李妮貴

(銅仁市公路勘察設(shè)計(jì)院)

1 山區(qū)道路路基排水設(shè)計(jì)

1.1 水對(duì)路基的危害及路基排水的作用

地面水會(huì)對(duì)道路的路基產(chǎn)生沖刷和滲透，沖刷可能導(dǎo)致路基整體穩(wěn)定性受損害，形成水毀現(xiàn)象。而滲透進(jìn)入路基土體的水分，會(huì)使得土體濕度過(guò)大而造成路基強(qiáng)度的下降。地下水則會(huì)使路基濕軟，降低路基的強(qiáng)度;嚴(yán)重的甚至?xí)谀承┑貐^(qū)引起凍脹、翻漿或邊坡滑坍。

因此路基排水的作用就是保證路基范圍內(nèi)的土基的濕度保持在一個(gè)較低的規(guī)范范圍，使得路基處于干燥的狀態(tài)，以便確保路基擁有足夠的強(qiáng)度以及穩(wěn)定性。

1.2 路基排水設(shè)計(jì)的原則

(1)排水設(shè)施要因地制宜、全面規(guī)劃、合理布局、綜合治理、講究實(shí)效、注意經(jīng)濟(jì)，并充分利用有利地形和自然水系。一般情況下地面和地下設(shè)置的排水溝渠，宜短不宜長(zhǎng)，以使水流不過(guò)于集中，做到及時(shí)疏散，就近分流。

(2)各種路基排水溝渠的設(shè)置，應(yīng)注意與農(nóng)田水利相配合，必要時(shí)可適當(dāng)?shù)卦鲈O(shè)涵管或加大涵管孔徑，以防農(nóng)業(yè)用水影響路基穩(wěn)定。路基邊溝一般不應(yīng)用作農(nóng)田灌溉渠道，兩者必需合并使用時(shí)，邊溝的斷面應(yīng)加大，并予以加固，以防水流危害路基。

(3)設(shè)計(jì)前必須進(jìn)行調(diào)查研究，查明水源與地質(zhì)條件，重點(diǎn)路段要進(jìn)行排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃，考慮路基排水與橋涵布置相配合，地下排水與地面排水相配合，各種排水溝渠的平面布置與豎向布置相配合，做到路基路面綜合設(shè)計(jì)和分期修建。對(duì)于排水困難和地質(zhì)不良的路段。還應(yīng)與路基防護(hù)加固相配合，并進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。

(4)路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，盡量不破壞天然水系，不輕易合并自然溝溪和改變水流性質(zhì)，盡量選擇有利地質(zhì)條件布設(shè)人工溝渠，減少排水溝渠的防護(hù)與加固工程。對(duì)于重點(diǎn)路段的主要排水設(shè)施，以及土質(zhì)松軟和縱坡較陡地段的排水溝渠，應(yīng)注意必要的防護(hù)與加固。

(5)路基排水要結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件和道路等級(jí)等具體情況，注意就地取材，以防為主，既要穩(wěn)固適用，又必須講究經(jīng)濟(jì)效益。

(6)為了減少水對(duì)路面的破壞作用，應(yīng)盡量阻止水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水，亦可建筑具有能承受荷載和雨水共同作用的路面結(jié)構(gòu)。

1.3 路基排水構(gòu)造及布置

(1)地面排水設(shè)備

①邊溝

一般設(shè)置在挖方路基的路肩外側(cè)或低路堤的坡腳外側(cè)，多與路中線平行，用以匯集和排除路基范圍內(nèi)和流向路基的少量地面水。平坦地面填方路段的路旁取土坑，常與路基排水設(shè)計(jì)綜合考慮，使之起到邊溝的排水作用。邊溝的排水量不大，一般不需要進(jìn)行水文和水力計(jì)算，依據(jù)沿線具體條件，選用標(biāo)準(zhǔn)橫斷面形式。邊溝應(yīng)緊靠路基，通常不允許其他排水溝渠的水流引入，亦不能與其它人工溝渠合并使用。邊溝不宜過(guò)長(zhǎng)，盡量使溝內(nèi)水流就近排至路旁自然水溝或低洼地帶，必要時(shí)設(shè)置涵洞，將邊溝水橫穿路基從另一側(cè)排出。邊溝溝底縱坡(出水口附近除外)一般與路線縱坡一致，并不宜小于3%。困難情況下，可減小至0.1%。

②截水溝

又稱(chēng)天溝，一般設(shè)置在挖方路基邊坡坡頂以外，或山坡路堤上方的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，用以攔截并排除路基上方流向路基的地面徑流，減輕邊溝的水流負(fù)擔(dān)，保證挖方邊坡和填方坡腳不受流水沖刷。降水量較少或坡面堅(jiān)硬和邊坡較低以致沖刷影響不大的路段，可以不設(shè)截水溝;反之，如果降水量較多，且暴雨頻率較高，山坡覆蓋層比較松軟，坡面較高，水土流失比較嚴(yán)重的地段，必要時(shí)可設(shè)置兩道或多道截水溝。截水溝的位置，應(yīng)盡量與絕大多數(shù)地面水流方向垂直，以提高截水效能和縮短溝的長(zhǎng)度。截水溝應(yīng)保證水流暢通，就近引入自然溝內(nèi)排出，必要時(shí)配以急流槽或涵洞等泄水結(jié)構(gòu)物將水流引入指定地點(diǎn)。

③排水溝

排水溝的主要用途在于引水，將路基范圍內(nèi)各種水源的水流(如邊溝、截水溝、取土坑、邊坡和路基附近積水)，引至橋涵或路基范圍以外的指定地點(diǎn)。當(dāng)路線受到多段溝渠或水道影響時(shí)，為保護(hù)路基不受水害，可以設(shè)置排水溝或改移渠道，以調(diào)節(jié)水流，整治水道。排水溝的橫斷面，一般采用梯形，尺寸大小應(yīng)經(jīng)過(guò)水力水文計(jì)算選定。排水溝的位置，應(yīng)根據(jù)需要并結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦蔚葪l件而定，離路基盡可能遠(yuǎn)些，距路基坡腳不宜小于2 m，平面上應(yīng)力求直捷，需要轉(zhuǎn)彎時(shí)亦應(yīng)盡量圓順，做成弧形，其半徑不宜小于10 ～20 m，連續(xù)長(zhǎng)度宜短，一般不超過(guò)500 m，排水溝水流注入其他溝渠或水道時(shí)，應(yīng)使原水道不產(chǎn)生沖刷或淤積。

④跌水與急流槽

跌水與急流槽是路基地面排水溝渠的特殊形式，用于水流通過(guò)坡度大于10%、水頭高差大于1.0 m 的陡坡地段或特殊陡坎地段。由于縱坡陡、水流速度快、沖刷力大，要求跌水與急流槽的結(jié)構(gòu)必需穩(wěn)固耐久，通常采用漿砌片(塊)石或水泥混凝土預(yù)制塊砌筑，并具有相應(yīng)的防護(hù)加固措施。急流槽的縱坡，比跌水的平均縱坡更陡，結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固穩(wěn)定性要求更高，是山區(qū)公路回頭曲線連接上下線路基排水及溝渠出水口的一種常見(jiàn)排水設(shè)施。急流槽底的縱坡依地形而定，一般可達(dá)67%(1∶1.5)，如果地質(zhì)條件良好，需要時(shí)還可更陡，但結(jié)構(gòu)要求更嚴(yán)，造價(jià)亦相應(yīng)提高，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)通過(guò)比較而定。

⑤倒虹吸與渡水槽

當(dāng)水流需要橫跨路基，同時(shí)受到設(shè)計(jì)標(biāo)高的限制，可以采用管道或溝槽，從路基底部或上部架空跨越，前者稱(chēng)倒虹吸，后者為渡水槽，分別相當(dāng)于涵洞和渡水橋，兩者屬于路基地面排水的特殊結(jié)構(gòu)物，并且多半是配合農(nóng)田水利所需而采用。

⑥蒸發(fā)池

氣候干旱、排水困難地段，可利用沿線的集中取土坑或?qū)ｉT(mén)設(shè)置蒸發(fā)池排除地表水。

(2)地下排水設(shè)備

常用的路基地下排水設(shè)備有:盲溝、滲溝和滲井等，其特點(diǎn)是排水量不大，主要是以滲流方式匯集水流，并就近排出路基范圍以外。對(duì)于流量較大的地下水，應(yīng)設(shè)置專(zhuān)用地下管道予以排除。由于地下排水設(shè)備埋置于地面以下，不易維修，在路基建成后又難以查明失效情況，因此要求地下排水設(shè)備牢固有效。

水對(duì)路面的危害可以表現(xiàn)為:降低路面材料的強(qiáng)度，在水泥混凝土路面的接縫和路肩處造成唧泥;移動(dòng)荷載作用下引起的唧泥和高壓水沖刷，造成路面基層承載能力下降;在凍脹地區(qū)，融凍季節(jié)水會(huì)引起路面承載能力的普遍下降。

①路面排水設(shè)計(jì)原則

a 降落在路面上的雨水，應(yīng)通過(guò)路面橫向坡度向兩側(cè)排走，避免行車(chē)道路路面范圍內(nèi)出現(xiàn)積水。

b 在路線縱坡平緩、匯水量不大、路堤較低且邊坡坡面不會(huì)受到?jīng)_刷的情況下，應(yīng)采用在路堤邊坡上橫向漫坡的方式排除路面表面水。

c 在路堤較高，邊坡坡面在未做防護(hù)而易遭受路面表面水流沖刷，或者坡面雖已采取防護(hù)措施但仍有可能受到?jīng)_刷時(shí)，應(yīng)沿路肩外側(cè)邊緣設(shè)置攔水帶，匯集路面表面水，然后通過(guò)泄水口和急流槽排離路堤。

d 設(shè)置攔水帶匯集路面表面水時(shí)，攔水帶過(guò)水?dāng)嗝鎯?nèi)的水面，在高速公路及一級(jí)公路上不得漫過(guò)右側(cè)車(chē)道外邊緣，在二級(jí)及二級(jí)以下公路上不得漫過(guò)右側(cè)車(chē)道中心線。

②路面排水常用設(shè)置

a 中央分隔帶排水:中央分隔帶排水是高速公路及一級(jí)公路地表排水的重要內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)分隔帶寬度、綠化和交通安個(gè)設(shè)施的形式和分隔帶喪面的處理方式等因素選擇不同的排水方式。

b 路面內(nèi)部排水系統(tǒng):大量的路面損壞狀況調(diào)查和路面使用經(jīng)驗(yàn)表明，進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的自由水是造成或加速路面損壞的重要原因。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)滿足如下要求:路面內(nèi)部排水系統(tǒng)中各項(xiàng)排水設(shè)施的泄水能力均應(yīng)大于滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水量，且下游排水設(shè)施的泄水能力應(yīng)超過(guò)上游排水設(shè)施的泄水能力。滲入水在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的最大滲流時(shí)間，冰凍地區(qū)不應(yīng)超過(guò)1 h，其他地區(qū)不應(yīng)超過(guò)2 h(重交通)～4 h(輕交通)。滲入水在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的滲流路徑長(zhǎng)度不宜超過(guò)45 ～60 m。各項(xiàng)排水設(shè)施不應(yīng)被滲流從路面結(jié)構(gòu)、路基或路肩中帶來(lái)的細(xì)料堵塞，以保證系統(tǒng)的排水能力不隨時(shí)間推移而很快喪失。

c 邊緣排水系統(tǒng):邊緣排水系統(tǒng)是由沿路面邊緣設(shè)置的透水性填料集水溝、縱向排水溝、橫向出水管和過(guò)濾織物組成的邊緣排水系統(tǒng)。該系統(tǒng)是將滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的自由水，先沿路面結(jié)構(gòu)層間空隙或某一透水層次橫向流入縱向集水溝和排水管，再由橫向出水管排引出路基。這種方案常用于基層透水性小的水泥混凝土路面，特別是用于改善排水狀況不良的舊水泥混凝土路面。

3 總 結(jié)

山區(qū)公路排水設(shè)計(jì)，是山區(qū)高速公路設(shè)計(jì)的重要組成部分，是關(guān)系到公路質(zhì)量的重要問(wèn)題。因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮山區(qū)道路的特殊性，因地制宜，從路基和路面兩個(gè)方面做好排水的設(shè)計(jì)工作，才能形成一個(gè)完整的排水系統(tǒng)，防止因?yàn)樗脑蛟斐傻缆返倪^(guò)早的破壞，這對(duì)于山區(qū)道路的設(shè)計(jì)使用具有深刻的重要意義。

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