盡可能實現對農田的保護，設計人員可以采用下圖所示的矩形邊溝進行具體的高速公路路基排水設計，據筆者調查發現，這一路基排水設計形式照比以往能夠減少每公里2400m2的占地，這對于我國農業土地資源的保護與高速公路建設資金的節省都能夠起到較為出色的作用；而當高速公路經過流、水庫、魚塘等有水源保護區域的路段時，設計人員應進行矩形邊溝的設計以此實現對路面水的截流，這樣就能夠有效避免道路污水造成的水源污染。

農田路段填方邊溝設計圖

三、路面排水設計

在高速公路的路面排水設計中，傳統的設計形式是采用透水土工布包裹砂礫鋪筑在路面結構邊部的設計形式，這樣路面結構內的水滲入砂礫透水層后再通過橫向排水管排出到邊坡，就能夠在一定程度上實現高速公路的路面排水，但這種排水設計存在著砂礫層不易壓實導致的施工質量不穩定、排水管較易出現堵塞等問題，這些問題嚴重影響了高速公路路面排水的整體效果，為此筆者推薦采用三維復合排水網將滲入路面結構內的水快速引出路面結構外，以此實現工程難度的降低、路面排水的充分利用，并有效解決以往設計中存在的排水管易堵塞導致的排水困難問題。為了能夠更好地保證高速公路路面設計質量，解決路面排水問題，筆者從原材料選擇、瀝青混合料配合比設計、路面結構組合設計等方面對瀝青混凝土路面進行專項設計，希望這一設計能夠有效提高高速公路的整體設計質量。

1.材料設計

在這一瀝青混凝土路面的專項設計中，筆者推薦路面上層使用玄武巖、輝綠巖材料，而下層則使用石灰巖等堿性石料。而在瀝青混凝土的選擇中，筆者推薦使用SBS改性瀝青進行上、中面層面的施工，而瀝青混凝土面層則需要添加天然湖瀝青、巖瀝青、聚酯纖維、玄武巖礦物纖維、PR PLASTS抗車轍劑以及高模量改性劑等進行配置，這樣就能夠有效提升路面瀝青混凝土的使用性能，保證高速公路整體質量。在上述這些原料進行的瀝青混凝土配置中，由于其獨特的材料構成，這就使得這種高速公路路面設計能夠具備較好的環保、降噪行車舒適、延緩和抵抗反射裂縫等優點，這對于高速公路路基路面排水、環境保護、資源節約型、環境友好型社會的創建都能夠起到較好的促進作用。

2.混合料配合比設計

在這一瀝青混凝土路面的專項設計中，筆者推薦使用Superpave方法設計中下層使用的混合料，并適當加大成型壓力并增加馬歇爾擊實次數，這樣就能夠較好地保證高速公路路面的整體性能。值得注意是，施工人員必須嚴格按照《公路瀝青路面施工技術規范》進行施工操作；而在基層、底基層路面的設計中，筆者推薦使用骨架密實型級配、振動成型法施工，這樣就能夠與現行的封層施工工法合理匹配，這對于高速公路路面壽命的延長、基層質量的提升都能夠起到較好的促進效果。

3.路面結構設計

在路面結構的設計中，筆者推薦設計人員按照各結構層的功能進行設計，一般填方路段采用18cm瀝青混凝土面層+34cm水泥穩定碎石基層+18cm水泥穩定碎石底基層進行設計，這樣就能夠較好地保證高速公路路面的整體性能，而為了保證水泥混凝土橋面與瀝青混凝土橋面的黏結，設計人員需要為橋面設計拋丸處理步驟，這樣才能夠保證高速公路路面的整體設計質量。

四、結論

本文結合筆者多年來高速公路勘察設計經驗，對高速公路設計中的路基與邊坡、路基排水、路面排水等方面的設計進行了較為詳盡的論述，并結合這些論述內容，基于以人為本、貼近自然、融入自然、尊重自然和保護生態的設計宗旨，提出了一種新型高速公路路面設計形式，希望能夠以此推動我國高速公路路基路面排水設計的相關發展。

（作者單位：聊城市公路勘測設計院）