甘肅某縣道路硬化工程及排水問題探討

李成霞

摘?要：由于經濟的快速發展，現有道路已不能滿足人們出行和車輛的增長，而且由于長時間的超載，道路出現了嚴重破壞。通過調查根據甘肅某縣道路使用情況及地質情況、氣候、水文等情況，確定適合該縣的道路等級，并根據規范確定出各項經濟技術指標，在原道路四級的基礎上該設計成三級道路，設計速度為30公里/小時，雙車道，土路肩寬度取0.5m;會車視距取60m、停車視距取30m，超車視距最小值為150m;圓曲線最小65m、最大半徑9000m;緩和曲線最小長度為25m;平曲線最小長度為67.2m;緩和坡段的縱坡應不大于3%;凸型曲線半徑最小值為2400m、凹形豎曲線半徑最小值為2000。采用多種排水方式排除路面路基中的水分，保護道路防治水害。

關鍵詞：道路;經濟技術指標;排水

中圖分類號：U41?文獻標識碼：A

隨著經濟技術的發展，某縣的經濟水平也得到了很大提高，私家車和公共車數量與日俱增，行車困難，甚至無法通行。某縣原路線平面線性很差、縱面起伏不平，平縱面指標達不到三級公路技術指標，路基寬度6-8m，路基坑槽大。每逢下雨，公路無排水設施以至于路基濕滑，路面積水現象非常嚴重，超載車輛增多，在本無排水設施的情況下加速瀝青路面“老化”，導致路基產生沉陷、翻漿，路面發生損壞，出現龜裂、推移、擁包等病害。全線無安全防護措施，存在很多安全隱患。鑒于此，本研究將會帶動沿線村鎮經濟快速發展，為沿線及周邊群眾的生產、生活及出行將帶來極大的便利，有力保障沿線的物資運輸，加快區域內新農村建設步伐，促進甘肅某縣整體經濟發展、提高沿線村鎮整體形象，同時也對完善某縣公路路網結構、提高路網服務水平、加快路網整體效能有著十分重要的作用。

1 工程概況

（1）地貌，根據參考文獻[1]，該工程屬甘東黃土山地區（Ⅲ3），典型的黃土塬梁峁地貌類型，沿線地形起伏，溝壑縱橫。[2]

（2）地質情況，根據甘肅大地構造單元劃分該工程地處祁連山褶皺系中間隆起帶，是古中國地臺解體后的殘塊，前震旦及震旦紀變質雜巖所組成。[2]沿線地層比較單一，從老至新有上第三系（N）泥巖及砂質泥巖、第四系（Q）黃土及黃土狀土。

（3）氣候，沿線地區氣候屬于溫帶大陸性氣候，年平均溫度6.4℃，月平均氣溫以7月最高，達18℃;1月最低為-6.8℃;每年第一次出現月降水量大于10mm的時間為4月下旬至5月上旬，5～9月大于10mm的降水次數僅占同期雨日的17%，有利于農業生產的降水量稀少;[2]80%以上的時間是吹風天氣，以東南風頻率為最多。

（4）水文，該縣大部分為黃土覆蓋，黃土層分布連續，厚度大，是主要的孔隙含水地層，由于黃土高原溝谷深切、地形破碎，干旱少雨，導致地下水的分布具有明顯的差異，含水層具有較大的區域性分布和小面積斷續分布的特點。[3]

2 工程技術概要

2.1 道路等級

通過調查大量當地的資料知，原道路等級為四級公路技術標準，屬于地方公路，隨著近年來交通量呈線性增長，道路破損嚴重，不能滿足交通需求。為保障居民安全出行與提升當地經濟發展，急需在原有道路上進行改建拓寬，提升道路等級，滿足行駛要求。公路交通資料見表1。

以交通量年平均增長率5%、初定設計年限15年，則年平均日交通量根據參考文獻[4]由公式（1）計算：

AADT=ADT×（1+γ）n-1（1）

式中：AADT——年平均設計交通量（?pcu/d?）;

ADT——起始年平均日交通量（?pcu/d?）;

γ?——年平均增長率（%）;

n——預測年限（年）。

設計年限為15年的年平均日交通量由公式（1）計算：

AADT?=∑kiADT×（1+γ）n-1?（2）

根據公式（1）可得折算交通量如表2所示。

由表2可知，初始年平均日交通量為2653（輛/日），基本滿足三級公路設計交通量的設計要求，參照三級公路能適應的年平均日交通量確定道路等級。

服務水平是用路者在不同的交通流狀況下，根據速度、舒適性、經濟性等方面的服務程度，確定公路服務水平是非常必要的。[5，6]目前在我國整個道路網建設中，三級公路所起的主要作用是發展城鄉經濟、社區文化，為這些活動提供近距離乘坐和運輸作用，設計速度較低的三級公路服務水平僅用延誤率作為評價服務水平的主要參數，依據參考文獻[7]判定道路的服務水平為四級。

2.2 經濟技術指標

依據參考文獻[7]規定設計速度、路基和車道寬度、土路肩寬度、停車視距、會車視距和超車視距、直線最小長度、圓曲線最小和最大半徑、緩和曲線最小長度、平曲線最小長度，最大縱坡、最小縱坡、平均縱坡和最大合成坡度、豎曲線最小半徑和最小長度，結果見表3。各級公路右側路肩寬度規定，當采用雙車道時可確定土路肩寬度取0.5m，路基設計簡圖如下圖所示。

3 排水方面問題

公路排水系統的設置應以保證結構穩定和行車安全為目的。公路排水系統對道路來說，非常重要，道路中的水是由許多原因產生的，比如水文、地質等。不同的道路等級需要不同的排水系統，發揮不同的功能。路基的排水系統的設計，要根據設計公路的平面、縱斷面和橫斷面的實際情況，然后結合該公路沿線的地形地貌和地質條件，因地制宜的設計合適的排水設施，讓每個設施銜接得到配合，從而形成排水網絡系統，把水及時排除掉。排水系統應與主體工程及自然環境相適應。設計應注重各種排水設施的功能和相互之間的銜接，如排水溝要和公路沿線自然的水系及橋梁、涵洞等排水結構密切配合相互協調，防、排結合，形成完善的排水系統。公路排水設計應避免沖毀農田及水利設施。

（1）邊溝排水，需要將邊溝安排在開挖路基路肩外邊緣，也可以安放在坡腳外邊緣處，與道路中心線看似平行，利于縮短流水路線，快速匯集和排除路基范圍內和流向路基的少量地面水。邊溝不宜過長，邊溝出水口的間距，一般地區不宜超過500m，多雨地區不宜超過300m，三角形和蝶形邊溝不宜超過200m。[8]根據調查資料結合當地地形和橋梁、涵洞的位置，邊溝出水口間距設為400m。

（2）排水溝排水，排水溝是通過引水的方法，將存在道路基層中的水分，排到遠離道路的位置為止。排水溝的線形要求平順，盡可能采用直線形，轉彎處宜做成弧線，其半徑不宜小于10m，排水溝長度根據實際需要而定。[9]

排水溝沿路線布設時，應離路基盡可能遠一些，距路基坡腳不宜小于3～4m。針對降雨量豐富、易積水地區，應對溝底、溝壁采取加固措施。

（3）涵洞排水設計，涵洞主要是為了排泄地面水流而設置的橫穿路基的小型排水構造物，其布置應結合地形、地物、地質等條件沿路合理布置，用來排水的涵洞應盡量與水流方向一致，與路線方向垂直，避免布置不當引起的壅水、渦流、下游沖刷過大等現象。[8]

（4）路拱、路肩排水，路拱橫坡主要是便于路面內側的積水能夠快速排出，以至于不影響路拱的強度，而行車道的路拱橫坡經常選取2%～3%。路肩排水就是在降雨的時候將路面積水迅速排出，以降低雨水對路基造成損壞，達到保護路基的效果。按經驗來說，現在路肩排水在設計時采用橫向分散的方法比較好。[10]

4 結論

根據甘肅某縣的地貌、地質情況、氣候、水文、地震等情況確定某縣的道路等級和主要的經濟技術指標，初始年平均日交通量為2653（輛/日），基本滿足三級公路設計交通量的設計要求;設計速度采用設計速度為30公里/小時;路基寬度和車道寬度分別為 7.5米（雙車道）、3.25米;各級公路右側路肩寬度規定，當采用雙車道時可確定土路肩寬度取0.5m;會車視距取60m、停車視距取30m，超車視距最小值為150m，極限走位100m;圓曲線最小、最大半徑分別為65米和9000米;緩和曲線最小長度為25m;平曲線最小長度為JD1處，平曲線最小長度為67.2米;緩和坡段的縱坡應不大于3%，其長度應符合縱坡最小長度的規定及100m;凸型曲線半徑最小值為2400m，在變坡點5處，凹形豎曲線半徑最小值為2000，在變坡點8處。

為保證結構穩定和行車安全，該道路硬化工程的排水采用了四種排水形式，分別是邊溝排水、排水溝排水、涵洞排水和路拱、路肩排水，多種形式結合排除路面和路基中的水分，不至于積水，影響交通暢通，破壞路面和路基。

參考文獻：

[1]公路自然區劃標準（JTJ 003-86）.北京：人民交通出版社，1987.

[2]招標文件（2）3招標用_圖文.互聯網文檔資源http：//wenku.baidu.com.

[3]劉鵬舟.平涼至天水高速公路關山隧道工程施工風險管理研究[D].西安：長安大學碩士論文，2018.

[4]薛強.石油鉆前工程道路指標體系建立與防噴坑改型究[D].成都：西南交通大學碩士論文，2017.

[5]公路路線設計規范2006及條文說明.互聯網文檔資源（http：//www.docin.com）.

[6]閆航宇.高速公路交通預測及財務效益后評估研究[D].廣州：華南理工大學碩士論文，2017.

[7]公路路線設計規范.JTG D20—2017.

[8]公路設計論文.《互聯網文檔資源（http：//wenku.baidu.c）》.

[9]鄧風亭.探討路基基層材料及其施工控制[J].城市道橋與防洪，2012.

[10]李守迎.高速公路路基路面排水設計[J].科技資訊，2012.