肖隆妍、吳強

（1.贛州市綜合交通運行指揮中心，江西贛州341000；2.贛州市公路發(fā)展中心直屬分中心，江西贛州341000）

0 引言

公路路基作為公路的主體，主要是由土體構(gòu)成的。由于受到地下水的影響容易導(dǎo)致土體強度降低，從而損害路基的穩(wěn)定性，產(chǎn)生公路斷裂、龜裂、上層剝落等問題，給后期維修和養(yǎng)護帶來極大的工作壓力。因此，在進(jìn)行路基設(shè)計的時候，要考慮如何降低地下水對路基的影響，延長公路的使用壽命。

1 公路路基排水的設(shè)計原則

1.1 結(jié)合環(huán)境，進(jìn)行設(shè)計

在路基設(shè)計之前，設(shè)計人員需要對現(xiàn)場環(huán)境深入調(diào)研，并將公路設(shè)計與當(dāng)?shù)刭Y源結(jié)合，發(fā)揮當(dāng)?shù)刭Y源的優(yōu)勢。在遇到農(nóng)田地形的時候，要考慮農(nóng)田排水量相對較大，路基設(shè)計要增加排水管道數(shù)量或擴大排水管道直徑，以提高路基的排水能力。為了防止排水管道過于集中，需要避免將邊溝作為農(nóng)田的用水渠道。

1.2 因地制宜，利用自然環(huán)境

在路基設(shè)計中，設(shè)計人員需要考慮當(dāng)?shù)貙嶋H情況，充分分析地形形態(tài)和地下水的位置。在排水管設(shè)計的時候，不能集中排放，而是應(yīng)該疏散，堅持就近分流的原則。

1.3 分析地質(zhì)對公路路基的影響

在路基設(shè)計中，要考慮地質(zhì)對公路路基的影響。對于排水量要求較大的地質(zhì)，要使各個排水管道相互配合，并將地面排水系統(tǒng)與路基排水系統(tǒng)結(jié)合，從而提高路基的排水性能[1]；在遇到橋梁、涵洞的時候，要將排水管道與橋梁涵洞結(jié)合，提高排水效率。對于土質(zhì)松軟的地質(zhì)，應(yīng)該進(jìn)行加固修筑；對于坡度較陡的路段，應(yīng)該采取排水系統(tǒng)防護修筑措施。

1.4 加強環(huán)境保護

在路基排水設(shè)計的時候，不僅要考慮工程需要，還要著重考慮當(dāng)?shù)丨h(huán)境，不能對當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境造成破壞。在建設(shè)過程中，要對各種資源進(jìn)行整體規(guī)劃，合理分配，盡量節(jié)約資源，減少修筑公路對當(dāng)?shù)刭Y源造成的浪費或者污染。

2 水對公路路基的危害

2.1 地面水對公路路基的危害

地面水對公路路基的危害主要是指水通過滲透的方式進(jìn)入路基，從而降低了路基的穩(wěn)定性。如果地面水沒有及時排出，就會導(dǎo)致路面積水，影響路基的強度。在長期的使用過程中，會導(dǎo)致路面出現(xiàn)一系列病害，從而影響道路的使用[2]。

2.2 地下水對公路路基的危害

地下水的危害主要是指地下水提高了路基的濕度，從而對路基產(chǎn)生破壞。當(dāng)?shù)叵滤簧仙臅r候，會導(dǎo)致路基含水量增加，影響路基的強度，嚴(yán)重的會導(dǎo)致路基出現(xiàn)沉降現(xiàn)象。而且在冬季的時候，由于含水量過大，當(dāng)出現(xiàn)寒冷天氣的時候會發(fā)生凍結(jié)，導(dǎo)致路基出現(xiàn)凍害隱患。

3 公路路基排水的設(shè)計方案研究

3.1 路堤邊坡的排水設(shè)計

在建設(shè)路堤的時候，需要加強邊坡防護。在實際施工中，常采用網(wǎng)格護坡、實體護坡、拱形骨架護坡等方法。為了防止地面水對路堤造成沖刷，需要設(shè)置隔水帶將水排出路基。在使用拱形骨架護坡的時候，可將排水系統(tǒng)與拱形骨架護坡結(jié)合，起到促進(jìn)排水的作用。

3.2 挖方邊坡的排水設(shè)計

挖方邊坡是在公路建設(shè)中常見的現(xiàn)象。在挖方邊坡時，很容易受到雨水的侵蝕，如果排水不及時，就會對坡面造成嚴(yán)重的沖刷，甚至可能導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，發(fā)生坍塌。因此，在挖方邊坡施工中，需要加強生態(tài)防護，并設(shè)計排水系統(tǒng)[3]。在坡頂處應(yīng)該設(shè)計截水溝，使地面水通過截水溝引流排出，從而減少水流對坡面造成的沖刷，且在每一節(jié)挖方邊坡平臺都需要設(shè)置截水溝，防止水流對邊坡造成不良影響。

3.3 地下的排水設(shè)計

地下排水設(shè)計方案主要是指將土體內(nèi)部的水排出或者將其隔離，控制路基的含水率符合設(shè)計要求，從而提高路基的穩(wěn)定性。當(dāng)遇到含水地層的時候，設(shè)計人員需要對地下水進(jìn)行攔截和排放。如果地下水較淺，且沒有固定的含水層，需要設(shè)計暗溝、隔離層或排水墊層；如果地下水較深，需要采用滲井的方式進(jìn)行排水。將地下水集中到滲井中，再通過抽水設(shè)備排出地面。

4 公路路基地面排水設(shè)施的要點分析

4.1 邊溝的設(shè)計

公路路基邊溝通常設(shè)置在挖方邊坡的坡腳處，邊溝的作用是匯集地面表層的水，并進(jìn)行集中排放。在公路路基設(shè)計的時候，設(shè)計人員需要對地質(zhì)條件進(jìn)行分析，對于不同的地質(zhì)，需要采用不同的斷面形式。在普通挖方中，可以采用矩形斷面或者梯形斷面；如果路基材料為砂石類，可以采用L 型斷面[4]；在經(jīng)過村鎮(zhèn)路段的時候，應(yīng)該根據(jù)實際情況，采用帶有蓋板的矩形斷面，以保證行車安全。在整個施工路段中，邊溝的斷面形式應(yīng)該保持統(tǒng)一。邊溝應(yīng)與路塹縱坡坡度保持一致，邊溝的長度應(yīng)該盡量短，可設(shè)置邊溝井，將井中的水引入涵洞進(jìn)行集中排放。

4.2 截水溝的設(shè)計

截水溝的主要作用是對坡頂?shù)乃M(jìn)行攔截，防止坡頂?shù)乃畬ζ旅嬖斐蓻_刷。在設(shè)計截水溝的時候，應(yīng)該根據(jù)匯水面積和地形條件，綜合各種因素進(jìn)行設(shè)計。路基截水溝的設(shè)計主要包括平臺截水溝和坡頂截水溝。挖方路塹主要采用坡頂截水溝，截水溝的距離與坡口距離不小于5m，截水溝的外側(cè)還應(yīng)該進(jìn)行防滲處理。砂石類土質(zhì)挖方邊坡可不設(shè)置平臺截水溝，但是在土質(zhì)路基挖方邊坡的時候，需要設(shè)置平臺截水溝，對坡面水進(jìn)行攔截、收集，使地面水排入下一級平臺的截水溝中，防止水流對坡面造成沖刷。

4.3 急流槽的設(shè)計

對于坡度大于10%的路基，應(yīng)該設(shè)計急流槽。急流槽屬于一種特殊形式的地面排水設(shè)施，能夠有效降低水流對路基造成的負(fù)面影響。在設(shè)計急流槽的時候，要因地制宜，結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境和地質(zhì)特點，并采取防滑措施，保證節(jié)流槽的穩(wěn)定性，可設(shè)置凸榫或者防滑平臺[5]。對于凸榫處應(yīng)該采用砌石塊的方式加固，防止水流沖擊力過大造成影響。

4.4 排水溝的設(shè)計

排水溝是路基建設(shè)中的重要內(nèi)容，其主要作用是將邊溝、截水溝以及低洼處的水排至路基范圍以外，并通過與其他排水設(shè)施連接，避免水流對路基造成影響。在設(shè)計排水溝的時候，應(yīng)該考慮溝底縱坡坡度，采用梯形斷面方式。對于易受到水流沖刷的排水溝，應(yīng)采取加固措施。溝渠加固類型與溝底縱坡關(guān)系見表1。

表1 溝渠加固類型與溝底縱坡關(guān)系

4.5 蒸發(fā)池的設(shè)計

在公路施工中，也可能遇到氣候干燥或排水困難的低洼路段，這時就需要設(shè)置蒸發(fā)池。在設(shè)計蒸發(fā)池的時候，需要注意以下幾點：一是蒸發(fā)池設(shè)計水位應(yīng)低于排水溝溝底。二是蒸發(fā)池與路基要保持不小于5m 的距離。對于濕陷性黃土地區(qū)，其距離應(yīng)該適當(dāng)增加，且不小于黃土濕陷的半徑，以保證路基穩(wěn)定性，提高路基安全性。另外，在設(shè)計蒸發(fā)池容量的時候，應(yīng)該根據(jù)氣候條件合理計算，保證蒸發(fā)池不會出現(xiàn)沼澤化。在蒸發(fā)池的周圍，需要設(shè)置安全防護措施，防止出現(xiàn)溺水事故。

5 公路路基地下排水設(shè)施的施工要點

當(dāng)路基地下水位較高的時候，會影響到路基強度和邊坡的穩(wěn)定性，這時應(yīng)該設(shè)置暗溝、滲溝、檢查井，以促進(jìn)地下水排放。在公路路基排水施工中，需要采取溝槽開挖、鋪設(shè)底漿、砌筑瓷磚等措施，其施工要點包括：其一，在溝槽開挖時，要采用人工結(jié)合機械的方式。當(dāng)機械開挖至溝底距設(shè)計標(biāo)高20～30cm 的時候，需要停止機械開挖，換用人工進(jìn)行開挖。遇到土質(zhì)不良的情況，需要采用換填的方式[6]。在施工中，應(yīng)該避免超挖。在開挖過程中，需要對開挖高程進(jìn)行實時監(jiān)測，驗收合格后才能進(jìn)行下一道工序。其二，鋪設(shè)底漿的主要目的是防滲，因此在鋪設(shè)底漿的時候，要控制底漿的原材料，保證質(zhì)量符合要求，并合理控制底漿的厚度，避免地下水滲出。其三，在進(jìn)行石磚砌筑的時候，首先選擇合格的材料，磚塊的厚度不低于15cm，磚塊結(jié)構(gòu)密實、無裂紋。另外，應(yīng)該選擇中粗砂作為砂漿材料，并控制含泥量。在攪拌的時候，要保證攪拌均勻，不得出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

6 公路路基排水的施工問題

6.1 拐彎路段排水施工問題

拐彎路段是路基施工中不可避免的。在對拐彎路段路基進(jìn)行施工的時候，所設(shè)計的排水設(shè)施也需要拐彎。排水溝分為直線型、轉(zhuǎn)彎型、平順線型三種，通過合理設(shè)計，可以加強水流疏散。但是在急轉(zhuǎn)彎處不應(yīng)設(shè)置排水溝，否則就會導(dǎo)致水長時間停留在溝中，對路基造成破壞。由于水的浸泡容易對路基造成破壞，削弱了路基的強度和穩(wěn)定性，因此在轉(zhuǎn)彎處設(shè)計排水溝的時候，應(yīng)該保證排水溝的半徑大于10m，控制在500m 的圓弧形內(nèi)。這樣可以提高路基排水性能，使積水能夠在短時間內(nèi)排出，避免對路基造成不良影響。

6.2 路塹邊的排水施工問題

當(dāng)遇到路塹的時候，會有來自高地或山林的流水對路基造成沖擊，這時需要設(shè)計截水溝。在設(shè)計截水溝的時候，應(yīng)該根據(jù)地質(zhì)狀況和水流情況合理設(shè)計，以免水流對路基造成浸泡或沖刷，影響路基的強度和穩(wěn)定性。

6.3 其他路段路基施工問題

路基施工過程十分復(fù)雜，會遇到各種各樣的問題。因此，在施工前，設(shè)計人員需要加強環(huán)境調(diào)研，合理規(guī)劃，科學(xué)設(shè)計。在施工過程中，要將人力、物力、資源集中在相應(yīng)的施工路段，避免人員松散，拉長戰(zhàn)線，造成資源浪費。另外，應(yīng)該在施工前，修建便道。在雨季的時候，要確定土場的位置，以便施工使用。對于施工中所使用的特殊材料，要加強儲存和做好防雨措施。要合理安排工程量，控制好每一步，循序漸進(jìn)，保證施工質(zhì)量。

7 公路路基排水設(shè)計的主要內(nèi)容及步驟

在公路路基排水設(shè)計的時候，設(shè)計人員需要依據(jù)公路等級及排水類型確定設(shè)計內(nèi)容和步驟，具體分為以下幾個方面。

7.1 采集數(shù)據(jù)

設(shè)計人員需要充分考慮當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和社會環(huán)境。自然環(huán)境著重考慮公路路基地形地貌、河流、湖泊、土壤類型、土壤性質(zhì)等。另外，還需要分析植物生態(tài)分布狀況、地下水類型和水流速度、泉水位置、雨水流量等。社會環(huán)境包括公路路基土地的使用狀況、城市發(fā)展規(guī)劃、土地開發(fā)、水土保護措施、防風(fēng)排水等。

7.2 公路路基排水設(shè)施布設(shè)

在設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要合理設(shè)計溝渠、進(jìn)水口、管道、透水管、出水口、集水井等排水設(shè)施，通過匯集、排放、攔截、輸送等方式，對地下水和地表水進(jìn)行處理，形成排水系統(tǒng)，從而保證公路路基免受水的浸泡。

7.3 加強公路路基沿線水文狀況分析

工作人員需要根據(jù)公路路基沿線地段，分析氣象、水文等，并估算需排泄量，設(shè)計合理的徑流量。

7.4 合理設(shè)計排水系統(tǒng)

通過對地質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)勘查、計算水力以及根據(jù)公路路基維護需求，合理設(shè)計排水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

7.5 正確計算排水系統(tǒng)水力

通過分析公路路基沿線狀況，計算水流徑流量，科學(xué)設(shè)計排水系統(tǒng)水力，保證各項排水設(shè)施能夠滿足斷面所需。同時還需要進(jìn)行相應(yīng)的檢驗，保證水流流速位于設(shè)計允許范圍內(nèi)。

7.6 設(shè)計排水系統(tǒng)沖刷防護措施

在如出水口、進(jìn)水口等水流速度較快的地方，需要設(shè)計相應(yīng)的防護措施。

8 公路路基不同路段的排水設(shè)計

8.1 不同坡度路段的路基排水設(shè)計

路基排水設(shè)計需要根據(jù)坡度的高低，采取不同的設(shè)計方案。對于坡度較低的路段，可以采取分散慢流的方式，使用混凝土作為路緣石，并將路坡積累的雨水引流到邊溝中，避免路基受到雨水的浸泡。對于坡度較高的路段，在進(jìn)行設(shè)計的時候，要充分分析當(dāng)?shù)氐慕邓?，并結(jié)合坡度需求進(jìn)行設(shè)計，采取邊溝填筑的方法，提高溝渠的排水性能。

8.2 土質(zhì)松軟的路基排水設(shè)計

對于土質(zhì)松軟的地段，首先需要考慮如何將水引流出來，防止水對路基產(chǎn)生浸泡，影響路基的穩(wěn)定性。在設(shè)計時，需要通過設(shè)計排水層、隔水層、滲水層，提高路基的防水性能，使雨水能夠快速排出路基，提高路基的穩(wěn)定性。

8.3 地下水位較淺的路基設(shè)計排水設(shè)計

對于地下水位較淺的路段，設(shè)計人員需要重點關(guān)注路基的隔水性，并設(shè)計出一套行之有效的防護措施，避免路基長時間受到雨水的浸泡。可以采用修筑鋪墊層的方式，阻止雨水與路基接觸，提高路基的穩(wěn)定性。

9 結(jié)語

總而言之，在公路路基設(shè)計的時候，設(shè)計人員需要加強水流對路基造成的影響分析，避免路基受到水的浸泡和沖擊，影響路基的使用壽命。在路基排水設(shè)計的時候，設(shè)計人員要統(tǒng)籌規(guī)劃，加強環(huán)境調(diào)研，并結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源，做到因地制宜，科學(xué)設(shè)計排水措施，保證設(shè)計方案的合理性，以提高公路使用性能，延長公路的使用壽命。