高速公路路基路面排水施工技術(shù)設(shè)計(jì)

覃悠泰

高速公路路基路面排水施工技術(shù)設(shè)計(jì)

覃悠泰

（廣西路建工程集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530001）

高速公路的排水施工會(huì)對(duì)路基路面產(chǎn)生一定的影響，路基的情況在一定程度上取決與排水施工的情況，許多出現(xiàn)的路基問題都是由于排水情況較差所造成的，因此，在高速公路的路基路面的設(shè)計(jì)中，要提高對(duì)排水施工的重視程度。良好的排水施工情況能有效減少水對(duì)于路基路面的破壞，提升高速公路的安全性、穩(wěn)定性以及使用壽命。文章首先分析了對(duì)于高速公路的路基路面排水施工影響因素，隨后探究了排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要注意的內(nèi)容，最后在施工技術(shù)要點(diǎn)方面提出了一些建議。

高速公路；路基路面；排水施工

引言

隨著我國(guó)在交通運(yùn)輸方面的不斷發(fā)展，高速公路的施工建設(shè)腳步也在不斷加快，對(duì)高速公路的安全性和使用周期等問題，引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。高速公路的排水情況會(huì)對(duì)高速公路路基路面的穩(wěn)定性、安全性以及使用周期產(chǎn)生影響，路基路面在降水量較大的季節(jié)里會(huì)受到多次沖刷和滲透，不僅會(huì)影響路面上的運(yùn)行狀態(tài)，還會(huì)對(duì)深層的路基產(chǎn)生損害影響，威脅著高速公路的安全穩(wěn)定和使用壽命。因此，應(yīng)當(dāng)在施工建設(shè)階段將排水施工列為重點(diǎn)施工建設(shè)項(xiàng)目，將影響排水施工的因素條件納入到整體設(shè)計(jì)當(dāng)中，施工時(shí)靈活運(yùn)用合適的排水施工技術(shù)手段，提升高速公路路基路面的整體排水情況，逐步提高高速公路的安全性和使用周期。

1　高速公路路基路面排水施工的影響因素

1.1　地理環(huán)境因素

高速公路路基路面的排水施工，會(huì)受到地理環(huán)境的影響，同時(shí)高速公路的使用壽命也會(huì)受到地理環(huán)境的影響[1]。路基路面的上層水與下層水排水施工質(zhì)量與效果會(huì)受到地理環(huán)境的直接影響。其中，路基路面的上層水排水效果會(huì)與高速公路所處地理位置周圍的河流湖泊、沼澤濕地以及局部區(qū)域的降水量存在著一定的聯(lián)系，下層水不止有隱藏水、區(qū)間水，而且有地下水。另外，地下水多存在于不透水層，透水性較低，潛藏水離地表較近，區(qū)間水是存在于路基路面中的隔水層之中，且多數(shù)存在于巖石的巖縫中流走。在高速公里的施工準(zhǔn)備期間，施工方的有關(guān)人員需要對(duì)高速公路周邊的地理環(huán)境進(jìn)行走訪調(diào)研，收集有效的地理環(huán)境數(shù)據(jù)信息，有助于之后對(duì)排水施工的過程進(jìn)行調(diào)整和管控。在高速公路施工建設(shè)期間，必須全方位地保障周圍的地理環(huán)境安全，可適時(shí)地組織二次勘察，將地理環(huán)境因素進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，保證路基路面設(shè)計(jì)方案及施工作業(yè)的合理性、科學(xué)性，確保充分考慮上層水與下層水排水設(shè)計(jì)及施工的有效性、可靠性，從而為保證高速公路整體施工建設(shè)質(zhì)量打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.2　地質(zhì)因素

地質(zhì)因素對(duì)于高速公路的施工開展、高速公路路基路面的質(zhì)量以及路基路面的排水情況等方面，都會(huì)產(chǎn)生一定程度的影響，是高速公路施工建設(shè)的關(guān)鍵因素。地質(zhì)因素中的巖層情況、巖石風(fēng)化情況以及土質(zhì)硬度情況等，都需要納入到高速公路施工建設(shè)的考慮范圍。一些地質(zhì)因素較差的施工建設(shè)路段，時(shí)有發(fā)生路基路面出現(xiàn)裂痕、沉降不均勻等其他情況，需要對(duì)易發(fā)生路面塌陷、地質(zhì)滑坡等情況的路段位置進(jìn)行提前安排部署，降低路基路面的排水施工安全風(fēng)險(xiǎn)，避免發(fā)生狀況時(shí)出現(xiàn)意外，影響高速公路的實(shí)際排水效果。可以通過多種形式的排水辦法，在適合的位置配置多個(gè)排水的設(shè)備，把多余的水排出，使高速公路的路基路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為緊實(shí)。需要著重注意的是，對(duì)于地質(zhì)因素的控制，復(fù)雜路段的地質(zhì)情況需要重點(diǎn)勘察分析，防止地質(zhì)因素對(duì)路基路面施工造成不利影響。

1.3　氣候條件

氣候條件會(huì)直接影響高速公路的排水效果，考驗(yàn)排水施工的建設(shè)質(zhì)量。在特定時(shí)間會(huì)出現(xiàn)降水量較大的情況，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)對(duì)于路基路面的滲透、沖刷影響最為直接，并且高速公路極易在此時(shí)出現(xiàn)路面存有積水的情況，進(jìn)一步反映出路面排水效果較差。通常情況下，大量降水歸集于一處后，會(huì)逐漸沉降至路面結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，進(jìn)而增加路面出現(xiàn)膨脹、翻漿等問題的風(fēng)險(xiǎn)，一旦積水過多且難以及時(shí)排出，則將滲透到路基里面，給路基造成損壞，將路基的承載能力和穩(wěn)定性能降低[2]。在這樣的氣候條件下，對(duì)于高速公路的排水系統(tǒng)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，若排水情況不好，則高速公路的路基路面將連續(xù)遭到破壞，給高速公路的安全性帶來了隱患，同時(shí)高速公路的使用周期也會(huì)大幅縮短，影響高速公路使用規(guī)劃。

2　高速公路路面路基排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1　路基排水工程

高速公路的路基排水工程主要有兩方面的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，一個(gè)是地下排水設(shè)計(jì)，其目的是防止地下水位升高，保證路基不被地下水滲透，進(jìn)而保護(hù)路基的安全性和穩(wěn)定性。一般采取引流地下水的方法，在實(shí)施路基底部施工時(shí)，遇到地下暗河，可以布置蓋板涵或是設(shè)置橫碎石盲溝，來進(jìn)行地下水的引流。在開展這部分的施工時(shí)，需要對(duì)施工位置的地理環(huán)境、地質(zhì)情況等進(jìn)行了解，確保施工過程的安全可靠，采取的技術(shù)手段科學(xué)合理[3]。如采取設(shè)置橫碎石盲溝的方法進(jìn)行地下水引流，為達(dá)到預(yù)期的排水效果，需要對(duì)設(shè)置橫碎石盲溝的位置深度、滲水材料的頂層位置以及碎石盲溝填充材料等，開展全面系統(tǒng)的分析，保證預(yù)設(shè)的施工方案和實(shí)際情況相匹配。另一個(gè)是地表排水設(shè)計(jì)，地表排水選擇合適的設(shè)計(jì)方案，如邊溝、截水溝等，在選擇設(shè)計(jì)方案時(shí)還需考慮降水量、地形因素等外部因素，確保選擇的地表排水設(shè)計(jì)方案符合實(shí)際情況，保障高速公路路基的穩(wěn)定性和使用周期。如選擇邊溝作為地表排水設(shè)計(jì)方案，需要注意矩形暗溝的作用，一般在有硬質(zhì)巖層的位置使用較多，邊溝適用在地形較平坦的挖方段，施工人員需要結(jié)合外部環(huán)境因素，適時(shí)地調(diào)整邊溝的長(zhǎng)度，出水位置之間的距離不能超過500 m，在積水量較大的位置不能超過349 m。開展溝底縱坡施工時(shí)，要對(duì)地質(zhì)因素、路線方向等因素著重考慮，將縱坡方向與路線方向設(shè)置在同一方向，坡度的設(shè)置需要符合施工的要求規(guī)范，降低雨水對(duì)邊溝的負(fù)面作用。在考慮到地形因素時(shí)，部分路段較易聚集大量的水分，邊溝的設(shè)置長(zhǎng)度超過了要求規(guī)范,縱向坡度也不符合要求規(guī)范，水分很難在最短時(shí)間里流出路基，為應(yīng)對(duì)這種情況，可通過設(shè)置急流槽的方法幫助排出水流。

2.2　路面排水工程

高速公路的路面排水工程主要有三個(gè)方面的排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

一是路面表層排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在開展高速公路施工建設(shè)時(shí)，對(duì)路面表層的排水系統(tǒng)優(yōu)化完善，促使有效排出路面上、路肩中多余的積水，一定意義上確保了高速公路的安全性和使用周期。在正常的施工中，開展路面積水的排水工作時(shí)，多數(shù)利用路肩、路面縱坡來進(jìn)行排水。在路塹環(huán)境下，采用布置多邊形暗溝，發(fā)揮路拱自身的導(dǎo)流作用，把路面積水排出。在路堤環(huán)境下，可布置流水槽，使土路肩援引自身導(dǎo)流，進(jìn)而達(dá)到排水目的。但是，若為外側(cè)半幅路面，則需要工作人員布置縱向的排水溝，布置的位置在內(nèi)側(cè)中央分割帶路測(cè)以外，需要嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范要求實(shí)施，將排水口、水井等布置在不一樣的位置，且位置之間要留有隔斷，結(jié)合橫向的排水設(shè)施，排出積水。

二是中央分隔帶排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。高速公路的施工人員在開展相關(guān)作業(yè)時(shí)，要著重關(guān)注中央分隔帶排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，對(duì)碎石盲溝的設(shè)計(jì)則需分外注意，如縱向的階梯狀分離帶位置的透水性能、瀝青的防滲層、集水井等方面的設(shè)計(jì)。利用必要的措施手段，逐步提升防滲層的實(shí)際效果，選取適當(dāng)?shù)纳皾{水泥材料，在中央分隔帶與路基路面相連接的部位，確定側(cè)壁位置，并將砂漿水泥材料涂抹在這個(gè)位置，再按照步驟實(shí)施土工布的包裹作業(yè)。對(duì)于橫向排水管道性能的保障，利用中央分隔帶開展設(shè)計(jì)，將其形成體面形態(tài)，并且采用適合的透水管材，將透水管材布置在碎石底部。同時(shí)要避免高速公路中鋪設(shè)的線材發(fā)生問題，可在線材下側(cè)位置挖設(shè)碎石盲溝，填充砂漿水泥材料，布置土工布。

三是路面內(nèi)部排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在開展高速公路施工建設(shè)時(shí)，相關(guān)施工單位要布置填方砌體防護(hù)段，位于路面架構(gòu)層和路肩最底部的連接位置中設(shè)置填充物以及排水砂墊層，一般將厚度控制在3 cm左右，有關(guān)工作人員需要布設(shè)排水孔，需要在合適的位置布設(shè)土工布，實(shí)施排水作業(yè)。注意在填方植草的防護(hù)段，可采取植草開展施工作業(yè)，對(duì)路肩實(shí)施堆土，并把土工布布設(shè)在路面路肩的位置，實(shí)施排水作業(yè)。

3　高速公路路基路面排水施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1　路基排水施工技術(shù)要點(diǎn)

在高速公路路基的設(shè)計(jì)、施工過程中，必須提高對(duì)其排水設(shè)施的重視程度。接下來將對(duì)路基地下排水的暗溝以及滲井為例，對(duì)路基排水施工的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行探究。

3.1.1路基地下排水-暗溝技術(shù)要點(diǎn)

暗溝是設(shè)計(jì)鋪設(shè)在地下用于引流及排出積水的溝渠。規(guī)劃合理且建設(shè)質(zhì)量良好的暗溝可以減少大面積聚水等裝款的發(fā)生，如圖1所示。暗溝適用于市政給排水工程、高速公路路基排水工程等。

圖1 暗溝示意圖

暗溝有引流地下水與控制地下水高度的作用。室外暗溝主要是由進(jìn)水口和頂部蓋板共同組成。暗溝橫斷面通常設(shè)計(jì)為矩形的架構(gòu)，但結(jié)合不同項(xiàng)目的具體要求和施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，也有設(shè)計(jì)為梯形的架構(gòu)。在實(shí)際施工作業(yè)過程中，應(yīng)當(dāng)把控暗溝寬度處于0.3 m～0.5 m之間，高度把控在1 m～1.5 m之間較為合適[3]。按照施工現(xiàn)場(chǎng)的泉眼分布情況，應(yīng)當(dāng)盡量?jī)?yōu)化暗溝工程設(shè)計(jì)方案，選擇可以高效排出地下水的最短路徑進(jìn)行施工。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)做好挖掘作業(yè)的各項(xiàng)前期準(zhǔn)備工作如防滲水處理，及時(shí)清除雜物避免出現(xiàn)堵塞的狀況。在開展挖掘作業(yè)時(shí)，有關(guān)施工人員要及時(shí)檢查基座的承載能力，若發(fā)現(xiàn)基座的承載能力較差，務(wù)必采取必要的加固手段，保障施工過程的安全。在進(jìn)行暗溝主體施工時(shí)，務(wù)必提防各種雜物，如土塊、碎石等，防止因雜物掉入到溝渠或腺體而發(fā)生堵塞，影響暗溝排水效果。

3.1.2路基地下排水-滲井技術(shù)要點(diǎn)

滲井是一種可建設(shè)在地面的排水設(shè)施，通過排出路基周圍淺層地下水來保障高速公路的安全穩(wěn)定及使用壽命。垂直井可作用于建設(shè)滲井（如圖2所示）。滲井并不穿過透水層，利用把低等級(jí)的高位置地下水引流到較深層的含水層來降低地下水的水位高度，進(jìn)而保護(hù)高速公路路基為安全性和穩(wěn)定性。

圖2　滲井示意圖

3.2　路面排水施工技術(shù)要點(diǎn)

在進(jìn)行高速公路路面設(shè)計(jì)及施工時(shí)，需要充分認(rèn)識(shí)到排水施工質(zhì)量和效果對(duì)路面的影響。接下來將對(duì)路面表層排水施工以及路面內(nèi)部排水施工展開研究，對(duì)路面排水施工的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行探究，提出建議。

3.2.1路面表層排水施工

在高速公路的施工建設(shè)過程中，對(duì)路面表層排水施工進(jìn)行規(guī)范作業(yè)，能夠在一定程度上降低因積水對(duì)路面產(chǎn)生的損害和影響[4]。就當(dāng)前來看，在路面表層排水施工中建設(shè)排水口和攔水帶是較為常用的兩種方式。在路面排水口的前期施工建設(shè)期間，需要對(duì)單位時(shí)間內(nèi)的排水流量、積水總量、排水效率等進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)。按照路面排水具體要求，嚴(yán)格控制排水口的口徑、結(jié)構(gòu)以及數(shù)量，充分保證排水效果。除此之外，應(yīng)當(dāng)規(guī)范控制排水口之間的距離，保證排水口與橫向的排水設(shè)備緊密相連，從而在最大程度上降低積水對(duì)于路面的不良影響。合理布設(shè)攔水帶可以保障高速公路的路面排水效果，降低積水對(duì)路面造成的不良影響。為促使攔水帶的關(guān)鍵作用完全發(fā)揮出來，在開展相關(guān)施工作業(yè)時(shí)，應(yīng)關(guān)注以下三點(diǎn)：首先是掌控?cái)r水帶頂部高度，規(guī)定攔水帶的頂部高度需超過最大的積水深度；其次是在高速公路布設(shè)有防撞設(shè)施時(shí)，要協(xié)調(diào)好防撞設(shè)施與攔水帶的位置關(guān)系，一般把攔水帶的高度設(shè)置在15 cm以上較為合適；最后，如果高速公路有路塹，則在路面排水時(shí)需要注意矩形暗溝的布設(shè)規(guī)范，這樣路面積水會(huì)利用暗溝安排出，有效提升路面表層整體的排水能力。

3.2.2路面內(nèi)部排水施工

在實(shí)施路面內(nèi)部排水施工的過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)采用設(shè)置填方砌體防護(hù)段的方法，提升路面內(nèi)部排水效果。該方法可用于路面內(nèi)部及路肩底部的排水施工，在路面內(nèi)部與路肩底部之間的縫隙，利用填充砂土層和排水砂隔層的方式保證排水施工有效可靠。一般路面內(nèi)部與路肩底部之間填充的砂土層或排水砂隔層在3 cm左右，并且需要工作人員在填充層布設(shè)一定數(shù)量的排水孔，同時(shí)把土工布布置在砂墊層的頂上，這樣做能夠在一定程度上提升路面的排水作業(yè)效果[5]。另外，路面內(nèi)部排水還可以采取植草或移土的方法布設(shè)防護(hù)段，同樣能發(fā)揮快速排水的作用。

4　結(jié)束語

高速公路的路面路基保護(hù)，對(duì)高速公路的整體起著至關(guān)重要的作用，路面路基的排水施工科學(xué)高效，對(duì)于保障路面路基的安全性、穩(wěn)定性和使用周期發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。因此，在排水施工方面的嚴(yán)格要求，就是對(duì)高速公路整體的嚴(yán)格要求。實(shí)際的施工作業(yè)過程中，要注意施工技術(shù)的靈活運(yùn)用，選擇合適的具體技術(shù)應(yīng)用，保障高速公路整體的穩(wěn)定性和安全性。

[1]烏蘭格日勒. 探析高速公路路基路面排水施工技術(shù)[J]. 中國(guó)設(shè)備工程，2021(18): 258-259.

[2]趙立偉. 高速公路路基路面排水施工技術(shù)[J]. 黑龍江交通科技，2021，44(6): 78-78，80.

[3]焦繼偉，何濤，李明亮. 高速公路路基排水系統(tǒng)的施工要點(diǎn)分析[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2020(19): 118-119.

[4] 謝祥根，張懷宇. 高速公路排水路面的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究[J]. 中外公路，2021，41(1): 54-58.

[5]賈和. 高速公路路基路面排水施工關(guān)鍵技術(shù)分析[J]. 交通世界，2019(30): 22-23.

Design of Drainage Construction Technology for Subgrade and Pavement of Expressway

the drainage construction of expressway will have a certain impact on the roadbed and pavement. To a certain extent, the condition of roadbed depends on the drainage construction. Many roadbed problems are caused by the poor drainage condition, therefore, in the design of highway roadbed and pavement, we should pay more attention to drainage construction. Good drainage construction can effectively reduce the damage of water to roadbed and pavement, and improve the safety, stability and service life of expressway. This paper first analyzes the factors affecting the construction of highway subgrade and pavement drainage, then discusses the contents of drainage system design, and finally puts forward some suggestions in the construction technology.

highway; subgrade and pavement; drainage construction

U416

A

1008-1151(2022)08-0019-03

2022-06-10

覃悠泰，男，廣西平果人，廣西路建工程集團(tuán)有限公司工程師，從事交通工程建設(shè)與技術(shù)管理。