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        瀝青公路路基路面排水設(shè)計(jì)研究

        2021-01-06 10:58:27趙壽基
        黑龍江交通科技 2021年11期
        關(guān)鍵詞:滲溝邊溝路堤

        趙壽基

        (山西交通控股集團(tuán)有限公司朔州高速公路分公司,山西 朔州 036000)

        1 排水設(shè)計(jì)目的、要求與原則

        路基路面排水設(shè)計(jì)的目的為保證路基始終處在干燥狀態(tài),防止因水長(zhǎng)時(shí)間浸泡導(dǎo)致失穩(wěn)或破壞。排水設(shè)計(jì)的基本要求為:首先要將水源查明,做好規(guī)劃,在重視防水的同時(shí),做到防治兼顧;在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中,還應(yīng)與農(nóng)田水利建設(shè)良好配合;注重經(jīng)濟(jì)性,保證所用排水設(shè)施的經(jīng)濟(jì)適用性。

        在路基路面排水設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)格遵循以下各項(xiàng)基本原則。

        (1)雨水需在路面橫坡作用下進(jìn)入兩側(cè)排水溝,防止在行車道路面之內(nèi)產(chǎn)生積水。

        (2)當(dāng)路線縱坡實(shí)際匯水量較小、路堤高度較低且邊坡表面不會(huì)被雨水沖水時(shí),則可通過(guò)在路堤邊坡進(jìn)行橫向漫流來(lái)排除積水。

        (3)若路堤高度較大,且邊坡表面缺乏防護(hù)措施容易被積水沖刷,或邊坡表面雖然采取了一些防護(hù)措施但依然可能被積水沖刷,則需要在路肩的外側(cè)邊緣進(jìn)行攔水帶的設(shè)置,以此使路表面上的積水匯集,接著通過(guò)急流槽與泄水口從路堤范圍內(nèi)排出。

        (4)當(dāng)采用攔水帶對(duì)積水進(jìn)行匯集時(shí),對(duì)于過(guò)水?dāng)嗝娣秶鷥?nèi)的水,當(dāng)公路技術(shù)等級(jí)為Ⅰ級(jí)及以上時(shí),不可漫過(guò)最右側(cè)行車道的外邊緣,當(dāng)公路技術(shù)等級(jí)為Ⅱ級(jí)及以下時(shí),則不可漫過(guò)最右側(cè)行車道上的中心線。

        2 排水設(shè)計(jì)方案

        如果路基的橫斷面是路塹,則橫向排流水在邊溝中匯集;而如果路基的橫斷面是路堤,則可采用下列兩種方式來(lái)排水:第一種方式為使積水通過(guò)橫向漫流分散排放至堤坡面;第二種方式為在路肩外側(cè)邊緣進(jìn)行攔水帶的設(shè)置,使水匯集到攔水帶與路肩形成的過(guò)水?dāng)嗝嬷?,之后通過(guò)按照一定間隔距離設(shè)置的急流槽與泄水口從路堤范圍內(nèi)排出。當(dāng)匯水量較小、路堤高度不大、縱坡有差異且邊坡抗沖刷能力相對(duì)較強(qiáng)時(shí),優(yōu)先考慮第一種方式進(jìn)行排水;當(dāng)表面水可能對(duì)路堤邊坡表面造成沖刷時(shí),需將水匯集到攔水帶范圍內(nèi),然后采用急流槽與泄水口進(jìn)行集中排放。

        2.1 路基排水

        (1)暗溝

        暗溝的作用在于將路基內(nèi)所有泉水或匯集于滲溝內(nèi)的水集中排除,并沒(méi)有匯水與滲水的功能,在沿途封閉。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意,溝底的排水縱坡應(yīng)達(dá)到1%以上,且出水口溝底設(shè)計(jì)標(biāo)高應(yīng)比邊溝內(nèi)水位的最高值高20 cm。常見(jiàn)的暗溝類型包括洞式與管式,具體尺寸大小需要以泉眼的范圍及流量為依據(jù)確定。

        (2)滲溝

        滲溝的作用在于采用滲透方式對(duì)地下水進(jìn)行吸收,進(jìn)而降低區(qū)域內(nèi)的地下水位,對(duì)所有向路基范圍內(nèi)流動(dòng)的地下水進(jìn)行匯集與攔截,同時(shí)在溝底通道作用下使水排除路基以外,在沿途開放設(shè)置。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意,需要根據(jù)區(qū)域地下水位實(shí)際分布情況將其設(shè)置在以下位置:路基上側(cè)上坡、邊溝與路肩路基中線下部等。若按照流量大小,可將滲溝分成以下幾種類型:流量最大的是洞式滲溝,其次是有管滲溝,流量最小的是盲溝,常用的構(gòu)造形式由封閉層、排水層與反濾層三部分構(gòu)成。

        (3)滲井

        滲井的功能在于將無(wú)法排除的地表水或滲入至地下的邊溝水排除,大多采用透水性良好的材料通過(guò)填筑而成,結(jié)構(gòu)類似豎井,其上部為集水部分,下部為排水部分。其中,上部一般為圓柱形(直徑在1.0~1.5 m范圍內(nèi)),也可采用方形,頂部周圍由粘土進(jìn)行圍護(hù),當(dāng)條件允許時(shí),也可采用混凝土蓋板;下部需要從不透水層中完全穿過(guò),并達(dá)到滲透層。在井內(nèi)使用碎石或者是卵石等具有透水性能的材料進(jìn)行填充,在不透水的部分使用砂與礫石進(jìn)行填充。由于滲井屬于豎向排水設(shè)施,有相對(duì)較大的施工難度,且成本也很高,所以通常不輕易使用。

        2.2 中央分隔帶

        (1)當(dāng)寬度在3 m以內(nèi),同時(shí)表面采用鋪面方式進(jìn)行封閉時(shí),需要使表面水進(jìn)入到兩側(cè)行車道范圍內(nèi),坡度大小和路面橫坡度完全一致;對(duì)于超高路段,當(dāng)條件允許時(shí),可在上側(cè)邊緣進(jìn)行泄水口的設(shè)置, 或在內(nèi)側(cè)進(jìn)行集水管的設(shè)置,采用碟形淺溝,用于對(duì)上側(cè)半幅路面上的積水進(jìn)行攔截與排泄。對(duì)于泄水口形式,路緣石過(guò)水?dāng)嗝娼ㄗh使用組合式、開口式與格柵式三種,而碟水淺溝建議使用格柵式。

        (2)當(dāng)寬度超過(guò)3 m,同時(shí)表面沒(méi)有采用鋪面方式進(jìn)行封閉時(shí),需要使表面水在中央低洼部位匯集,然后在縱坡作用下通過(guò)泄水口或在整個(gè)路界上穿過(guò)的橋涵水道排出。在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要注意,分隔帶最大橫坡不能超過(guò)1∶6,而對(duì)于縱向坡度,當(dāng)過(guò)水?dāng)嗝鏇](méi)有采用鋪面的方式進(jìn)行封閉時(shí),應(yīng)達(dá)到0.25%以上,而當(dāng)過(guò)水?dāng)嗝娌捎娩伱娴姆绞竭M(jìn)行封閉時(shí),應(yīng)達(dá)到0.12%以上。

        (3)當(dāng)表面沒(méi)有采用鋪面的方式進(jìn)行封閉,同時(shí)沒(méi)有采用任何排水措施時(shí),則表面水自然下滲,通過(guò)中央分隔帶部位的地下設(shè)施集中排除。

        2.3 路面內(nèi)部排水

        (1)設(shè)置條件

        當(dāng)有以下幾種情況時(shí),有必要進(jìn)行路面內(nèi)部排水設(shè)置。

        ①在年降水量超過(guò)600 mm的地區(qū),路基采用透水性相對(duì)較差(即滲透系數(shù)在5~10 cm/s以內(nèi))的材料填筑而成的重要二級(jí)公路及一級(jí)與高速公路。②在路基兩側(cè)存在滯水,且有可能進(jìn)入到路面結(jié)構(gòu)以內(nèi)。③在冬季冰凍情況比較嚴(yán)重的地區(qū),路基采用粉性土填筑而成的路段。④對(duì)現(xiàn)有路面進(jìn)行改建或必要的改善需將滯留于路基結(jié)構(gòu)中的積水排除時(shí)。

        (2)設(shè)置要求

        在設(shè)置路面內(nèi)部排水的過(guò)程中,應(yīng)注意以下幾方面要求。

        ①對(duì)于設(shè)置在路面內(nèi)部的排水系統(tǒng),所有排水設(shè)施具有的泄水能力都不能比滲入到路面內(nèi)部的實(shí)際水量小,同時(shí)下游排水設(shè)施具有的泄水能力不能比上游小。②對(duì)于路面結(jié)構(gòu)中滲入水實(shí)際滲流時(shí)間,當(dāng)處在冰凍地區(qū)時(shí),應(yīng)控制在1 h以內(nèi),而其它地區(qū)則要控制在2~4 h之內(nèi),當(dāng)路段為重交通時(shí),取小值,相反,當(dāng)路段為輕交通時(shí),取大值。另外,進(jìn)入到路面結(jié)構(gòu)中的水,其滲流路徑長(zhǎng)度需控制在45~60 m范圍內(nèi)。③排水系統(tǒng)所有排水設(shè)施都不能被滲流攜帶的細(xì)料堵住,確保排水系統(tǒng)具有的排水能力不會(huì)由于時(shí)間的不斷推移而快速降低或喪失。

        3 結(jié) 語(yǔ)

        綜上所述,排水一直以來(lái)都是瀝青路面公路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)問(wèn)題,如果排水設(shè)計(jì)不當(dāng),導(dǎo)致大范圍積水,除了影響正常通行,容易引發(fā)安全事故,而且還會(huì)給路基造成很大破壞,進(jìn)而引起路面一系列病害,增加養(yǎng)護(hù)難度與成本。以上對(duì)瀝青路面公路排水設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析,提出了需要遵循的原則及要點(diǎn),旨在為實(shí)際的排水設(shè)計(jì)工作提供參考借鑒。

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