高速公路路基路面排水施工技術

楊健 南京市公共工程建設中心

隨著高速公路建設工程的不斷發展，施工環境的變化對于技術和設計提出了更高的要求，在高速公路的排水系統建設當中對于管網位置、施工用材和實操技術等都有較高的要求，技術人員必須要做好現場的管理和交底工作，嚴格參考規劃方案的要求和定位進行排水管網的施工，不斷提升高速公路工程的建設水平。

一、高速公路施工中的路基路面排水概述

（一）第一類排水技術

第一類排水對于高速公路本身的強度和質量產生的影響更為有限，主要的排流對象包括地下水系和農田用水等。在應用第一類排水技術時可以直接利用邊溝和地下滲透的方式予以處理，但也需要結合地區特點和地下水量進行合理調節。在施工時，地下水外滲可能會影響到公路路基的強度，可以利用石灰粉等具有吸附和干燥性的材料鋪設在路基底部，有效維護上層工程建設質量。在進行高速公路建設時要盡量避開地下水流的汛期，或提前建立阻水設施，保證施工區域內的盛水量得到有效控制。

（二）第二類排水技術

對于流量較大的降水排出等屬于第二類排水技術，對于高速公路的路面和路基產生的質量影響隱患較大，必須要利用整個排水管網排出，盡量減少影響。在高速公路的不同區域內采用的排水技術也有很大差異，如在路面處的積水可以利用斜坡和急流槽實現快速的轉移，而在中央分隔帶區域內的積水則可以利用排水管道和碎石過濾予以處理，橋梁和隧道處的積水可以通過四周位置建立泄水口進行快速排出。整體規劃時必須要提前考慮不同區域的排水，結合該施工地區的最大降雨量和水位位置確定所選用的技術方案。

二、公路排水建設中的不利因素分析

（一）缺少規劃研究

在不同的地質條件和施工環境下，對于排水管網的連接和規劃等都有很大差異，施工前必須要通過實地考察和圖紙校驗的方式對管網的設計進行優化調整，確保細節性的結構參數更符合實際情況。在不同坡度和高度的公路建設當中對于排水管道的結構要求、傾角等都有不同的差異，在施工時必須要提前進行技術交底工作，通過實操校驗的方式確保排水系統的排量和狀態最優[1]。由于工程現場和設計圖紙之間的差異性，在排水系統的施工建設當中要提前進行測量定位，確保管道的鋪上位置和規劃設計方案保持一致性，避免影響整個排水管網的效用。規劃研究是施工建設的重要前提和參考，設計人員也必須要考慮到后續實操當中的技術應用，使整個高速公路的修建更具有統一性。

（二）施工質檢不足

在完工質檢的過程中，必須要將排水系統的效用作為重要的評價指標之一，在進行項目的交付驗收時很容易被忽略，或未能結合實際情況對路面的坡度和排水管道規劃之間形成有針對性的考核檢驗，導致在實際使用過程當中出現多處積水和排水不暢的問題。部分排水管道的建設是一些隱蔽工程，如在路基內建設的暗溝等需要在施工的過程當中進行檢驗分析，否則在封閉完成后無法對其進行優化處理。這些過程性的檢驗工作需要根據工程建設進度合理安排并做好記錄，為整體的交付驗收留存好相關資料。針對排水系統建設的過程監督必須有有效的檢測方法和工序要求，并且予以高度重視，落實好全程監督，促進排水管網建設水平提升。

（三）防、排水意識淡薄

在進行道路設計時不重視防水、排水。當工程投資不足時，為了減小造價，常將防排水工程削減，許多做法便是將排水方案修改，減小排水圬，造成公路的抗水災能力大大降低，這在我國早期建設的低等級公路中十分普遍，部分高等級公路同樣存在。水是影響路基強度，降低路面壽命的重要原因，因此在進行道路設計時，必須強化防水、排水意識。

三、路基路面排水工程施工技術要點

（一）路面排水

1.表面排水

路面表面排水技術分為三種：橫向漫流分散排水、集中截留排水和分散集中排水。橫向漫流分散排水可使路面表面的水及時排入邊溝或者通過路堤坡面排至坡腳外，對路堤邊坡沖刷破壞小，可對破面采用植物防護；集中截留排水最重要的就是泄水口的構造設計，在施工時，可將泄水口的開口形式都設置成喇叭口型，可以起到較好的排水效果，泄水口的數量、開口長度、開口間距和下凹深度等要根據當地水文、氣象條件進行相關計算分析確定最佳方案；分散集中排水既具備了橫向漫流分散排水的優點，又克服了集中排水容易形成路面積水，損害路面的缺點，因此排水效果最佳。但由于匯水量較大，坡面流速較快，對路堤破面沖刷嚴重，在設計施工時需要加強坡面防護。三種路面表面排水方式的選擇要因地制宜，根據當地水文、氣象條件通過理論計算，結合經濟成本確定最佳的排水方式。

2.中央分隔帶排水

在高速公路的中央分隔帶區域內具有更加廣泛的滲透排水面積可供利用，要靈活利用這一區域，保證在施工期間內可以有效完成路面排水需求。在進行分隔帶的排水管口規劃建設當中一般以180m 作為間隔，這個長度能夠有效維護高速公路的施工與應用監控、通信傳輸，確保對整個施工過程形成動態掌握。在許多地區內的高速公路中央分隔帶還會搭配綠化建設實現吸水排水，這也造成了分隔帶的形狀存在凹凸現象，需要從路基建設的環節著手提前做好排水設施的管口預留，在底部的鋪設當中使用具有反濾性的織物，使其底部能夠形成一個封閉的排水區域。在分隔帶處的排水管道周圍要提前做好填充和包裹，可使用碎石等材料規劃出一個較為密封的區域，對連接處進行刷漿處理，確保所有的積水和雨水都能夠通過排水管道及時排出[2]。一些海拔較高的路段內進行排水管道的建設時還需要考慮到水壓問題，技術人員可以利用水槽和水井作為排水管道的銜接口，但要注意使用高密度的材料進行密封處理，確保在該排水網絡當中能夠具有更好的抗沖刷和抗水壓能力。水井的建設一般和水槽之間形成網絡化的結構，或直接將水井的出水口位置設置在路基之外，避免過多的積水留存在路基位置處造成侵蝕和沉降問題。

3.路面結構內部排水

國外有研究表明，在瀝青路面設置排水基層，使用壽命比未設的提高33%，在水泥混凝土路面設置排水基層可提高使用壽命50%[3]。由此可見路面結構內部排水系統的設置，可以有效排出路面結構內部水分，減小水對路基路面的侵害，降低維護成本，提高路面使用壽命。在面層下設置排水基層，在邊緣設置縱向集水溝、排水管及橫向出水管從而形成基層排水系統。排水基層采用透水性材料，路面結構的水分通過豎向滲流到基層，然后通過橫向滲流進入排水管，最后通過橫向出水管引至路基外。該系統排水特點為自由水，進入排水層滲流路徑短，在透水材料中滲流速度快，排水效果好于邊緣排水系統。

4.坡面排水

在高速公路的周邊會建立護坡來有效維護路基建設時的安全與穩定，這些坡面結構也可以有效和邊溝、排水溝等結合在一起形成綜合化的排水體系。對于不同坡面重度的邊坡結構，在進行排水網絡設計時的要求也有一定差異，如在某工程內的坡面坡度更為陡峭，整體縱度超過了0.5%且其上覆蓋的0.25%均為疏松的土質結構，在進行排水渠的建設時必須要將其設計高度予以提升，一般需超過該地區的最大水位0.2m，否則可能會影響坡面的整體穩定性[4]。對于暴雨等情況下的排水需求更為急切，技術人員可以利用陡坡建立急流槽，在填土高度超出2m的斷面區域內設置消力裝置，能夠有效減少在急流排出時對坡面造成的壓力和沖擊作用。在急流槽的建設過程當中，還應當結合實際情況設置一些橫向排水管道對其予以連接，確保該排水網絡處能夠更好地應對大體量的降水等問題。在確定邊坡排水區域的水溝尺寸時必須要嚴格結合實際情況進行調整，如在中江高速中設計的邊溝規格為80×80cm，在實踐應用中也具有較好的適配性。

（二）路基排水技術

1.地面排水

地面排水處理是最直接、有效的一種建設方式，一般需要在道路的兩側建設排水溝，使積聚在路面上的雨水等能夠從側面外流排出。為有效維護路面建設的平整度和排水功能的有效性，在進行排水工程建設時可盡量選擇具有透水性的材料有效提升雨水的滲透率，將路面上的積水引流到路基之外，減少長時間的浸泡給高速公路帶來的隱患問題。由于目前大部分的高速公路路面建設選用了瀝青混凝土，這項材料本身的透水率較為有限，在方案設計時需要增加必要的排水管道，更好地應對雨水排出。在施工時，還需考慮到排水管口區域內存在積水對路基和邊坡產生的影響，提前做好防沖刷的工作，使排水管道和高速公路之間形成良好的銜接[5]。在一些橋梁隧道區域內很容易產生積水，過多的積水留存很容易造成內部的鋼筋和混凝土材料銹蝕，影響整個高速公路的使用質量，要靈活利用縱坡和橋面位置為其設計排水管道規劃，將盲溝和排水管之間打通，避免管道內留存積水發生滲透現象影響橋梁的建設強度和使用壽命。見圖1。

圖1 高速公路路面排水溝的建設

2.地下排水

從路基位置處建立排水管道能夠更好地避免下滲水體對高速公路穩定性帶來的影響，常見的排水結構包括暗溝、明溝和滲井等。在路基排水暗溝的建設過程當中可以和混凝土澆筑作業結合在一起，提前利用模板和管道預留處傾斜的滲水孔徑，使施工和應用過程當中多余的水分可以通過管道及時排出。在建立傾斜的滲水孔時要注意和路基的建設深度之間形成良好匹配，一般選擇縱坡度為0.5%～1%間為宜，最高水位預留需要保證滿足20cm 的雨水排出，避免在暴雨情況下出現管道倒灌和堵塞的問題。明溝的建設是指直接在路基區域內進行挖槽，利于用水溝實現有效的排水處理。在選擇明溝建設區域內必須要先對地質情況進行探測，盡量避開有地下水系分布的區域，確保路基對明溝的支撐作用力。滲井的建設能夠更好地更好得滿足下層透水問題，其建設深度超過50cm，內里應用了粗石料作為過濾，有效實現了對于污水的分層處理，使路基排水結構的使用壽命得到了延長。由于路基排水工程的建設施工當中可能會對高速公路的穩定性和周邊環境帶來一定的影響，在實操過程當中，必須要做好前期的地質調研與協商工作，使暗溝的排水渠等能夠和周邊的水系連接在一起快速實現分散，并有效維護居民居住環境的環保水平。

四、結束語

總之，在高速公路不同區域內建設路基路面排水工程時的規劃方案也有一定差異，需要設計人員在前期實地考察和資料收集后克服施工質檢不足、防排水意識淡薄和評價方法不適等不足的基礎上確定圖紙方案，使高速公路的實際排水量能夠符合降雨和地下水系的需求。無論是路基排水還是路面排水都有多種可借鑒的排水技術，但在具體實施過程中，需要綜合考慮各種技術的使用條件，結合高速公路建設工程的實際排水需求，選擇經濟、合理的排水技術，提升高速公路路基路面排水效果，保證道路結構的經久耐用。