高速公路路基排水設(shè)施調(diào)查與病害分析

王永會

摘要：水是影響高速公路使用壽命與性能的一個重要因素，地表水和地下水都會對高速公路的正常使用帶來一定的危害。南方地區(qū)夏季降雨具有歷時短、降雨強的特點，降雨量約占全年降雨量的40～50%，當(dāng)?shù)乇硭^多且持續(xù)降水過長的時候，不合理的排水設(shè)施會出現(xiàn)沖刷破壞等一系列的水毀破壞，雨水一部分會隨著路面排水和路基排水設(shè)施排出，還有一部分會通過路面滲入高速公路路基，對路基造成不同程度的破壞。因此，研究高速公路路基排水設(shè)施調(diào)查與病害分析有至關(guān)重要的意義。

關(guān)鍵詞：排水設(shè)施;調(diào)查;病害分析;排水能力提高措施

中圖分類號：U417

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速公路路網(wǎng)建設(shè)也日趨完善，而排水系統(tǒng)不暢導(dǎo)致路面局部破損、路基不均勻沉陷等病害日益增多，嚴(yán)重影響道路的正常運營。本文通過對高速公路排水系統(tǒng)病害的成因、影響進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的施工措施，并結(jié)合公路排水施工技術(shù)在實際工程中的應(yīng)用，保障道路行車安全和使用壽命。

1排水設(shè)施病害原因分析

1.1沖淤破壞

當(dāng)溝渠內(nèi)的水流不能及時排出，或者排水設(shè)施之間的配合不當(dāng)，高強度的降水會對排水溝渠造成沖刷。調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)，針對邊坡截水溝等需要實地考究的排水設(shè)施，欠缺地貌水文調(diào)查和水力計算以確定排水設(shè)施的截面形式、尺寸和溝底縱坡，溝渠的正常排水和防沖刷能力難以保證。溝渠高度與位置設(shè)置不合理，不能與其它排水設(shè)施形成統(tǒng)一的排水系統(tǒng)，各種排水溝渠的長度過大，易形成水流沖刷。急流槽在進(jìn)行設(shè)計時消能設(shè)計不完善，導(dǎo)致急流槽積水流速過大，對周邊路基與沖溝造成沖刷破壞。排水設(shè)施的修筑會破壞原地的自然平衡，周邊坡面土體易在降水時失穩(wěn)，植被也容易被破壞，較多的泥沙與植被隨降水排入溝渠中，最終造成溝渠淤塞。后期的養(yǎng)護(hù)清淤工作對排水設(shè)施能否正常工作也會起到關(guān)鍵作用，溝渠內(nèi)部與周邊不能及時清理，泥沙與植被容易在溝渠堆積嚴(yán)重，水流不通時造成溝渠堵塞。樹葉與垃圾會阻塞邊溝泄水孔，降雨量較大時，雨水容易漫流至公路表面，形成安全隱患。沖淤破壞是高速公路排水設(shè)施的常見病害，導(dǎo)致其病害的原因頗多，對其進(jìn)行總結(jié)為防沖防淤研究打下基礎(chǔ)。

1.2進(jìn)出水口堵塞

排水設(shè)施進(jìn)出水口相當(dāng)于機器運作的開關(guān)，進(jìn)出水口一旦出現(xiàn)堵塞等病害會停滯整體排水系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。排水系統(tǒng)對匯水進(jìn)行匯流后，雨水將集中經(jīng)過排水設(shè)施流出，此時破壞強度較大。路域內(nèi)的排水設(shè)施一般都會經(jīng)過詳細(xì)的計算與驗證并且符合規(guī)范設(shè)計，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)排水清淤與穩(wěn)定的自凈能力，路面與路基排水往往較為正常。但是路域外的溝渠與外界的進(jìn)出水口銜接處往往受到忽視，因此進(jìn)出水口較大可能出現(xiàn)堵塞等水毀病害，導(dǎo)致匯水排出滯緩。當(dāng)泄水孔嚴(yán)重堵塞時，路面匯水將排泄不暢，造成積水滲入路面，調(diào)研過程發(fā)現(xiàn)邊溝蓋板泄水孔存在大面積的堵塞，其原因除了后期的養(yǎng)護(hù)清理之外還有其孔徑的參數(shù)設(shè)計原因。過水涵洞兩側(cè)被木柴堆積造成橋涵進(jìn)出水口堵塞，遇到強降水時將造成徑流浸泡沖刷周圍路基。

2基排水設(shè)施排水能力提高措施

2.1路基防排水

路基防排水需形成一個完善的排水體系，主要的設(shè)施包括截水溝、盲溝、涵洞、邊溝、排水溝、滲井等，其目的是為了降低地面水滲透到路基內(nèi)部結(jié)構(gòu)層，將地面水及時排出，提高路基的穩(wěn)固性。排水設(shè)計時要結(jié)合實際情況，在設(shè)計邊溝時要選擇規(guī)格合適的梯形邊溝，同時要設(shè)置滲溝來延伸，加快排水速度，提升排水效果。如果邊溝和通道及涵洞交叉時，可以把邊溝水引入涵洞或通道，甚至可以結(jié)合灌渠進(jìn)行排水。同時要靈活內(nèi)部防排水設(shè)計，將滲入內(nèi)部的水通過橫向排水槽排入路基邊溝。高速公路運營年限久時，容易出現(xiàn)邊溝堵塞等問題，帶來排水隱患，應(yīng)開挖和修整堵塞路段的邊溝，降低水危害。如果某高速公路路段交通量急速增長或者長期處于高流量狀態(tài)，超出了原防排水承受能力的限度，導(dǎo)致淤泥堆積、排水堵塞或通道排水受到影響等情況，引發(fā)嚴(yán)重的積水問題，則必須全面考慮該路段的交通量因素及原有設(shè)計防排水能力，對路面破損區(qū)域進(jìn)行治理，改造原有的防排水設(shè)施。例如挖除施工規(guī)格更大的路基邊溝，以提高排水效果;針對地形復(fù)雜的丘陵地區(qū)，應(yīng)在路基下部放一層排水墊層或在路基表面鋪設(shè)穩(wěn)定性強的水泥碎石;邊溝橫斷面的形式設(shè)計應(yīng)因地制宜，石質(zhì)地面使用矩形斷面，土質(zhì)地面使用漿砌片梯形斷面，機械化或矮路施工使用三角形斷面，防積雪則使用流線型。如果邊溝流量不大，則可以套用標(biāo)準(zhǔn)的斷面形式，如果邊溝流量較大，則需要根據(jù)計算水的流量而確定;如果某段公路路面的水不容易排出公路范圍，可以在路基附近設(shè)計蒸發(fā)池進(jìn)行排水。

2.2路面防排水

路面防排水設(shè)計主要針對自然降水進(jìn)行設(shè)計。自然降水會導(dǎo)致路面聚集大量雨水，不僅會損壞路基結(jié)構(gòu)，也容易使路面形成水霧或車輛打滑，造成安全隱患。路面防排水設(shè)施主要由路肩坡度、路拱橫坡、攔水帶構(gòu)成，主要目的是通過排水設(shè)施收集路面積水，并將路面積水快速排出路面范圍，保障路面干燥，提高路面養(yǎng)護(hù)效果。其中，路面橫坡的作用是引流路面積水，通過邊坡急流槽引入路基邊溝排出;路肩坡度設(shè)置有縱坡和橫坡兩種形式，要根據(jù)實際情況選擇類型和確定坡度，在設(shè)計的同時要避免被水流沖刷和滲透;攔水帶設(shè)置在路肩外側(cè)和路面外側(cè)邊緣，目的是將路面與路肩表面水引入攔水帶中，通過泄水口、邊溝、急流槽排出。設(shè)置時要確保各設(shè)施的排流量符合設(shè)計要求，但是如果路面平整度差的路段采用集中截流的方式，容易導(dǎo)致沉陷部位積水。尤其要注意排水設(shè)施的老化問題，比如雨篦子容易損壞，長時間運行公路或高流量路段要定期修補雨篦子，確保排水功能有效。

2.3路表排水施工設(shè)置

（1）分散漫流排水方式

在路堤較低、匯水量不大且路線縱坡平緩的路段以及設(shè)置了骨架護(hù)坡的較高路堤段落，可以采用橫向分散漫流的排水方式排除地表水。當(dāng)路面采用橫向分散漫流方式排除路表水時，不僅要對土路肩進(jìn)行加固，還要對坡面進(jìn)行加固，以減少積水對土路肩與坡面交界處的沖刷。路塹段的地表水通過橫向排流方式匯集于路側(cè)邊溝中。

（2）集中排水系統(tǒng)方式

對邊坡未做防護(hù)的高填方路段，或者坡面采用了防護(hù)工程但仍然受到?jīng)_刷的路段，應(yīng)采用集中排水系統(tǒng)排除路面積水。高速公路通常采用現(xiàn)澆瀝青砂攔水帶匯集路表水。攔水帶泄水口的間距一般為25～50m，高速公路泄水口通常設(shè)在路線縱斷凹曲線底部、路基填挖交界處、與構(gòu)造物連接處等路段，應(yīng)對凹形豎曲線的底部泄水口進(jìn)行加密設(shè)置。

2.4合理利用臨時排水溝

施工單位在進(jìn)行路基土石方施工前，必須按照土石方施工的質(zhì)量要求和順序，在路基用地范圍內(nèi)開挖臨時性的排水溝。如果控制條件相對較好，則可以將臨時排水工程與永久性排水系統(tǒng)合并施工。

結(jié)束語

綜上所述，在高速公路建設(shè)過程中需要做好排水系統(tǒng)的施工，結(jié)合高速公路的使用性能和壽命，設(shè)置完善的排水系統(tǒng)，并加強路基路面排水施工技術(shù)的應(yīng)用與管理，減少地下水、路面積水對路基路面的負(fù)面影響，避免出現(xiàn)排水不暢的現(xiàn)象，提高路基路面的堅固性、穩(wěn)定性和安全性，使其滿足高速公路車輛的運行需求。

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