項(xiàng)穎 周堅(jiān)

（浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，浙江 杭州 310006）

近幾年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，道路建設(shè)中高速公路的比例越來(lái)越高。為了確保道路能滿足車輛運(yùn)行的要求，降低運(yùn)輸?shù)某杀?，提高運(yùn)營(yíng)的安全性及舒適性，延長(zhǎng)道路的使用年限，這就需要路基、路面有更高的承載力、耐久穩(wěn)定性、表面防滑性和平整度性，良好的路面設(shè)計(jì)對(duì)公路排水性能和使用壽命起著非常重要的作用。危害公路的主要自然因素是水，也是造成高速公路路面損壞的主要原因。從已經(jīng)建成高速公路的經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn)看，瀝青路面的各種疾病，比如剝落、龜裂、坑槽，松散、錯(cuò)臺(tái)、斷裂等與雨水密切相關(guān)。由于水的作用加劇了路面結(jié)構(gòu)的破壞，降低了公路的使用壽命。因此，如何避免地下水和地表水進(jìn)入到路面結(jié)構(gòu)，并有效地讓水及時(shí)排出路面結(jié)構(gòu)，已經(jīng)成為瀝青混凝土路面公路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的重點(diǎn)。

1 高速公路路基路面排水設(shè)計(jì)的內(nèi)容與原則

1.1 高速公路路基路面排水設(shè)計(jì)的內(nèi)容

高速公路排水設(shè)計(jì)對(duì)路基穩(wěn)定性和路面的使用壽命有非常顯著的影響，一般包括以下兩個(gè)方面：第一，要考慮減少農(nóng)田排灌水和地下水對(duì)路基穩(wěn)定性及公路強(qiáng)度的影響，這種方法俗稱路基排水；第二，要考慮將路表面的水迅速排出路基外，最大限度地減少雨水對(duì)路面和路基的影響，減少因?yàn)槁繁砻媾潘粫臣奥繁硭疂B入路基后，對(duì)路面造成破壞，對(duì)使用性能造成損害，這種排水稱為第二類排水。第一類排水設(shè)計(jì)采取的辦法有：在路基底部設(shè)置隔水墊層，提高路基最小填土高度等。第二類排水設(shè)計(jì)采取的辦法有：通過(guò)路面橫坡，邊溝，邊溝急流槽，將路面的水迅速排出路基以外；在中央分隔帶設(shè)置縱向碎石盲溝、橫向排水管將水引走；設(shè)計(jì)泄水孔，以迅速排除橋面水；使用瀝青封層、排水管、土路肩縱橫向碎石盲溝等，將水引走。

1.2 高速公路路基路面排水設(shè)計(jì)的原則

1.1 首先，排水設(shè)施應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐臈l件，合理布局，并充分利用有利的地形及自然水系，做到水流不過(guò)于集中排放，能就近分流，及時(shí)得到疏散。

1.2 設(shè)計(jì)前進(jìn)行調(diào)查研究，查明水源與地質(zhì)條件，對(duì)于重點(diǎn)路段，要進(jìn)行排水系統(tǒng)的整體規(guī)劃，路基排水要與橋涵布置相配合，地下排水應(yīng)與地面排水相配合，各種排水溝渠的平面布置與豎向布置也要配合好。

1.3 路基排水應(yīng)防止附近山坡的水土流失，做到盡量不破壞天然的水系，不輕易合并自然溝溪及改變水流的性質(zhì)，人工溝渠布設(shè)時(shí)盡量選擇有利地質(zhì)的條件，減少排水溝渠的防護(hù)及加固工程量。

1.4 為減少水對(duì)路面的破壞，要盡量控制水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)，提供良好的排水措施，迅速排除路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水，也可建筑有能承受荷載和雨水共同作用的路面結(jié)構(gòu)。

1.5 排水系統(tǒng)要自成體系，并與當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)田水利相配合，不影響灌溉溝渠。在避免沖毀農(nóng)田或危害其他水利設(shè)施的同時(shí)，更要注意防范農(nóng)業(yè)用水時(shí)對(duì)路基的影響。兩者合并使用時(shí)，邊溝的斷面應(yīng)盡量加大，并加以加固。

1.6 在滿足排水主功能前提下，路基排水應(yīng)節(jié)約用地，結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件和道路等級(jí)等，選擇合適的排水設(shè)施，并與周圍自然景觀協(xié)調(diào)一致，營(yíng)造道路與自然環(huán)境的和諧，提高經(jīng)濟(jì)效益。

2.1 高速公路路基排水設(shè)計(jì)的措施

2.1 路基地下。路基地下排水的主要設(shè)施有：滲溝、滲井、盲溝、仰斜式排水孔等，由于地下水排水量不大，是以滲流方式匯集成水流，在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)流量較大的地下水可設(shè)置涵洞、暗溝；對(duì)流量較小的地下水，可縱向設(shè)置滲溝、橫向設(shè)置盲溝；對(duì)挖方段邊坡上地下水，可設(shè)置仰斜式排水孔排水。

2.2 邊坡。數(shù)值分析表明，當(dāng)開(kāi)挖和填筑高度較大，且邊坡為土質(zhì)時(shí)，雨水對(duì)邊坡沖刷比較大，在這種情況下，如無(wú)好的坡面排水措施，會(huì)引起邊坡坍塌滑移。所以，對(duì)交通繁忙或重載交通量較大的路基，除嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行填料、填筑壓實(shí)和設(shè)置路堤邊坡坡度外，還要采取相應(yīng)措施防止邊坡淺部變形。這關(guān)系到車輛的運(yùn)行安全問(wèn)題，必須引起高速重視，采取有效措施，以確保邊坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定。

2.3 邊溝。在高速公路排水設(shè)計(jì)時(shí)，邊溝設(shè)計(jì)中占非常大的比重，設(shè)計(jì)人員都非常重視，其設(shè)計(jì)的原則是：平坦路段的路堤以填筑式邊溝為主，這樣可減少路基邊溝積水現(xiàn)象。路堤邊溝的縱坡采用漿砌片石修筑，邊溝縱坡應(yīng)不小于0.12%。具體設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕涤昵闆r，本著既解決路基排水又經(jīng)濟(jì)的原則，排水邊溝溝底縱坡一般情況下不小于0.3%，一般結(jié)合沿線自然地形確定排水的方向。如果路堤邊溝需排入排涵，則溝底標(biāo)高不能低于涵洞進(jìn)口標(biāo)高；對(duì)排入灌涵的邊溝，溝底標(biāo)高不低于涵頂?shù)臉?biāo)高；對(duì)灌排兩用的涵洞，應(yīng)該按灌涵要求設(shè)置，在某些特殊情況下，可適當(dāng)降低。為了防止沖刷涵洞，宜采用急流槽連接邊溝和涵洞洞口。

2.4 截水溝。截水溝，亦稱天溝。當(dāng)路堤邊坡上方或路塹流入路基的地表徑流量比較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置攔截地表徑流的截水溝。在設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，了解地形、水文、地質(zhì)、植被等情況，找出設(shè)置截水溝的適宜位置，并對(duì)排水出口的引伸范圍做出合理的布局。一般截水溝設(shè)在路塹坡頂5米或者路堤坡腳2米以外。截水溝的截面一般為梯形，大小視匯水流量來(lái)確定。截水溝的長(zhǎng)度以200米到500米為宜。超過(guò)500米時(shí)，要在其適當(dāng)位置增設(shè)泄水口，并采用急流槽、跌水井等排水構(gòu)造物進(jìn)行引排。路基范圍內(nèi)的地下水排除，可設(shè)盲溝、滲井等方法。要注意地表水不能引入地下水的處理設(shè)施中，而地下水可引入地表水的處理設(shè)施中。

2.5 排水溝。在整個(gè)公路綜合排水系統(tǒng)中，排水溝具有重要的作用，它連接各種排水設(shè)施，將水引排到附近的水道或橋涵中，從而形成完整的排水系統(tǒng)。排水溝一般采用梯形橫斷面，尺寸根據(jù)設(shè)計(jì)的流量確定，其位置可根據(jù)需要或結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦螚l件來(lái)確定。排水溝的長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)500米，與各種水溝的連接應(yīng)該順暢。排水溝不僅負(fù)責(zé)排泄地表水徑流，還有排除部分構(gòu)造物中積水的作用，其設(shè)置合理與否決定著整個(gè)排水系統(tǒng)是否能夠正常的發(fā)揮作用。

2.6 跌水與急流槽。某些高速公路要經(jīng)過(guò)重丘及山嶺地區(qū)，這些地方地形險(xiǎn)峻，山高坡陡，排水溝渠的縱坡比較陡，為了接引水流，降低水的流速，消減能量，防止對(duì)路基與橋涵結(jié)構(gòu)物造成危害，經(jīng)常采用跌水和急流槽。跌水和急流槽既可以單獨(dú)采用，也可以與其他排水構(gòu)造物聯(lián)合采用，形成一個(gè)完整的排水系統(tǒng)。

2.7 填方基底。填方基底地下水發(fā)育時(shí)，一般可在路堤底部填滲水材料，或者設(shè)置排泄地下水的砂石墊層，當(dāng)路堤使用非滲水土填料時(shí)，可在路基填方基底部設(shè)置防止毛細(xì)水上升的隔水層，比如兩布一膜復(fù)合土工膜。當(dāng)使用非良質(zhì)填料，如濕陷性黃土、鹽漬巖土、膨脹性巖土等填筑路堤時(shí)，為防止毛細(xì)水上升影響路堤下部土體的強(qiáng)度及穩(wěn)定性，必須在路堤的底部設(shè)置阻止毛細(xì)水上升的結(jié)構(gòu)或構(gòu)造，如三維復(fù)合防排水板。

3 高速公路路面排水設(shè)計(jì)的措施

3.1 中央分隔帶排水。高速公路中央分隔帶排水設(shè)計(jì)主要目的是排除中央分隔帶內(nèi)積水，其排水長(zhǎng)度應(yīng)為兩個(gè)人手孔之間的間距，一般路段最大間距為180米。首先，設(shè)計(jì)底坡不低于0.3%的縱向梯形或者矩形盲溝，匯集了分隔帶的降雨或滲水；其次，設(shè)計(jì)間距30到50米橫向排水管，將盲溝中的水排出；再次，加設(shè)瀝青防滲層和土工布襯墊，以防止水滲入路基兩側(cè)。設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)置凸形中央分隔帶的公路的路基路面排水時(shí)，必須考慮中央分隔帶的排水，即使大部分降水通過(guò)凸形中央分隔帶可自動(dòng)排到路面上，仍有小部分水會(huì)滲入到分隔帶的回填土中，并進(jìn)一步滲透到路基及路面結(jié)構(gòu)層，影響他們的穩(wěn)定性及強(qiáng)度。所以，凸形中央分隔帶回填土的下面，應(yīng)該設(shè)置排水暗溝或碎石盲溝。分隔帶兩側(cè)每隔100米應(yīng)交錯(cuò)設(shè)置直徑20到60厘米的橫向硬塑排水管，管底縱坡不小于1%。

3.2 超高段分隔帶排水

超高部分道路排水設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是偏高側(cè)路面的水?dāng)r截問(wèn)題，目前超高部分道路排水主要有四種方式：第一，中央分隔帶預(yù)留排水孔；第二，在中央分隔帶設(shè)置斷口，第三，中央分隔帶內(nèi)設(shè)置排水溝；第四，中央分隔帶設(shè)置成淺碟式。由于這種情況的綠化工程的要求相對(duì)較高，所以應(yīng)將淺碟式排水槽優(yōu)化成矩形排水槽，并將槽移到超高外側(cè)分隔帶的邊緣，以便收集路表水，集水井也要移到排水槽的同側(cè)，為綠化留出空間。

3.3 路面結(jié)構(gòu)排水。路面排水，包括集中排水及分散排水兩種形式。集中排水是在路肩外側(cè)邊緣部分設(shè)置瀝青攔水埂，或預(yù)制混凝土攔水帶，設(shè)置有一定間距的泄水口和邊坡急流槽，將水集中排至路基兩側(cè)的排水溝。分散排水是通過(guò)加固土路肩，采取漫流的方式排除路面水（如造價(jià)允許，此種方式不建議使用）?？傊访媾潘畱?yīng)減少反射裂縫對(duì)混凝土表面的影響，要在公路基層下設(shè)置與中央分隔帶排水設(shè)施相連的砂礫墊層，將滲入的水匯集到中央分隔帶排水盲溝或暗溝，排到路基以外的地方。

3.4 路面滲水的排水

沿路面邊緣設(shè)置由橫向出水管、透水性填料集水溝和過(guò)濾織物（土工布）組成的路面邊緣排水系統(tǒng)。通過(guò)設(shè)置土路肩縱橫向碎石盲溝、瀝青封層和排水管，將滲入到路面面層的水引到路基之外。因?yàn)橥ㄟ^(guò)瀝青面層下滲的水量有限，所以設(shè)計(jì)中采用每10米左右設(shè)置一道直徑5厘米橫向排水管的方法以確保路面下滲水的排除。

3.5 路基路面綜合排水設(shè)計(jì)

綜合排水設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容：地下排水與地面排水設(shè)施的協(xié)調(diào)配合，路基排水設(shè)施與路面排水設(shè)施及與橋涵等泄水結(jié)構(gòu)物的合理布置，一般應(yīng)結(jié)合路線的縱斷面設(shè)計(jì)、平面設(shè)計(jì)和沿線地質(zhì)、地形、水文條件進(jìn)行。

結(jié)束語(yǔ)?？傊?，高速公路的路基路面設(shè)計(jì)中，水是影響公路質(zhì)量一個(gè)重要因素。實(shí)踐證明，如果我們?cè)O(shè)計(jì)工作未做好，就會(huì)導(dǎo)致路基及路面出現(xiàn)病害，給后來(lái)的維修及養(yǎng)護(hù)工作帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)，也給國(guó)家?guī)?lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失。所以，在高速公路設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們一定要結(jié)合沿線的自然條件及實(shí)際情況，選擇合適的排水方式，把公路排水系統(tǒng)變?yōu)橐粋€(gè)有機(jī)的整體，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、合理、高效、美觀的目的。

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