郝振德
(甘肅省交通規劃勘察設計院股份有限公司, 甘肅 蘭州 730030)
我國公路事業發展迅速,從1990年到2018間,我國的公路總里程數就從102.83萬千米,增長到477.35 萬千米,增長迅猛,漲幅4 倍多。對于市政道路而言,也是發展極為迅猛,1990 年到2018 年間,從9.5 萬千米長到48 萬千米,漲幅5 倍多。現階段來看,大城市都基本完成了道路改造,以往的破舊的道路被寬闊的大馬路所取締。在這樣的背景下,人們生產生活對道路的質量也不斷增高,特別是在雨水泛濫的城市,對道路路基排水設計要求很高。因此,本文著手對路基排水設計進行研究,并提出相關創新性設計策略。
世界上沒有完美的事物,對于排水系統亦是如此。在現實多重因素的影響下,路基排水系統的薄弱的一面,終將會展露出來,影響到排水系統功能的正常發揮,對人們的生產生活造成影響。在這些因素中,水作為自然中最常見的因素,是影響排水系統的關鍵因素。
根據水所處的位置,可以分為地下水與地表水。地下水,顧名思義,就是地球表面以下的水,屬于重力水。而地表水,則主要是河流水以及降雨形成的水。因為,我國的經濟發達地區很多都屬于降水充沛的區域,例如,長江中下游平原以及我國東部的沿海地區,常年雨水豐富,有些地方降水量高達2000mm,不僅造成了地表容易積水,也造成了地下水位較高。在這樣的背景下,這些發達地區的縱橫交錯的道路就容易受到水的侵蝕,影響到道路路基的質量,對其穩定性產生不利的影響。在極端的情況下,強力雨水的沖刷,會直接造成地表路基的坍塌,妨礙到交通出行,影響到正常經濟生活的開展,因此,加強對道路路基排水設計的研究,有著重要的現實意義。
水是至柔之物,針對水的問題的處理。應當以疏通為主,而不是采取圍堵的策略。因此,在道路路基排水的工作中,要合理疏通,解決積水問題。針對地表水,應當通過多種方式去有效地引流。而對于地下水則應當防排結合,通過地下支渠等方式,去降低地下水位,防止地下水水位過高,侵蝕到道路路基。
在路基排水設計的工作中,要基于當地的實際情況,例如氣候、道路布局、環境保護等因素科學合理地設計路基排水系統。防止設計出來的排水系統與現實因素產生沖突,從而影響到排水系統的功能發揮。在具體的工作開展前,要建立一支調查團隊,去深入了解當地的水分情況,根據當地的氣候特征與降水情況,去進行全面地道路路基排水設計。除了考慮自然的因素以外,還要秉承經濟性的原則,制定多種方案,綜合考慮,選擇性價比最高的方案,在不影響排水系統功能發揮的前提下,降低項目成本。
道路路基排水的相關設施組成上,市區與市郊是不同的。整體來看,市郊的排水設施,主要由邊溝、排水溝等組成,而市區的則是由管道、偏溝等組成。在市區的排水系統里,排水主要是利用坡面,將積水引入到偏溝中,然后通過漏水口,排進管道,進入城市地下管道,然后再流入河流等水系。需要注意的是,地表水不能進入居民飲用水源,因為直接進入的話會造成污染,對人們的生命安全造成威脅。而在市郊的排水系統,排水是通過將水排入道路兩旁的邊溝,然后經由邊溝,進入河流等水系。在邊溝的設計上,一般是將其安置在陡坡一側,或者道路兩旁,形狀上則較為多變,有L 形、U 形等,要基于所在地的地形情況,具體考慮。而排水溝的則要設置在路基以外。為了減緩水流速度,防止水流速度過快,沖刷強度過大,可以基于實際情況,設置溝槽,通常是呈階梯狀。如果水位差過大,還可以建設急流槽減緩水流的沖擊。
除了地表水會對道路路基造成影響以外,地下水的威脅亦不容忽視。在道路路基施工前,要做好充分的規劃,要做好調研工作,安排專門的調查小組去對現場進行水文勘探,根據土質以及地下水的水位線等去綜合考慮要不要設置相應的排水設施。通常情況下,地下水的排水設施組成,包括滲井、地下溝渠和滲溝等。滲井的主要應用情況是當滲溝難以應用,含水層較薄的時候,可以將地下水下滲。地下溝渠一般建設在邊溝下面,防止地下水位過高,地下水滲透至路床區域。而滲溝的作用則是,匯集地下水,然后再將其引入固定地點。
在城市快速發展的當下,道路建設也在不斷發展,有些地方因為道路建設不合理,所以深受水害的影響。為了對道路排水進行合理的設計,解決水害問題,要因地制宜,根據當地的土質、水文等情況去創新化設計,更好地滿足排水需求。比如,在有些道路的路基下含有較多的潛水,這時候就可以在路基下設計排水墊層,然后再在道路的兩旁設置排水溝,接著還可以用細沙進行填滿,最后再蓋上防水工布,這樣一來就可以很好地解決含水層的問題。再如,在土質屬于風化砂的區域,因為土質疏松,缺乏黏性,隔水層的做法就失效了,此時,就可以利用復合土工膜,碾平石塊,再用當地的風化砂,去填滿孔隙處,以此就可以建立起適合當地的隔水層。
在路基的底層設計上,必須審慎對待,可以在混凝土層的下面再鋪設一層水泥或者貧混凝土。在使用貧混凝土作為基層時,要注意與混凝土層連接好,防止脫落,還要防范連接的地方出現裂縫,可以鋪設一層骨粒料,從而實現無縫連接,以防水的大量侵入,影響基層的質量。在鋪設骨粒料層的時候,要注意有一定的傾斜度,傾斜度可以設置為2.5%,當然具體情況要具體對待,可做變化,這樣一來可以很好地將地表水引入暗溝以外。
針對道路兩旁的邊溝設計上,也可以做出相應的創新性設計。在其寬度設計上,可以設置為在0.3 米到0.5 米,基于實際情況,可做變更,不要用水泥板蓋住邊溝,這樣一來可以很好地做到讓雨水實現自然蒸發,此外也擺脫了要找排水通道的煩惱。除此之外,邊溝的水還可以從側面排除,防止路床積水。
在路基施工中,材料的應用也對排水功能影響重大。比如,在盲溝的設置過程之中,就可以應用新型的塑料材質,這種材質是一種合成樹脂熔化而成的,經過堆疊工藝的處理,可以很好地與連接面結合,是一種很好的多孔排水材料。除此之外,還可以在塑料盲溝的外面再鋪設一層土工布,以此來更好地提高排水效能。塑料盲溝因為其材質的優越性,具有很好的抗壓強度,使用壽命較長,其開孔率可高達95%,因此其滲水效能相當好,可以有效地避免積水。最后,因為塑料材質的可延展性,實地應用效果非常好,可適應各種復雜的土地變形,在施工中十分便利。因此,塑料盲溝在路基排水設計中有著顯著的應用優勢,有著大規模應用的可行性。最后,材料的運用涉及工程成本的問題,因此,要基于工程的預算等實際情況,選用合適的施工材料,盡可能地降低成本,提高工程效益。
在全球范圍內,我國的公路事業位居前列,但是我國國土廣闊,城市化建設也還在快速發展中,公路建設尚未飽和。同時,因為某些地方水災頻發,給道路路基造成了嚴重的不良影響,因此,加強對道路路基排水設計的研究,制定出更多的創新化策略,提高排水效能,已是時代所需。