吉世祖 陳琛

海南中交高速公路投資建設有限公司，中國·海南 ?？?570000

1 引言

現(xiàn)階段，高速公路路網建設愈發(fā)完善，在進行高速公路工程施工時，由于建設規(guī)模龐大，工程設計工作量大，使高速公路施工設計要求進一步增加，特別是路基路面排水設計環(huán)節(jié)。一旦排水設計不當，不但會對后續(xù)工程施工產生不利影響，還會使高速公路的路面使用期限縮短，出現(xiàn)相關問題，導致高速公路無法正常運作。為此，設計工作者需要意識到高速公路路基路面排水設計環(huán)節(jié)的必要性，根據實踐經驗，明確應該注意的關鍵問題，確保高速公路路基路面排水設計合理，才能提高高速公路整體施工質量。

2 高速公路路基路面排水設計的原則

2.1 遵循因地制宜基本原則

依照當地的現(xiàn)實情況，做好高速公路路基路面排水設計工作，也可稱之為因地制宜基本原則[1]，此原則要求設計工作者在路基路面排水設計前，對高速公路工程展開現(xiàn)場調查。路基路面排水設計目的是設計出一個可行的排水方式，避免影響高速公路的正常使用，為此設計工作者要根據當地的地質條件、水文條件等情況，并結合各個路段的基本特點，做好設計規(guī)劃工作。在高速公路路基路面排水設計時，設計工作者還要將現(xiàn)場調查內容作為重要參考依據，確保布局設計合理、科學，處理好相應的施工關系，以免產生不利影響。

2.2 遵循合理利用基本原則

在高速公路路基路面排水施工建設中，一旦出現(xiàn)排水設計問題，就會影響整體施工質量，為此，設計工作者想要確保路基路面排水設計不會對其他工程施工造成影響，要將排水設計和農田水利工程基礎設施建設相互融合。在確保當地農田水利工程不會對高速公路路基路面排水設計產生影響的基礎上[2]，設計工作者才能展開后續(xù)的施工設計。為了避免農田水利基礎設施因排水問題，導致高速公路路基路面排水施工進程延誤，設計工作者可將涵管孔徑進一步擴大，使其排水量明顯升高。

2.3 遵循工程與自然相協(xié)調基本原則

在高速公路路基路面排水設計過程中，設計工作者想要盡早完成設計任務，需要確保排水設計與當地自然環(huán)境協(xié)調發(fā)展，不會對自然環(huán)境產生不利影響。同時，還要避免自然災害問題的形成，在高速公路路基路面排水施工建設中，要防止水土流失問題發(fā)生，不可破壞當地天然水系。

3 高速公路路基路面排水設計的要求

排水設計在強化高速公路路基路面穩(wěn)定性與延長路面使用期限方面發(fā)揮積極作用[3]，在設計過程中，需要從以下兩個方面入手：一方面，全面考量控制地下水以及排灌水等對高速公路路基穩(wěn)定性、自身強度等產生的影響，也就是第一類排水；另一方面，全面考量排出路基路面的積水，避免影響高速公路路基結構，也就是第二類排水。其中，針對第一類排水，在設計過程中，可增加填土的高度或者設置隔水墊層的方式。在施工建設期間，通常會開挖許多臨時排水設施，以便將區(qū)域內的地表水及時排出，使區(qū)域地下水位降低，并在基底部位加入適當的石灰或水泥，鋪設厚度保持40cm左右。針對第二類排水，設計內容更多，如路面橫坡或者開挖溝邊等設計，能讓路表水快速排出；對于中間分隔帶位置，設計工作者要進行專門排水裝置設計，如縱向碎石盲溝等，并配以排水管鋪設，讓進入此部位的水快速排出；對于橋梁，通過設計泄水孔將水快速排出；對于已經滲入到面層中的水，需要注重排水管和盲溝的設計，將面層中的水及時排出，以免被水長時間浸泡，縮短高速公路的使用期限。

4 高速公路路基路面的常見類型分析

4.1 路基沉陷與邊坡塌陷類型

路基沉陷作為當前較為多見的高速公路類型之一[4]，詳細劃分可分為兩類，即因表面壓縮引發(fā)沉降、承載力不足引發(fā)沉降。邊坡滑落與塌陷也較為多見，其中部分邊坡無法承受水流長期沖刷或者邊坡自身坡度設計不合理，都會導致邊坡塌陷問題的發(fā)生。

4.2 崩坍與邊坡滑動類型

對于較為特殊的高速公路路段，少數邊坡長期受到風化作用的影響，加之其他外部因素的干擾，容易出現(xiàn)巨大石塊崩塌與滑落問題。一旦高速公路路基路面排水設計不當，會使路基被水完全浸透，進而形成滑動面，導致路基出現(xiàn)滑動現(xiàn)象。

上述都是地表水對路基路面帶來的危害，地表水不但會危害行車安全，還會使高速公路施工質量降低，縮短高速公路的使用期限，而地下水也會影響施工建設，延誤整體施工工期，為此在施工建設期間，設計工作者要加強對地下水的重視。

5 高速公路路基路面排水設計中應該注意的關鍵策略

由于高速公路路基路面排水設計工程施工的位置不同，其重要程度也有明顯差異，且排水類型不盡相同，需要在高速公路路基路面排水設計過程中，做到全面考量，保證高速公路路基路面排水施工有序展開。

5.1 數據的調查及收集工作

數據調查與收集工作需要工作者對高速公路路基路面施工場地展開實踐調查，調查內容為自然環(huán)境、社會情況以及經濟發(fā)展水平等，因高速公路路基路面工程建設與當地生態(tài)環(huán)境、社會經濟發(fā)展有一定關聯(lián)性，需要引起社會部門的高度重視。

5.2 公路排水設施設置工作

高速公路路基路面排水設計工作往往會用到許多功能不同的排水裝置，需要設計工作者遵循實用性基本要求，在地表水與地下水的攔截過程中，運用溝渠等方式，以便提高整體排水效果。

5.3 水文狀況計算分析工作

排水設施的明確往往需要工作者把實際徑流量作為重要參考依據[5]，可見計算當地水文情況是十分重要的一環(huán)，徑流量計算準確，將決定后續(xù)出水口設計方式，并使出水口間距設計的合理性進一步提升。除此之外，工作者也要對其展開數據分析，便于明確排水裝置的尺寸與規(guī)格等。

5.4 開展公路結構設計分析

在高速公路路基路面排水結構設計過程中，設計工作者要對當地的土質條件、土壤情況等展開實踐調查，確保公路結構設計有關的排水設施不出現(xiàn)腐蝕問題，盡量選用堅實耐用的材料，提高高速公路結構設計效果。

6 高速公路路基路面排水設計的關鍵問題分析

6.1 排水邊溝設計中應該注意的關鍵問題

排水溝邊作為高速公路工程建設最為多見的排水設施，溝底坡度、截面大小、截面形狀、表面粗糙程度等作為影響排水能力的主要因素。根據當前工程設計標準，在高速公路路基路面排水設計過程中，排水邊溝要運用梯形明溝的方式，其邊坡坡比按照1∶1 的標準。為此，根據排水設計指導手冊，可根據公式進行排水能力的確定，式中，Q表示排水流量；W表示邊溝斷面面積；C表示排水流速系數；R表示水力半徑；i表示溝底縱坡值。依照高速公路路基路面排水設計工程所處的地理環(huán)境，根據當地最大降雨量，按照流入邊溝中的水無溢出的基本要求，將路基平均填高等參數直接代入公式當中，即可明確匯水的帶寬，并結合邊溝各項參數，計算出路基路面排水長度極限值。例如，某高速公路路基路面排水工程，該路基平均填高為3.6m，通過計算，該路面排水長足極限值處于100～200m，所以根據260m 間隔距離明確排水涵洞的位置，并利用科學計算方式，明確此工程邊溝截面大約為55m。

以上述工程案例為例，因地形起伏明顯，為了滿足路基路面排水要求，并控制工程成本，需要提高邊溝縱坡高度0.3%。由此可見，在高速公路路基路面排水設計時，在滿足要求標準的同時，也要滿足實際施工條件。

高速公路涵洞排水裝置可分為：排涵、灌涵、灌排兩用涵。其中，當水進入連接排涵的排水溝時，其底部標高應該順接涵洞底部標高；當水進入連接灌涵的排水溝時，其底部標高應該順接涵洞底部標高；當水進入連接灌、排兩用涵中的排水溝位置時，其底部標高也應和水順接涵洞底部標高，但是也要結合現(xiàn)實情況，進行有效控制。除此之外，為了避免涵洞長時間受到水的沖刷影響，可通過設計急流槽裝置，將邊溝和涵洞相互連接。

將線路縱斷面和地形條件作為重要依據，對邊溝標高、縱坡方向加以明確，排水方向要結合自然條件、地理條件。在明確邊溝標高過程中，要根據此段路肩邊緣最低位置進行標高，以免在中央分隔帶位置的排水管因邊溝出現(xiàn)積水現(xiàn)象。一旦不符合上述要求時，可將其要求適當放寬，如若另一側溝邊比較低，需要注重單側排水管的設計。

為了符合中央分隔排水的基本要求，排水邊溝底部標高要超過路肩標高1.2m 的標準[6]，且縱坡需超過0.3%。對于后續(xù)高速公路路基路面排水工程施工建設，設計工作者還要在邊坡頂部對截水溝進行開挖處理，避免位于路基外側的水直接沖刷挖方邊坡。

6.2 中央分隔帶排水設計中應該注意的關鍵問題

中央分隔帶作為高速公路建設施工的主要設施，其排水設計目的就是將該區(qū)域內的積水及時排出，并將其分為兩個階段，即施工階段與管理階段。其中，施工階段的排水量在降雨量、匯水面積的影響下，在中央分隔帶中需要進行檢查井，其排水長度也就是檢查井的間距，通常情況下不超過180m。以上述工程設計為例，此工程所在區(qū)域最大降雨量為每分鐘2.89mm，該中央分隔帶設計寬度保持2.2m，能夠將排水能力準確計算出來，即1.67524m，而對于橫向排水管的排水能力計算，要根據的計算公式，其中K表示流量模數，和管道斷面有一定關聯(lián)性；H表示水龍高度；L表示排水管長度。結合相應的設計工作經驗，排水管長度通常設計為15～18m，橫坡為3%，根據上述計算公式，即可得出在降雨量達到最大情況下，排水管管徑要超過250mm 才能符合排水要求。如若提出相應的設計要求，可將排水長度控制在50m，其排水管管徑為75mm。但是在設計過程中，容易面臨許多突發(fā)問題，如中央分隔帶主要在完成基層鋪設施工后展開的，內側邊溝側面過于粗糙，無法與瀝青面層相互黏結，難以形成均勻的防滲層。盡管運用土工布，因出現(xiàn)接縫，也會影響其防水效果。所以，如若出現(xiàn)盲溝積水問題，其側面不能阻止水的滲入。由于高速公路路基路面排水施工質量常常無法有效管控，使排水管實際標高存在一定誤差，以至于上游排水不暢，水滴向低處流淌，但是低處排水管由于包裹土工布，導致排水能力降低，使下游積水現(xiàn)象更加嚴重，影響高速公路路基路面的強度。由于人手孔會對排水造成影響，導致中央分隔帶形成積水，且該部分積水容易滲入人手孔之中，為了解決這一問題，可運用以下方法：如若底坡設計不超過0.3%，斷面設計形狀可采用矩形盲溝方法，并在溝底鋪設透水管，集水槽應按照30～50m的間隔開挖，便于水流聚集。另外，分隔帶還要使用水泥砂漿或者瀝青鋪設防滲層，防滲層厚度應超過2cm，以免側面發(fā)生滲水事故。

7 結語

在高速公路工程項目設計過程中，路基路面排水設計非常關鍵，設計效果將決定工程施工能否有序完成以及后續(xù)正常投入等。在高速公路路基路面排水設計過程中，設計工作者要根據自身的工作經驗，全面考量關鍵問題，以便從源頭上確保路基路面排水設計具有科學性、合理性，提高高速公路路基路面排水施工質量，延長高速公路使用期限。