公路路基路面的排水設計探析

陳文葉 （福建億達工程勘察設計研究院有限公司，福建 三明 365000）

1 公路地下水以及地表水對于路基路面的影響

1.1 公路地下水對路基的影響

路基工程施工階段，因為地下水的儲存量以及具體的流向都具有不確定性，所以地下水在長時間的沖擊作用下，會嚴重的影響公路路基穩(wěn)定性，例如公路路堤填筑階段，地下水水位勢必會上升，如果流進路堤填筑材料中勢必會增加填筑材料的水量，材料內(nèi)部的空隙也會增加，強度自然會降低，嚴重的情況下甚至會導致路基沉降等現(xiàn)象。同時在冬季或者是溫度較低的情況下施工，如果地下水流入到填料中，還會導致凍害，后期再投入使用階段就會出現(xiàn)安全質(zhì)量問題。

1.2 地表水對公路路面的影響

地表的大量積水一方面會影響公路的使用壽命，另一方面會降低路面車輛通行安全性。如果公路路面出現(xiàn)大量的地表水沉積，則長時間下去就會出現(xiàn)少量的水下滲，地表水滲透到路面地層之后會降低公路結構土質(zhì)強度，這種情況下伴隨著路面通行車輛外力荷載的作用，路面結構內(nèi)部細小顆粒則會出現(xiàn)唧泥，影響車輛通行。另外在地表水逐漸沖刷的過程中，路面表層和面層之間的空隙會逐漸的增大，久而久之則會出現(xiàn)疲勞損壞問題，嚴重影響路面使用壽命。

2 公路路基路面排水設計原則及主要任務

2.1 公路路基路面排水設計原則

公路路基路面排水設計要最大限度的保證排水的效果，所以在進行排水設計之前必須要對公路周圍開展全面的實地調(diào)查，在設計之前要求設計人員針對具體的公路段開展實地調(diào)研，對周圍的環(huán)境信息以及路面設施狀況有一個全面的了解，另外還需要對公路所在區(qū)域的地下水進行全面調(diào)查，保證地表水和地下水排水系統(tǒng)的有效融合。其次保證路基路面排水系統(tǒng)的獨立性。所有的排水設施和周邊已經(jīng)存在的農(nóng)田水利設施要盡量的相互匹配，同時為了保證排水設計的效果也要保證排水設施的相對獨立性，不能影響雙方的工作，這樣可以保證即便是在雨季或者排水量較大的情況下，也不會影響其它現(xiàn)存設施的正產(chǎn)作業(yè)。再者排水設計要最大限度地遵循因地制宜原則，先對公路所在區(qū)域做出詳細的調(diào)研，收集所在區(qū)域的地理以及水源等資料信息，根據(jù)這些信息來確定排水設計方案，同時兼顧到經(jīng)濟適用性，排水溝渠的方向規(guī)劃要最大限度的保證豎向以及平面的相互結合，另外在設計之初就要考慮到公路路基邊坡防護以及加固措施。最后公路路基路面排水設計要最大限度地實現(xiàn)與周圍環(huán)境的和諧共存，尤其要避免出現(xiàn)浪費土地資源的現(xiàn)象，同時要與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，能夠起到保護環(huán)境的作用。

2.2 公路路基路面排水設計主要任務

開展路基路面排水設計最主要的任務首先是準確的了解不同地下水對于路基穩(wěn)定性所產(chǎn)生的不同影響，針對地下水資源的具體狀況來確定排水措施，對于威脅公路路基穩(wěn)定性的地下水要通過排水設計降低水位、隔斷地下水或者疏干地下水，將這部分地下水排到指定的區(qū)域。而公路路面地表水的排水設計環(huán)節(jié)最主要的工作就是將路界范圍內(nèi)的地表水排除到路界范圍以外，并且還需要對可能流進路界以內(nèi)的地表水進行攔截設計，最大限度地降低地表水對路面的威脅，進而提高公路行車安全。

3 公路路基路面排水設計對策

公路路基路面排水設計對于路基的穩(wěn)定性以及路面的使用壽命可以產(chǎn)生直接的影響，路基路面的排水設計具體來講包括兩個方面的內(nèi)容：首先是減少地下水以及農(nóng)田灌溉用水等對于路基路面的影響，這一方面稱作是一類排水設計；其次是如何將路面積水盡快的排出路基，最大限度地降低降水以及其他水對于路面的威脅，降低路面積水下滲量，這一方面稱作是二類排水設計。

3.1 公路路基排水設計

3.1.1路基邊坡排水

對于車輛通行規(guī)模較大的公路路段來講，邊坡排水設計需要進行路基填料處理，保證路基填筑密實度，同時按照具體的施工規(guī)范保證路堤、邊坡坡度負荷相關規(guī)范，最大限度的避免坡度不達標導致的邊坡淺部變形現(xiàn)象。如果后期由于坡度不達標導致路塹邊坡變形，則勢必會影響公路路基的穩(wěn)定性以及路面車輛的通行安全性。邊坡排水設計主要是設置截水溝和排水溝，截水溝這樣可以避免自由水的對路基的大力沖刷，排水溝主要是更好的讓水源排除到路基以外路段。

3.1.2 公路路基溝渠設計

首先是公路路基排水溝設計，排水溝的存在主要是連通各個排水設施，同時是將多余的積水疏引導周圍的水道或者是橋涵內(nèi)，通過多個排水溝將所有的排水設施連成一個整體。排水溝的設計首先要確定位置，位置的設置要根據(jù)所在區(qū)域的地形等狀況來進行，排水溝橫斷面通常設計為梯形，在了解設計流量之后確定排水溝大小，排水溝長度盡量控制在500m以內(nèi)，這樣可以有效地連接各類排水設施。

其次是截水溝設計，截水溝位置的確定要根據(jù)路塹規(guī)格進行，通常要設置在公路路塹坡頂5m左右的位置，或者是設計在高于路堤坡腳2m的位置。截水溝截面同樣為梯形結構，截水溝長度通常控制在200～500m，當然具體的情況還需要根據(jù)公路所在區(qū)域的實際情況確定，如果需要設置截水溝的公路路段相對較長，則需要增加截水溝長度，如果長度在500m以上，在設計的過程中要在截水溝中間位置設置泄水口，同時還需要設置對應的構造物配合引排，另外還需要設置急流槽、跌水井等設施。特殊情況下例如要排出路基內(nèi)的地下水，則需要設置盲溝或者滲井。截水溝設計階段尤其需要注意如果需要進行地表水引流，要盡量避免將地表水引入到地下水處理設備內(nèi)，反過來如果是引流地下水則可以引入到地表水處理設備內(nèi)。

再者是邊溝設計，對于路面較為平坦的公路路段，邊溝的設置可以選擇填筑式，這樣既可以有效地排出路基積水，也可以保證設計成本。如果使用漿砌片石設置邊溝，則縱坡需要超過0.12%，并且溝底縱坡要高于0.3%，同時排水設計需要根據(jù)該區(qū)域的地形來確定。

3.2 公路路面排水設計

3.2.1 路面結構排水

路面排水設計方案的確定必須從充分的考慮路面基層反射裂縫對于混凝土表面層的影響，所以通常需要在公路路面基層之下設置砂礫墊層，同時砂礫墊層還要保證和公路中央分隔帶的排水設施相互連接，這樣可以將中央分隔帶排水盲溝以及暗溝中集中的滲水排除公路路基以外路段，避免路基受到滲水的長期浸泡影響。

3.2.2 中央分隔帶排水設計

中央分隔帶排水設計首先要確定排水管道的反向，通常要將排水管道設置成橫向，同時每一個排水管道之間的距離要控制在40m左右，出入不超過10m，這種距離設計可以最大限度地保證盲溝內(nèi)積水的排泄。其次路面排水要考慮到側(cè)邊水滲透到路基的情況，所以在設置中央分隔帶的時候必須設置瀝青防滲層以及土工布防滲層，這樣可以有效地避免積水從路面的側(cè)邊滲漏到路基。再者路面坡地要設計成盲溝，盲溝方向通常要與排水管反向相反，為縱向的梯形結構或者矩形結構，底坡要大于0.3%，這樣可以利于公路中央分隔帶積水的匯聚和排出。

對于高等級的公路路面來講，中央分隔帶的設置也有具體的要求，通常分隔帶要設置成凸形，積水通過凸形分隔帶能夠自然的排出路面，當然由于其他因素的影響，一部分積水仍然會下滲到中央分隔帶回填土內(nèi)，之后逐漸的神柔道路基內(nèi)部以及路面結構層，久而久之路基機構強度和性能穩(wěn)定性會受到一定的印象，所以高等級公路中央分隔帶回填土要選擇碎石塊，按照縱向設置盲溝或者是排水暗溝，同時分隔帶左右兩側(cè)要設置交錯的橫向排水管，排水管進出口區(qū)域還需要附帶防護設施，每一個排水管間隔控制在100m左右，排水管底部縱坡控制在1%以上。

3.2.3 超高段分隔帶排水設計

首先需要在公路中央分隔帶內(nèi)設置斷口，分隔帶規(guī)劃建設階段要預留出排水孔道，內(nèi)部設置排水溝，分隔帶形狀為淺碟狀。近年來國內(nèi)公路建設尤其注重綠化環(huán)保，所以在設計排水方案的時候要將分隔帶排水槽設置成矩形，同時還需要適當?shù)恼{(diào)整排水槽位置，設置在超高段外側(cè)分隔帶兩側(cè)，這樣既能夠?qū)⒓O置在排水槽的一側(cè)，保證路面水分的排出效率，同時還可以預留出足夠的綠化區(qū)域。

4 結論

總的來說，公路工程規(guī)模的擴大對于方便現(xiàn)代人是生活以及推動交通運輸行業(yè)發(fā)展方向的貢獻是不容忽視的，當然公路基礎設施建設在推動經(jīng)濟發(fā)展的同時，也應該重視排水設計等問題，對于公路路基路面排水設計來講，必須要充分的考慮公路路面所在區(qū)域的地質(zhì)、地形、地下水以及降水情況，在全面了解這些條件的基礎上，選擇最合適的排水設計方案，保證公路工程的施工質(zhì)量以及使用質(zhì)量。