朱小剛

（江蘇東南工程咨詢有限公司，南京210018）

1 引言

路基作為道路工程的重要組成部分之一，其肩負著將路面上的車道載荷與行車載荷傳至地下持力層的重要任務(wù)，所以需要確保其具備較高的強度與穩(wěn)定性。而在地表積水與地下水長時間的侵蝕下，路基的強度與穩(wěn)定性會嚴重下降，特別是在強水流的猛烈沖刷下，其極易發(fā)生結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，從而導(dǎo)致道路發(fā)生塌陷，對行車安全造成嚴重的威脅，所以，有必要采取有效的防水手段。防排結(jié)合式防水方法是指將路基防水技術(shù)與路基排水技術(shù)結(jié)合起來，同時應(yīng)用到路基防護中去，以達到對路基進行兩重防護的目標【1】。為進一步實現(xiàn)對該種防水方法的推廣應(yīng)用，本文以某高速公路工程建設(shè)項目為例，詳細分析了防排結(jié)合式防水方案的設(shè)計要點和施工要點。

2 工程概況

此高速公路工程建設(shè)項目位于山西省東南部，標段長度為6.7km，路基的設(shè)計寬度為23.4m，該路段沿線為山地，路段海拔在250～1 300m，沿線地形整體呈北高南低的態(tài)勢，且具有東西兩側(cè)高于中間地帶的特征。因受地形的限制，該路段在雨季汛期會積聚大量的雨水，嚴重影響行車安全。為此，本工程在設(shè)計與施工中采用了防排結(jié)合式的防水方法。

3 路基防排結(jié)合式防水設(shè)計方案

3.1 方案設(shè)計

在對此高速公路工程沿線水文地質(zhì)情況進行綜合考慮的基礎(chǔ)上，進行路基防排結(jié)合式防水方案設(shè)計，具體內(nèi)容包括以下3 方面：（1）合理布設(shè)地下排水溝管。在高速公路路基下面設(shè)置滲溝、暗溝等，利用其來排出地下水，促使地下水位下降，避免在路基中有地下水滲進。為了能夠及時有效地將滲溝、暗溝中的積水排出，在其末端位置處安設(shè)疏通井與橫向滲水管，以此來分段將積水排出。（2）在地表布設(shè)排水溝渠。通常來講，在地表所布設(shè)的排水溝渠包括截水溝、排水溝以及邊溝等。在距離路塹坡頂一定距離位置處布設(shè)截水溝，避免路基被東西兩側(cè)的積水所侵蝕；將排水溝、邊溝布設(shè)在道路東西兩側(cè)位置處，使其軸線平行于道路的中線，為了能夠及時地把地表積水匯聚到蓄水池里面，還需要在排水溝、邊溝中設(shè)置縱坡。（3）采取路基防水措施。在鋪設(shè)路基的過程當(dāng)中，選擇合適的防水材料摻加進去，同時，選擇質(zhì)量較好的防水土工布鋪設(shè)在路基的表面，以此來保持路基內(nèi)部的水環(huán)境處于一個穩(wěn)定水平【2～4】。

3.2 基本參數(shù)

在設(shè)計防排結(jié)合式防水方案的過程中，有必要對溝渠的設(shè)計流量、溝渠管道的底部縱坡以及主要設(shè)施截面尺寸等參數(shù)進行合理的計算，本節(jié)主要對設(shè)計降雨重現(xiàn)期、溝渠與溝管底部縱坡的確定進行了介紹。

3.2.1 設(shè)計降雨重現(xiàn)期

在進行道路工程防水建設(shè)的過程中，無論是確定道路的防水等級，還是確定防水與排水設(shè)施的形式、尺寸等，都需要以設(shè)計降雨重現(xiàn)期作為重要考量參數(shù)。在JTG/T D33—2012《公路排水設(shè)計規(guī)范》中嚴格明確了設(shè)計降雨重現(xiàn)期在不同公路等級與不同排水設(shè)施條件下的取值范圍，其中，規(guī)定在一級公路或者高速公路的截水溝、排水溝以及邊溝的設(shè)計降雨重現(xiàn)期取值范圍為5～10a。本文研究的高速公路工程建設(shè)項目所在地一般雨季時間比較長，而且地形相當(dāng)陡峭復(fù)雜，所以，其設(shè)計降雨重現(xiàn)期取規(guī)定取值范圍中的較大值。對于排水設(shè)施的截面規(guī)格、形式等參數(shù)，可以根據(jù)已定的設(shè)計降雨重現(xiàn)期來予以計算，為確定排水設(shè)施的設(shè)計參數(shù)是否合理，可以通過對設(shè)計流量與排水需求進行比較分析來實現(xiàn)，本文將在施工控制要點部分對此予以分析介紹。

3.2.2 溝渠、溝管的縱坡坡度

在將溝渠截面規(guī)格確定之后，需要通過計算對溝渠的縱坡進行合理設(shè)計，避免溝渠縱坡過大而致使其排水能力不夠，或者溝渠坡度過小而影響排水速度，在計算溝渠底部縱坡的時候，要保證其泄水能力（Qx）超過所對應(yīng)的設(shè)計流量（Qsx），如此方能充分發(fā)揮出溝渠的排水功能。溝渠縱坡坡度的計算公式如下：

式（1）、式（2）中，ix為計算點的縱坡坡度；Fx為計算區(qū)段的集水面積，km2；α 為修正系數(shù)；ψ 為徑流系數(shù)；q為平均降雨強度，mm/min；k為流量模數(shù)。

當(dāng)縱坡坡度滿足上述公式時，則說明所設(shè)置的縱坡坡度是合理的，為保證溝渠底部縱坡的泄水能力始終大于所對應(yīng)的設(shè)計流量，需要用式（3）來對各溝渠溝管的縱坡坡度is進行驗證：

式中，F(xiàn)0為溝渠全長集水面積，km2。

按照式（1）～式（3）來計算并驗證本高速公路工程各溝渠溝管的縱坡坡度，最終結(jié)果如表1 所示。

表1 各溝渠、溝管縱坡坡度設(shè)計值

4 路基防排結(jié)合式防水施工控制要點

4.1 路基防水施工

首先，在路基防水施工的過程中，要摻加一定比例的防水瀝青，摻加比例根據(jù)現(xiàn)場試驗來定。其次，要對路基的壓實度進行嚴格的控制，在采用機械方式碾壓路基的時候，要從路基的兩側(cè)依次向中間進行，并且要按照“先慢后快、先輕后重”的要求來進行碾壓，彼此鄰近的碾壓段的縱向重疊不得超過2m，要確保碾壓以后的路基含水量在±2%左右，且路基平整沒有明顯的輪跡。最后，要在路基的上表面進行防水土工膜鋪設(shè)，在土工膜的對接處涂抹瀝青來防止密封不嚴。

4.2 排水溝與邊溝施工

排水溝與邊溝的主要用途為將路肩、邊坡處的積水匯集排出。排水溝布設(shè)在路基的兩側(cè)位置處，其斷面為梯形形狀，根據(jù)本高速公路建設(shè)工程所在地的降雨量情況，其斷面深度為80cm，厚度為30cm，底部寬度為80cm，將排水溝的邊坡控制在1.5%左右，兩側(cè)斜坡的比例為1∶1。在進行排水溝開挖施工時，需要嚴格遵循相應(yīng)的設(shè)計尺寸，一旦出現(xiàn)超挖，則需要利用M7.5 漿砌石來填補超挖位置。在安裝排水溝之前，需要在溝底鋪上一層砂漿，以此來避免溝底出現(xiàn)平整性與密實度差的問題，需要注意的是，要先仔細確認坑底無積水以后，方才可以進行預(yù)制排水溝的吊裝。此外，要在排水溝沿線設(shè)置寬度為20mm 的沉降縫，沉降縫的間隔設(shè)為15m，使用M10 砂漿來對接縫處進行勾縫。

邊溝布設(shè)在道路的兩側(cè)位置處，其斷面為矩形形狀，斷面深度為60cm，厚度為30cm。邊溝的施工工藝與排水溝基本相同，不同點主要在于其沉降縫寬度為20mm，沉降縫的間隔設(shè)為30m。

4.3 滲溝施工

為了有效降低地下水位，避免發(fā)生地下水位上升而對路基造成侵蝕的現(xiàn)象，有必要布設(shè)滲溝。在本高速公路工程中通過布設(shè)矩形滲溝來進行地下排水，在路基的下面設(shè)有排水墊層與防水土工布，在滲溝的內(nèi)部設(shè)有土工布包裹的帶孔塑料管，并且利用礫石填充在塑料管與滲溝的空隙處。 為確保整個滲溝結(jié)構(gòu)的可靠性，可通過在滲溝的底部基礎(chǔ)進行混凝土澆筑來實現(xiàn)。在進行滲溝施工的過程中，還需要格外注意的是：（1）要合理確定滲溝的埋設(shè)深度，務(wù)必確保其頂部高于原有地下水位，若是地下水為層間水，則需要將滲溝底端設(shè)在透水層的上方；（2）為了避免在滲溝的內(nèi)部進入大粒徑的雜物，需要在滲溝的底端裝設(shè)反濾層，反濾層由下至上依次鋪設(shè)不同粒徑的砂石、碎石、中砂、礫石等，粒徑以4∶1 的比例逐層減小【5】。

4.4 截水溝施工

截水溝的主要作用為將路基上方的來水截斷，其一般設(shè)于路塹段的上部位置處。本工程所采用的截水溝斷面為矩形形狀，厚度為30cm，深度為50cm，材料使用M7.5 漿砌片石。在進行截水溝施工時需要控制的要點包括：（1）要嚴格遵循設(shè)計方案來進行溝槽開挖，確保尺寸規(guī)格等符合設(shè)計要求；（2）要將截水溝溝槽清理干凈，保持其干燥密實；（3）要使用擠漿法來進行砌筑施工；（4）要設(shè)置與截水溝同向的沉降縫，其間距為50m；（5）要截水溝砂漿終凝以后實施灑水養(yǎng)護，時間為1～2 周。

5 結(jié)語

綜上所述，在進行高速公路路基防排結(jié)合式防水設(shè)計與施工的過程中，需要結(jié)合相關(guān)規(guī)范與工程實際，對溝渠的設(shè)計流量、溝渠管道的底部縱坡、主要設(shè)施截面尺寸以及設(shè)計降雨重現(xiàn)期等參數(shù)進行計算，根據(jù)設(shè)計方案嚴格把控施工過程。實踐證明，本文所研究的防水設(shè)計防范與施工控制方法取得了顯著的效果，可為其他高速公路路基防水設(shè)計施工提供借鑒。