公路路基路面排水設(shè)計(jì)淺析

張炳鈺

（中交通力建設(shè)股份有限公司，陜西 西安 710075）

1 地下水和地表水對(duì)公路路基路面的危害表現(xiàn)

1.1 地下水對(duì)路基的影響

公路路基為公路面層（構(gòu)成路面的各鋪砌層，按其所處的層位和作用，主要有面層、基層和墊層）以下部分，包括橫斷面中兩側(cè)路肩外緣之間的與行車直接有關(guān)的路幅 ，包括中間帶（當(dāng)設(shè)置中間帶時(shí)）、行車道路面、路肩等；而邊坡、邊溝和擋、防構(gòu)造物等則稱為路幅以外部分。在進(jìn)行路基施工時(shí)除了要對(duì)其穩(wěn)定性和承載能力有具體的要求外，還要對(duì)其防水措施以及排水設(shè)施進(jìn)行充分的考慮，避免因水位條件的變化對(duì)其安全使用造成不良影響。地下水對(duì)公路路基造成的不良影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，結(jié)合筆者自身經(jīng)驗(yàn)對(duì)其歸納如下。

其一：由于地下水的流向和水量的變換，沖刷路基中的土質(zhì)（將路基之中的膠結(jié)物質(zhì)沖刷走，或是直接將路基填料沖刷走），造成路基塌陷或是邊坡失穩(wěn)的問(wèn)題，或是因水量的大量侵入，填料含水量上升，內(nèi)部空氣增多，因其強(qiáng)度下降，都會(huì)造成路基失穩(wěn)的現(xiàn)象。

其二：水量的侵入會(huì)增大路基填料內(nèi)的含水量，當(dāng)氣溫下降到一定的程度，出現(xiàn)冰凍等現(xiàn)象時(shí)，會(huì)出現(xiàn)凍脹災(zāi)害，破壞路基的受力結(jié)構(gòu)，留下很大的安全隱患。

1.2 地表水對(duì)路面的影響

地表徑流水和雷雨天氣降水為地表水的主要來(lái)源，地表水的出現(xiàn)會(huì)對(duì)公路的正常使用造成嚴(yán)重的影響，結(jié)合筆者自身經(jīng)驗(yàn)對(duì)其歸納如下。

其一：造成路面行車安全隱患。公路上車輛的行駛依靠的是汽車輪胎與路面之間的摩擦力，摩擦力的大小將對(duì)行車安全造成直接的影響，當(dāng)公路路面上長(zhǎng)時(shí)間的存留大量的地表水而未得到有效的清理、排除，會(huì)造成路面濕滑現(xiàn)象嚴(yán)重，降低路面的抗滑性，當(dāng)車輛在路面行駛時(shí)，尤其是車速較高的情況下，其制動(dòng)性會(huì)大幅度下降，嚴(yán)重的影響其安全運(yùn)行。

其二：大幅度縮短公路的使用壽命。地表水的長(zhǎng)時(shí)間滯留，會(huì)隨路面縫隙滲入路面底層，對(duì)路面的受力結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的影響，其整體性會(huì)出現(xiàn)大幅度下降，當(dāng)水分滲入路面結(jié)構(gòu)層時(shí)在車輛的壓力下造成結(jié)構(gòu)內(nèi)細(xì)顆粒出現(xiàn)唧泥，影響車輛通行。同時(shí)地表水在路面上出現(xiàn)徑流，會(huì)對(duì)縫隙內(nèi)的膠結(jié)物質(zhì)形成沖刷的作用，使路面的縫隙進(jìn)一步擴(kuò)大，當(dāng)?shù)乇硭疂B入路基之中后，其對(duì)公路造成的危害等同于地下水對(duì)公路造成的危害。

2 路基路面排水的主要設(shè)計(jì)原則

公路路基路面設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)諸多層面的因素進(jìn)行考慮，往往是在某一個(gè)方面上的欠缺，是公路使用功能的發(fā)揮或是使用壽命方面受到不良影響，對(duì)運(yùn)輸流通造成影響，嚴(yán)重的甚至?xí)斐山煌ㄙ|(zhì)量事故，故而，要對(duì)公路路基路面的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行制定，在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行貫徹執(zhí)行，才能夠是公路使用功能的發(fā)揮和使用壽命得到有效的保障。

（1）將設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作做到位。所謂的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作主要是指對(duì)設(shè)計(jì)路段區(qū)域內(nèi)的實(shí)地調(diào)查工作，在進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)之前，要對(duì)相關(guān)路段進(jìn)行實(shí)地考察，對(duì)水文地質(zhì)狀況以及周邊經(jīng)濟(jì)發(fā)展在交通運(yùn)輸方面的需求等等，并與當(dāng)?shù)仄骄涤炅窟M(jìn)行緊密的結(jié)合，在進(jìn)行排水設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行充分的考量，方能較好的保證排水設(shè)計(jì)目的的實(shí)現(xiàn)。

（2）因地制宜原則。我國(guó)幅員遼闊，在進(jìn)行公路工程施工中，涉及的地形地貌的種類繁多，施工過(guò)程中所要使用的材料的來(lái)源也是多種多樣，基于此，在進(jìn)行公路設(shè)計(jì)過(guò)程中，要對(duì)公路路段所處地段的地形地貌以及原材料的來(lái)源進(jìn)行全面的考慮，盡量的就地取材、充分發(fā)揮公路工程的“本土效應(yīng)（使本土特點(diǎn)得到充分的發(fā)揮）”，如此能夠有效地降低工程的成本投入，縮短施工周期，使工程的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益得到最大化。

（3）保證系統(tǒng)獨(dú)立性的原則。公路工程的排水系統(tǒng)不可避免地會(huì)與路段所處地的農(nóng)田水利工程有所交集，在進(jìn)行公路排水設(shè)計(jì)過(guò)程中，要對(duì)路段所處地的農(nóng)田水利系統(tǒng)進(jìn)行充分的調(diào)研，保證公路排水系統(tǒng)與該系統(tǒng)之間的相對(duì)獨(dú)立性，若實(shí)現(xiàn)相互協(xié)調(diào)最佳，若是不可實(shí)現(xiàn)切忌不能對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利系統(tǒng)產(chǎn)生干擾甚至危害。

3 公路路基路面排水的設(shè)計(jì)概述

3.1 路面排水設(shè)計(jì)

對(duì)于路面上的排水設(shè)計(jì)，分為兩個(gè)主要的方面，其一為分隔帶排水設(shè)計(jì)，其二為路面的排水設(shè)計(jì)，分隔帶的排水設(shè)計(jì)需要根據(jù)隔離帶的寬度選擇不同的排水方式，當(dāng)分隔帶的寬度在3m以上時(shí)，將分隔帶設(shè)置為內(nèi)側(cè)傾斜排水，地表水自由向中央凹陷處流動(dòng)，然后通過(guò)預(yù)留的泄水口隨時(shí)排出，當(dāng)分隔帶的寬度小于3m時(shí)，一般采用向外傾斜的排水設(shè)計(jì)，分隔帶內(nèi)的水量自由留到路面上，與路面排水系統(tǒng)一同排出。

對(duì)于路面表面的排水設(shè)計(jì)，根據(jù)路堤狀態(tài)有兩種形式可供選擇，若是路堤的高度在3.5m以上或是路堤邊坡比較容易受到水流沖刷的情況下，一般選擇集中排水的形式，這種形式是通過(guò)在公路路肩兩側(cè)設(shè)置一定攔水作用的攔水帶，將路面上的水流集中到攔水帶部位進(jìn)行集中式的排水，排水的方式多選擇管道排水。當(dāng)路堤的高度較低（低于3.5m）時(shí)，路面的積水自由流出不會(huì)對(duì)路堤側(cè)面造成較大的沖刷破壞，多采用分散排水方式，該形式主要是通過(guò)對(duì)公路路肩進(jìn)行加固作用，然后充分利用漫流的形式將路面水全部排除的方式。

3.2 路基排水設(shè)計(jì)

表面排水方式，公路路基表面排水設(shè)計(jì)一般通過(guò)在路基面設(shè)置排水溝、積水池、截水溝以及邊溝等多種形式的設(shè)施來(lái)完成整個(gè)排水設(shè)計(jì)。設(shè)施排水溝和邊溝時(shí)需要首先對(duì)該公路的地質(zhì)情況以及路基周邊坡度的情況等了解和計(jì)算后才能決定使用哪種排水方式。邊溝多使用在路基挖方地段，且邊溝形狀設(shè)置為矩形。排水溝多使用在填方地段，且排水溝形狀設(shè)置成為梯形。這兩種排水方式是將路基內(nèi)的所有水源引流至路基以外的地段。截水溝主要是在邊坡上使用，主要作用是防止自由水的大力沖刷影響路面正常通車。

路基排水系統(tǒng)的另一種形式為地下排水的方式。在地下排水系統(tǒng)之中，需要設(shè)置滲井、盲溝或滲溝等構(gòu)造，共同組成地下排水系統(tǒng)。路基排水系統(tǒng)針對(duì)的主要是地下水，通過(guò)采用攔截以及引流等方式，使地下水位的變化對(duì)公路路基造成的不良影響降到最低乃至消除其不良影響。一般在設(shè)計(jì)這些方式的橫斷面寬度和縱向坡度時(shí)要根據(jù)具體的情況進(jìn)行設(shè)置，如滲溝，一般寬度均要超過(guò)1 m，坡度則在0.5%以上；盲溝坡度則要求在1%以上。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路路基路面設(shè)計(jì)中的排水設(shè)計(jì)，對(duì)于公路的正常使用以及其正常的使用壽命有重要的作用，需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中，遵照諸多設(shè)計(jì)原則（充分調(diào)研、因地制宜、保持系統(tǒng)獨(dú)立性）進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)工作，方能較好地實(shí)現(xiàn)排水系統(tǒng)作用的發(fā)揮。還有就是在進(jìn)行具體的排水設(shè)計(jì)中，要結(jié)合公路運(yùn)輸方面的需求進(jìn)行排水形式的選擇，恰當(dāng)?shù)呐潘问侥軌虺浞值匕l(fā)揮排水系統(tǒng)的作用，促進(jìn)公路使用功能的正常發(fā)揮、使用壽命的延長(zhǎng)，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有力的交通運(yùn)輸支持。