文∕劉磊
隨著我國社會經濟的快速發(fā)展,交通行業(yè)進入高速發(fā)展階段。為了滿足當下人們更多的出行需求,更多的公路工程項目投入建設之中。受工程、氣候、人、物等因素影響,近年來我國建設的公路損害程度比較嚴重[1]。水作為其中主要的因素之一,它的存在將會直接或間接對道路濕度、強度及使用性造成影響,從而縮短公路的使用壽命。在公路工程建設過程中路基路面排水是非常重要的一環(huán),為降低水對公路的危害,必須在公路工程建設過程中加強路基路面排水系統(tǒng)的建設,從而為人們的出行安全保駕護航。
本公路工程位于江蘇鹽城市地區(qū),全境為平原,中部與東北部低洼,而西北部與東南部高,大部分地區(qū)海拔為5~8m。主要分為三個平原區(qū),地貌類型單一,土層分布相對穩(wěn)定。本公路修建按照二級公路技術標準,實行雙向兩車道。路基寬度為10.5m,路面為瀝青砼及水泥砼路面,寬度為9m,兩側的土路肩各寬0.75m,土路肩橫坡為4%,路面橫坡為2%,邊坡坡比為1∶1.5,且為低路堤路基。
本工程項目地處亞熱帶氣候向暖溫帶氣候過渡地帶,氣候受海洋影響較大,春季氣溫較低,秋季氣溫高于春溫,受偏北風且多寒冷天氣影響,冬季氣溫低。受太平洋副熱帶高壓的影響,當地夏季多炎熱天氣,降水十分充沛;每年降水量可達980~1100mm,降水多集中在6~9月,12月到次年2月降水最少。當地境內河溝縱橫,水網密布長度50km 以上的大型河流有12 條,河流主要為淮水水系。
從以上情況可以看出,在此公路工程建設過程中受水因素的影響較大,因此施工單位需要根據當地情況進行施工,并對路基路面施工中的排水系統(tǒng)的設計高度重視,以此保障公路路基的穩(wěn)定性,延長其使用壽命。
此工程中路基路面排水系統(tǒng)設計主要分為兩大部分,即路界地表排水與路面內部排水。通過合理構建邊溝、橋涵等,形成完整的排水系統(tǒng)。與此同時,在設計排水系統(tǒng)前還需要遵循相關設計原則,設計合理排水系統(tǒng),使路面不受積水影響破壞結構的穩(wěn)定性,進而延長公路的使用壽命。
在此工程路面路基排水設計前,設計人員需要在項目工程實施前實地調研與分析當地的環(huán)境,及時了解與掌握周圍環(huán)境,全面了解公路工程建設環(huán)境、地質的特點等。在設計過程中盡量減少對周圍自然環(huán)境的破壞,配合周圍的水利基礎設置實施建設。通常情況下,在保證排水設計的基礎上,注意協(xié)調好排水系統(tǒng)與農田灌溉系統(tǒng)的使用,盡可能減少農田灌溉給路基帶來的影響。對于難以處理的排水系統(tǒng)設計,可通過增加邊溝斷面,以此防止降水量較大時排水水位上升而影響公路路基路面的建設。此次公路工程路基路面排水設計需要結合當地水資源分布的具體情況,設計具有針對性的排水系統(tǒng)。
除了考慮本地水資源特點與大概分布情況,還需要在設計前根據實地調研建設環(huán)境,并結合公路工程的整體施工環(huán)境,科學合理地設計排水系統(tǒng)。由于排水系統(tǒng)修建的本質是為了保證公路的整體使用質量,因此作為一種輔助性工程,它主要保證公路正常投入使用就可以了[2]。在公路排水系統(tǒng)施工中,相關人員要注意合理選擇原材料,結合實際情況設計排水結構,在具體的實施過程中盡量減少對自然溝渠的破壞,盡量依照水流的走向進行設計,在滿足設計要求的同時,降低施工成本。
此次公路工程中路基路面系統(tǒng)設計地區(qū)性較強,在建設過程中需要根據當地平原環(huán)境與氣候情況進行建設。在路基路面排水設計中通??刹捎每v向、橫向坡度聯合設計的方法,巧妙利用修建區(qū)域的地勢特點與施工環(huán)境。此外,在設計中還要有效結合排水工作與防護加固工作,注意保護土壤和天然水系,在達到相關施工規(guī)范的基礎上,保證排水系統(tǒng)的工作質量,避免公路建設受到其他排水與引水系統(tǒng)的影響。
4.1.1 雙向填挖交界設計此次公路路基排水設計,設計人員需要注意細節(jié)方面的處理,并采用雙向填挖交界設計。為了提高設計的科學性與合理性,設計人員需要按照相關施工流程進行設計,具體如圖1 所示。在實際施工過程中需要做好以下幾點:首先,路基基底清理后再挖臺階,填挖交界采用縱向填挖交界與橫向填挖交界的設計方法,控制好開挖的深度。此外,還要選用小于2.4mm石頭進行填料,注意回填時應分層進行,并按照設計要求碾壓,保證路基的壓實度;其次,在填挖交界處設置土工柵欄,做好相關防護工作,在滿足排水設計基礎上,保證公路路基的安全性與使用的穩(wěn)定性;最后,根據填挖交界處的特殊位置,完善縱向填挖交界的設計,為后期施工打下良好的基礎。
4.1.2 臨時排水溝設計
平原地區(qū)公路路基施工,受當地降水的影響,當路基的地表徑流量較大時,為了及時排出地表水,設計人員需要根據情況設計臨時排水溝[3]。在路基填筑時,主要以施工紅線寬度作為填筑依據,并重視標高,以此達到基地設計值。在設計臨時排水溝時,應以小構與橋頭為節(jié)點,以排水流向為依據,分段落進行排水;臨時排水溝橫斷面與永久性排水溝橫斷面挖方土量要盡量保持均衡,且快速完成,否則將會影響后續(xù)的公路施工進度。
4.1.3 邊溝設計
通過對該公路工程匯水流量的計算,確定路基邊溝設計采用斷面型式[4]。而邊溝斷面型式有許多種,主要內容有三角形邊溝、矩形邊溝、梯形邊溝及蝶形邊溝,如表1。
表1 路基排水邊溝主要斷面形式
此次邊溝斷面型采用碟形溝型式設計,主要是將蝶形邊溝分片預制,在折角處采用圓角并形成弧形斷面。安裝時,在底部鋪設小石頭混凝土,然后進行安裝。在一般路段路基上可采用梯形斷面型式,只需要灑布草種即可。對于邊溝的設計,需要注意3 點:
4.1.3.1 以填筑邊溝為主,減少雨水對公路路基邊溝的存水。
4.1.3.2 結合此次工程的施工特點和當地平原特點,使用碎片石修筑道路邊溝,邊溝坡度要大于15°。
4.1.3.3 設計人員要了解公路工程修建中的涵洞與通道施工情況,根據實際情況進行特殊處理,保證邊溝標高高于涵洞中心標高。與此同時,在邊溝施工中還要注意減少跨越甬道,若不能避開,則采用邊溝蓋的方式控制水位,進而保證路基的排水效果。
在設計路面排水時,設計人員需要在公路工程中注意人行道排水與路面結構內排水情況。根據此次工程的特點,需要依據不同路段的情況做出相應的處理措施,從而保證排水效果得到最大程度的發(fā)揮。例如,雙向橫坡路斷的路面,可采用漫流的形式,將路面的水直接排入挖方路段的邊溝中,同時也可采用其他方法進行處理。比如利用填方邊坡坡面鋪掛三維植被網,使路面上的水可直接引入填方邊溝中[5]。當填方邊溝超過4m 時,需要設置菱形護坡將路面的水進行攔擋分流,使其最終排入邊溝,避免水流對路基邊坡的影響。而外側的排水方法,則是需要在中央分割帶進行排水設計。
4.2.1 中央分割帶排水設計
在此公路工程實施中,公路自西向東進行建設。為了配合城市綠化建設的需要,應在中央分隔帶進行填土綠化。此設計一方面可以美化公路,另一方面可避免單向橫坡路外側路面的水通過填土綠化層下滲,從而影響路基的穩(wěn)定性,同時對行車道路形成積水危害[6]。該設計可以在路滑填土下的礫石層設防滲土工布,以此形成隔水層,還可以采用由縱向排水溝盲井及橫向排水管、集水豎井等方式,將其作為中央分隔帶排水方法,將路面水向側邊溝引流,直至路基外,以此保障公路的使用性與安全性。圖2 是設鋪面中央分隔帶防排水系統(tǒng)示意圖。
圖2 中央分隔帶防排水系統(tǒng)示意圖
4.2.2 路面滲水排水設計
在設計路面滲水排水時,設計人員應該根據路面建設情況,將排水系統(tǒng)沿著修建道路邊緣合理設置,其主要包括橫向出水管、過濾性織物及透水性填料集水溝。在公路路基附近排水管內,排水管地勢要低于立交處,排水可采用自然的直接排水的方式[7]。由于路面下滲水量有限,因此可以設置一個橫向配水管,間隔距離為10cm;在路基填筑施工時,還可在沖溝或水稻田地表匯水處設置截水溝,同時搭建臨時的排水設施,加強對地表水的排放,減少雨季施工積水量增加對路基施工的影響。
綜上所述,本文通過對公路工程的路基路面排水設計的分析,了解了公路工程的路基路面設計需要遵循的實地原則、科學合理設計原則及因地制宜原則,發(fā)現路基路面排水設計情況對公路的使用具有重要影響。由此,公路工程的路基路面施工應該科學合理地設置路基路面排水系統(tǒng),盡量減少水對公路產生的不良影響,從而大大延長公路的使用壽命,提高公路使用的安全性,這對我國公路橋梁事業(yè)發(fā)展具有重要意義。