高速公路改擴建設(shè)計中超高漸變段路面積水問題淺析

陳連海

遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計院有限責任公司 遼寧 沈陽 110166

前言

高速公路改擴建設(shè)計中，路面平縱面擬合是一項非常重要的工作，其中超高段擬合設(shè)計是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。作者結(jié)合某平原區(qū)高速公路改擴建設(shè)計和后期運營情況，對超高漸變段路面積水問題進行分析，提出改善方案，為今后設(shè)計提供參考。

1 平縱擬合設(shè)計

平面擬合的主要控制點為橋梁的跨中與橋臺、互通式立體交叉和分離式立體交叉的交叉點、中央分隔帶內(nèi)的橋墩等?？v斷面擬合在現(xiàn)狀公路縱面滿足技術(shù)標準時，重新設(shè)計的縱面線形盡量與原有線形保持一致。除受凈空以及構(gòu)造物限制的路段外，一般路段遵循“寧填勿挖”的設(shè)計原則[1]。

平原區(qū)高速公路的平縱面線形設(shè)計指標一般均較高，各項指標均能滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，故改擴建平縱面多以擬合舊路線形為主，僅局部做細微調(diào)整。

2 超高設(shè)計

橫坡擬合在滿足規(guī)范的前提下，應(yīng)結(jié)合實測橫坡數(shù)值，經(jīng)分析整理后確定。由于擬合原路，原路設(shè)置超高的段落，不可避免的擬合后需設(shè)置超高，根據(jù)規(guī)范要求則必須設(shè)置超高漸變段[2]。超高漸變段路面橫坡由-2%變?yōu)?%時，必然存在橫坡為0%以及橫坡較小的過渡段落。

某平原區(qū)高速公路改擴建平縱擬合后，超高漸變段設(shè)計情況見下表：

超高漸變段設(shè)計情況統(tǒng)計表

通過實際運營，發(fā)現(xiàn)段落2和段落3存在路面積水問題，積水現(xiàn)象多發(fā)生在降雨量較大的時間。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，分析積水的主要原因有以下幾點：

（1）出現(xiàn)積水的段落恰是超高漸變段橫坡為0%的前后，也就是合成坡為0.3%～0.5%的段落，路面合成坡度相對平緩，總結(jié)以往經(jīng)驗，超高漸變段由于合成值存在小于0.5%的路段，局部橫坡值將等于0%，容易形成路面橫向排水不暢的路段[3-4]。

（2）積水段落縱坡小，坡長大，根據(jù)“平曲線包豎曲線的組合原則”，超高漸變段基本位于路面縱坡的中、下部，即縱坡排水的下游。由于路面匯水受合成坡影響，排水為斜向路基邊緣。當橫坡接近平坡時，排水主要靠縱向坡度實現(xiàn)，如果縱坡較小勢必影響路面排水，同時坡長較大時，降雨徑流時間長匯水量變大。

（2）積水段落均為左幅橫坡由指向內(nèi)側(cè)漸變至外側(cè)，對應(yīng)右幅雖也為超高漸變段卻沒有積水現(xiàn)象。出現(xiàn)這種現(xiàn)象應(yīng)該是與路面排水方式有關(guān)，左幅路面排水是由中分帶集水井過渡至路側(cè)急流槽，路面徑流在漸變段形成S型，而且集水井現(xiàn)場位置與實際排水出口不一致，造成排水不及時。而右幅橫坡由指向外側(cè)漸變至內(nèi)側(cè)超高，漸變段始終為路側(cè)急流槽排水，排水較順暢。

（3）對未發(fā)現(xiàn)路面積水的段落進行分析，段落1雖然合成坡度存在小于0.3%～0.5%的段落，但緩坡段落長度較短，積水面積相對小，不易形成嚴重積水，段落3合成坡已大于0.5%，基本不會存在積水情況。通過分析可知，較大的縱坡有利于路面排水。

綜上所述，超高漸變段積水現(xiàn)象是公路曲線超高設(shè)計本身無法完全避免的問題。

3 解決方案

為保證行車安全，盡量消除安全隱患，作者有以下建議：

（1）設(shè)計階段應(yīng)重視超高漸變段的縱坡設(shè)計，確保路面合成坡度不小于0.5%，合成坡主要是由路線縱坡、路面橫坡以及附加坡度組成。提高縱坡是加大合成坡度的有效手段。所以縱坡設(shè)計是確保路面排水順暢的關(guān)鍵。

（1）改擴建項目由于縱斷受舊路限制無法調(diào)整縱坡坡度的情況，建議可以加大超高漸變率，縮短合成坡相對平緩段落的長度，減少潛在積水面積。

（2）超高漸變段范圍內(nèi)路面排水應(yīng)采用散排方式，土路肩采用預(yù)制塊防護，土路肩砌護標高應(yīng)低于路面5cm，以盡量提高路側(cè)排水效率；同時相應(yīng)范圍內(nèi)的中分帶路緣石內(nèi)側(cè)路面沿路緣石進行開槽處理，串聯(lián)各中分帶集水井進水口，增加中分帶側(cè)排水能力。

（3）在積水段落增加彩色防滑層，防滑層能提高輪胎摩擦力，以降低發(fā)生事故的概率；路側(cè)適當增加交通安全警示標牌，提醒司機進入特殊路段。

（4）路面積水段落增設(shè)路拱。該方案工程量較大、現(xiàn)場施工復(fù)雜。

4 結(jié)束語

超高漸變段路面積水問題，給高速公路行車帶來較大的安全隱患，設(shè)計人員在工作中要注意避免出現(xiàn)此類問題。路面排水設(shè)計需要考慮路線幾何要素、路面結(jié)構(gòu)類型、交通安全工程等諸多方面，特別是高速公路改擴建設(shè)計，由于受舊路限制因素較多，在設(shè)計工程中更應(yīng)綜合考慮各種方案，確保高速公路運營的安全性和舒適性。