郜希娟　張瑞娟

摘 要：隨著我國(guó)道路事業(yè)的迅速發(fā)展，因自然因素的影響，導(dǎo)致公路線性設(shè)計(jì)難度增加，如道路線性設(shè)計(jì)不當(dāng)極易發(fā)生交通事故。當(dāng)前我國(guó)道路平縱組合設(shè)計(jì)中，往往只重視視距、指標(biāo)均衡等內(nèi)容，而對(duì)路面排水等條件考慮欠佳，進(jìn)而出現(xiàn)因路面排水不暢引發(fā)的大量交通事故，尤其是在積雪冰凍地區(qū)情況更為嚴(yán)重。本文在充分了解排水不暢危害的同時(shí)，由排水角度出發(fā)，對(duì)平縱組合設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了分析，以期有效改善行車(chē)條件，提高車(chē)輛運(yùn)行的安全性。

關(guān)鍵詞：排水；平縱組合；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：U412.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）09-0115-02

1 路面排水不暢的成因及危害

作為公路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生病害的主要原因，水損壞影響巨大。為降低公路病害程度，增加公路使用壽命，必須及時(shí)將路基路面范圍內(nèi)的水及時(shí)排除。如無(wú)法及時(shí)排除，將增加雨水的下滲量，特別是在反復(fù)行車(chē)荷載影響下，極易產(chǎn)生水動(dòng)力，進(jìn)而對(duì)瀝青混合料造成破壞，出現(xiàn)開(kāi)裂、坑槽現(xiàn)象。甚至?xí)?duì)路基強(qiáng)度、穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響。也可能在路面產(chǎn)生水膜，減小路面抗滑能力，導(dǎo)致車(chē)輛在行駛過(guò)程中產(chǎn)生顯著的橫向滑移現(xiàn)象。如車(chē)輛在高速行駛過(guò)程中，水膜霧化，進(jìn)而對(duì)駕駛者視線造成阻礙。如在冰凍季節(jié)，極易產(chǎn)生冰面，進(jìn)而降低路面抗滑能力，增加行車(chē)危害性。為此，必須重視路面排水問(wèn)題，特別是在道路線形平縱組合設(shè)計(jì)中，應(yīng)在全面掌握排水不暢成因的基礎(chǔ)上，做好道路線形平縱組合設(shè)計(jì)工作。

2 路面表面排水特性

假設(shè)其他條件不變，合同坡度與橫斷面寬度不同的情況下，路面表面排水特性可通過(guò)坡面匯流歷時(shí)與攔水帶設(shè)置時(shí)過(guò)水?dāng)嗝鎯?nèi)的水面寬度進(jìn)行探討。

2.1 坡面排水歷時(shí)

坡面匯流歷時(shí)，可由下公式計(jì)算：

其中，坡面匯流歷時(shí)可由t表示；

坡面流的長(zhǎng)度可由Ls表示；

坡面流的合成坡度可由is表示；

地表粗度系數(shù)可由mi表示。

由此可見(jiàn)，在其他條件一致的情況下，坡流長(zhǎng)度增加，匯流歷時(shí)也會(huì)隨之增加，這種情況下，將對(duì)行車(chē)安全造成極大影響；在其他條件一致的情況下，合同坡度減小，匯流歷時(shí)則越長(zhǎng)，此時(shí)將增大路面排水的不暢性。

2.2 攔水帶設(shè)置時(shí)過(guò)水?dāng)嗝娴乃鎸挾?/p>

《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，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?？赏ㄟ^(guò)下式計(jì)算：

其中，重現(xiàn)轉(zhuǎn)換系數(shù)可由Cp表示；

降雨歷時(shí)轉(zhuǎn)換系數(shù)可由Ct表示；

過(guò)水?dāng)嗝娴臋M向坡度可由ih表示；

水力坡度可由I表示。

假設(shè)地區(qū)降雨量不變，過(guò)水?dāng)嗝娴乃鎸挾扔葿表示，假設(shè)5min為匯流歷時(shí)，q5，10為2.8mm/mim，本地區(qū)Cp與C5相同，均為1.0，降雨歷時(shí)5min的轉(zhuǎn)換系數(shù)為1.25，此時(shí)50m為開(kāi)口間距，1%即為道路縱坡，在單幅路面寬度及橫坡值都不相同的情況下，過(guò)水?dāng)嗝嫠鎸挾扔?jì)算結(jié)果如表1所示。

由此可見(jiàn)，對(duì)過(guò)水?dāng)嗝嫠鎸挾仍斐芍苯佑绊懙囊蛩刂饕獮檐?chē)道數(shù)、路拱橫坡值、攔水帶開(kāi)口間距等。第一，車(chē)道數(shù)直接影響過(guò)水?dāng)嗝嫠鎸挾?，在其他條件不變的情況下，車(chē)道數(shù)增加，過(guò)水?dāng)嗝嫠鎸挾纫矔?huì)增加，也就是說(shuō)車(chē)道數(shù)不僅會(huì)對(duì)交通量造成影響，還會(huì)對(duì)排水造成影響。第二，路拱橫坡直接影響過(guò)水?dāng)嗝嫠鎸挾龋谄渌麠l件不變的情況下，路拱橫坡減小，過(guò)水?dāng)嗝嫠鎸挾葎t會(huì)增加，也就是說(shuō)路拱橫坡將對(duì)行車(chē)平順性造成嚴(yán)重影響，并影響排水通暢性。第三，過(guò)水?dāng)嗝嫠鎸挾纫矔?huì)受攔水帶開(kāi)口間距的影響。

3 基于排水的平縱組合設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）路拱橫坡。為快速將路面、路肩積水排除，需進(jìn)行橫坡設(shè)計(jì)。根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)規(guī)定，必須嚴(yán)格依照道路所在地的降雨量、車(chē)道數(shù)、中央分隔帶等條件，準(zhǔn)確確定路拱橫坡值。伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，公路等級(jí)逐步提升，公路寬度也隨之加大。在多雨地區(qū)路拱坡度還選用1%～2%時(shí)，則無(wú)法滿足高等級(jí)公路路面排水需求，如無(wú)法通過(guò)增加路拱坡度的方法，解決路面排水問(wèn)題時(shí)，可將對(duì)向行車(chē)道進(jìn)行雙向路拱地設(shè)置，通過(guò)中央分隔帶排水設(shè)施、公路兩側(cè)排水設(shè)施，及時(shí)排除路面雨水。

（2）路肩。作為路面排水的一個(gè)主要構(gòu)成成分，路肩排水極為重要。利用路肩路面上的雨水可向路基外部及時(shí)排除。如無(wú)法及時(shí)排除路面雨水，則表明路肩設(shè)計(jì)不合理。路肩設(shè)計(jì)最為關(guān)鍵的是路肩坡度設(shè)計(jì)，于路面排水速度而言，坡度大小、方向?qū)ζ溆绊戄^大。通常在外傾斜的橫坡位置設(shè)置直線路段的路肩，相比行車(chē)道橫向坡度，直線段土路肩橫向坡度應(yīng)多出1%～2%左右。如為硬路肩，則可選擇等同于行車(chē)道橫坡的硬路肩橫坡度，特殊情況下，需進(jìn)行攔水帶設(shè)置，此時(shí)如具有較為平緩的路線縱坡，則橫坡坡度可設(shè)置為3%～4%之間。路肩橫坡度設(shè)置于圓曲線路段時(shí)，要求不得在凹形位置連接路肩和行車(chē)道。且在10%以內(nèi)合理控制路肩和行車(chē)道的坡度差，盡可能向路外排除路肩上的雨水。因此，相比行車(chē)道橫坡，曲線內(nèi)側(cè)土路肩橫坡一般可相同，或多出1%～2%左右。同時(shí)，可選取反向橫坡（3%、4%坡度）作為曲線外側(cè)土路肩橫坡。

（3）縱斷面設(shè)計(jì)?？v坡與豎曲線設(shè)計(jì)是縱斷面設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)規(guī)定，長(zhǎng)路塹路段及其他橫向排水不暢路段，縱坡應(yīng)控制在0.3%以上，且合成坡度控制在0.5%以上，以此滿足路面排水通暢的要求。于路面排水形式、邊溝設(shè)計(jì)而言，縱坡大小影響較大?？v坡較大的情況下，可構(gòu)成的合成坡度較大，此時(shí)應(yīng)盡可能縮短路面上雨水的停留時(shí)間，及時(shí)排除路面積水。如具有較小縱坡或?yàn)槠狡碌那闆r下，則其具有較小合成坡度，此時(shí)將增加路面水流流線長(zhǎng)度，同樣路面上雨水停留的時(shí)間也會(huì)有所增加，這種情況下，如僅通過(guò)路面橫向排水，則外側(cè)行車(chē)道、路肩等位置極易出現(xiàn)排水不通暢等現(xiàn)象。為此，在縱斷面設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須重視縱坡設(shè)置。

此外，在豎曲線設(shè)計(jì)時(shí)，可存在全凹或全凸豎曲線兩種形式，如具有較大豎曲線半徑，豎曲線底部或頂部0.3%以上的縱坡路段長(zhǎng)度也會(huì)隨之增加，因此必須合理控制豎曲線半徑，盡可能降低縱斷面排水不暢路段長(zhǎng)度。

（4）平縱組合設(shè)計(jì)。道路線形平縱組合設(shè)計(jì)應(yīng)符合駕駛者視覺(jué)、心理需求，并達(dá)到路面排水通暢的目的。為此，必須嚴(yán)格按照以下幾點(diǎn)，做好設(shè)計(jì)工作。

1）盡可能滿足平曲線和豎曲線完全對(duì)應(yīng)，要求做到平包豎，即與豎曲線相比，平曲線應(yīng)長(zhǎng)一些，只有這樣才能達(dá)到路面排水通暢的需求，尤其是豎曲線屬于全凹或全凸豎曲線的情況。當(dāng)為全凹豎曲線的情況下，其底部或頂部位置必然存有一段較小縱坡段，此時(shí)如排水完全依靠縱斷面，則存在一定弊端。如平曲線完全對(duì)應(yīng)豎曲線，則圓曲線段就會(huì)對(duì)應(yīng)豎曲線底部或頂部位置，則超高就會(huì)存在于圓曲線段，且橫向超高坡度較大，因此該路段具有較大合成坡度，便于排水。2）當(dāng)平曲線不重合于豎曲線，兩者錯(cuò)開(kāi)時(shí)，應(yīng)盡可能防止在平曲線緩和曲線上設(shè)置凹或凸形豎曲線頂點(diǎn)，尤其不得位于超高過(guò)渡的零坡斷面周?chē)?。通常都?huì)在緩和曲線上設(shè)置曲線的超高過(guò)渡段，在超高過(guò)程中，曲線外側(cè)車(chē)道將產(chǎn)生一個(gè)零坡斷面或較小的橫坡段，如全凹或全凸豎曲線的底部或頂部重合與該位置，那么此段外側(cè)車(chē)道就具有較小合成坡度，與路面排水需求不符，則會(huì)出現(xiàn)排水不暢等問(wèn)題。3）在S形平曲線拐點(diǎn)位置不得設(shè)置凹或凸形豎曲線的頂點(diǎn)。因超高過(guò)渡等因素，S形平曲線拐點(diǎn)周?chē)鷮?huì)產(chǎn)生一個(gè)零坡斷面或較小橫坡段，如全凹或全凸豎曲線底部或頂部重合與此位置，同樣會(huì)出現(xiàn)排水不暢、積水等問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，于公路路基路面而言，路面排水不暢將對(duì)其耐久性、穩(wěn)定性造成極大的影響，甚至影響行車(chē)安全。在公路線性平縱組合設(shè)計(jì)中，必須對(duì)路面排水等因素進(jìn)行充分考慮，以此由本質(zhì)上采取切實(shí)可行的措施，解決路面排水問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1]游潤(rùn)衛(wèi)，許有俊.高速公路路線豎曲線上的縱坡分析[J].公路工程，2013，（04）：21-24.