郭志濱

（張家口市公路工程管理處，河北 張家口075000）

1 引言

高速公路建設(shè)過程，排水問題應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，特別是路基工程，由于土體巖性復(fù)雜多樣，在外界積水以及降雨的長期作用下，會降低公路構(gòu)造物的整體穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，長時間影響下會導(dǎo)致公路病害的產(chǎn)生，縮短公路使用壽命。 另外，既有的公路路基排水設(shè)施在外界因素影響下也會產(chǎn)生病害問題，集中在公路邊溝、截水溝、急流槽、橋涵以及中央分隔帶處， 針對該現(xiàn)象， 不僅需對產(chǎn)生病害的排水設(shè)施予以修復(fù)還原，還應(yīng)結(jié)合實際情況進(jìn)行加固處治，避免淤積、虛土、沖溝等現(xiàn)象產(chǎn)生，確保積水能順利、快速排出公路之外。 本文基于高速公路路基排水設(shè)施病害類型及處治技術(shù)進(jìn)行研究， 圍繞路基排水設(shè)施病害類型、處治措施進(jìn)行展開，并在實際工程中進(jìn)行應(yīng)用分析。

2 常見路基排水設(shè)施病害類型

2.1 邊溝、排水溝

當(dāng)路基邊溝、排水溝自身受到嚴(yán)重破壞，且溝渠底部的漿砌面粗糙度較大時，過往的水流速度會降低，進(jìn)而影響溝渠的排水效果，如圖1 所示。 另外，排水溝、邊溝溝渠漿砌石由于壓實度不足而容易脫離原路基位置，產(chǎn)生溝渠沉陷開裂現(xiàn)象，也會影響溝渠的排水效果。 當(dāng)路基排水溝、邊溝內(nèi)存在明顯的雜物時，會影響溝渠的防沖、防淤等效果，此時路基線形和溝底縱坡保持一致，導(dǎo)致路基邊坡泥沙下滑，造成溝渠產(chǎn)生堵塞。同時，當(dāng)邊溝蓋板上的排水孔存在堵塞現(xiàn)象時（見圖2），會阻止路面積水的順利排出，而當(dāng)蓋板的排水孔孔徑偏小時，降雨后堆積的泥沙淤泥會擁堵泄水孔， 也會嚴(yán)重影響溝渠的排水效果。

圖2 邊溝蓋板泄水孔堵塞

2.2 截水溝

當(dāng)路基截水溝未做好必要的防沖加固措施處理時， 在地表徑流作用下路基邊坡會產(chǎn)生滑動， 長時間后會導(dǎo)致截水溝產(chǎn)生坍塌破損（見圖3），進(jìn)而造成截水溝的排水引流效果欠佳。另外， 路基截水溝與附近棄土堆距離較近時， 在降雨的作用下，棄土堆產(chǎn)生的泥石流會不斷滲透至截水溝中，導(dǎo)致截水溝淤泥堵塞，同時，邊坡上的雜草、碎石也會滾落至截水溝內(nèi)，直接影響其排水效果[1]。 當(dāng)路基截水溝設(shè)計的長度過大、坡度較小，且未能與周邊排水設(shè)施銜接良好時，地表徑流無法快速排出，長時間滯留堆積后導(dǎo)致截水溝結(jié)構(gòu)沖刷嚴(yán)重。

圖3 截水溝垮塌

2.3 急流槽

在高速公路路基邊坡中， 急流槽主要起不同排水設(shè)施徑流匯集的作用，當(dāng)急流槽未充分結(jié)合地形進(jìn)行布置時，急流槽結(jié)構(gòu)底板防沖效果不明顯， 其出水口沖溝會產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞現(xiàn)象，如圖4 所示。 另外，當(dāng)急流槽未進(jìn)行緩沖設(shè)計時，在降雨影響下也會引發(fā)結(jié)構(gòu)沖刷， 進(jìn)而導(dǎo)致路基邊坡穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低[2]。急流槽進(jìn)水口處與截水溝之間銜接不到位且未優(yōu)化加固時，使平緩程度不佳，也會導(dǎo)致水流沖出急流槽，侵蝕并污染周邊環(huán)境。

圖4 急流槽溝底沖刷

2.4 小橋涵

當(dāng)高速公路過水涵洞內(nèi)堆積雜物、樹干、稻草等垃圾較多時（見圖5），會嚴(yán)重影響正常地表徑流的排放引流，使水面增高出現(xiàn)堵塞等，另外，涵洞進(jìn)出水口處堆積有較多泥沙以及垃圾時，也會將邊溝進(jìn)行堵塞。

圖5 涵洞堵塞

2.5 中央分隔帶排水

高速公路的超高漸變段中央分隔帶處的積水流速不高，而當(dāng)路拱坡度以及縱坡較低時，會造成地表徑流排水效果降低現(xiàn)象，此時積水會在中央分隔帶四周堆積（見圖6），長時間下來地面的漫流影響會導(dǎo)致相關(guān)設(shè)施產(chǎn)生水毀現(xiàn)象。 同時，高速公路中央分隔帶內(nèi)埋設(shè)的滲溝容易產(chǎn)生失效，主要原因為滲溝外層的土工布因結(jié)構(gòu)老化而導(dǎo)致自身滲漏效果降低，長時間下來滲溝內(nèi)部產(chǎn)生堵塞而將影響中央分隔帶的正常排水效果。 一般來說，中溝設(shè)置于公路中央分隔帶的兩側(cè)，而當(dāng)中溝中堆滿樹葉和泥沙時，也會影響中央分隔帶的排水引流效果。

圖6 超高漸變段積水

3 工程概況

某高速公路建設(shè)項目全線長94.032 km，雙向6 車道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度為26 m，設(shè)計行車速度為120 km/h，公路荷載等級為Ⅰ級，全線橋隧比為60.3%，路面設(shè)計為瀝青混凝土結(jié)構(gòu)形式。 該高速公路路基工程占比較大，需填方量較多，全線存在多處路基高邊坡，路基防護(hù)多設(shè)計為錨桿框架梁、窗孔式護(hù)面墻以及仰斜式擋土墻等，且設(shè)置有邊溝、排水溝，邊坡上設(shè)置有截水溝以及急流槽。 該高速公路所處地區(qū)全年降雨量較大，為確保公路積水能順利排出流入自然水渠，在適當(dāng)位置還設(shè)有盲溝輔助排水。 為改善路基排水設(shè)施病害，提高排水效果，本文重點(diǎn)對路基排水設(shè)計優(yōu)化進(jìn)行研究。

4 公路路基排水設(shè)施病害處治措施研究

4.1 處治原則

1）當(dāng)公路路基排水設(shè)施受損程度降低時，可直接選用漿砌片石或是C20 混凝土予以加固處理，以還原、修復(fù)原排水設(shè)施正常功能。

2）當(dāng)公路路基排水設(shè)施受損嚴(yán)重時，應(yīng)及時予以拆除，避免形成沖溝、虛土，并選擇適當(dāng)位置進(jìn)行再次修筑，強(qiáng)化排水效果。

3）需設(shè)置排水設(shè)施區(qū)域，應(yīng)結(jié)合實際情況施作相對應(yīng)的排水設(shè)施，如截水溝、跌水井、擋土墻等，并盡量將積水引流至自然水渠中[3]。

4.2 處治措施

4.2.1 因地制宜排水設(shè)計

進(jìn)行排水設(shè)計時，應(yīng)充分結(jié)合道路線形設(shè)計、水文地質(zhì)條件、特殊路基等因素，并對每一處排水設(shè)施進(jìn)行精確的設(shè)計與計算。 另外，應(yīng)著重考慮排水系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合，合理設(shè)計各排水設(shè)施之間的間距， 同時還需合理設(shè)置溝渠之間的高度和線型。 設(shè)計過程中進(jìn)行理論分析計算的同時還應(yīng)進(jìn)行必要的模擬試驗，確保既可滿足排水需求，又能提高質(zhì)量安全。 排水設(shè)施和自然溝谷之間的協(xié)調(diào)性也需重點(diǎn)控制， 外側(cè)的進(jìn)出水口應(yīng)進(jìn)行合理的銜接消能設(shè)計， 確保積水能順利流至農(nóng)田或自然溝谷之中。

4.2.2 采用預(yù)制裝配式溝渠與排水路面技術(shù)

漿砌片石溝渠在高速公路應(yīng)用中較為廣泛， 而漿砌片石容易產(chǎn)生堵塞、破損以及脫落，因此，為改善此現(xiàn)象，可采用新型的裝配式急流槽和邊溝， 達(dá)到快速排水效果的同時減少病害的產(chǎn)生[4]。 針對中央分隔帶匯水漫流問題，可改善排水性瀝青路面內(nèi)部骨架結(jié)構(gòu)， 采用具備排水功能的級配進(jìn)行路面設(shè)計，進(jìn)而提高瀝青路面的抗滑性和排水性，如OGFC 瀝青混凝土。

4.2.3 加強(qiáng)邊坡加固

當(dāng)邊坡無任何防護(hù)，或防護(hù)效果較差時，線形排水設(shè)施僅能匯集部分的坡面徑流， 而其他大部分坡面水會侵蝕破壞排水設(shè)施，同時引發(fā)路面積水，當(dāng)坡面防護(hù)不足時，其坡面土體的整體穩(wěn)定性會降低， 導(dǎo)致溝渠的凈化能力降低而造成溝渠淤積。 常用的邊坡加固措施有圬工、植被防護(hù)等，可有效降低坡面受雨水徑流沖刷影響，降低溝渠淤積程度，同時也加強(qiáng)了路基邊坡的整體穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度[5]。

4.2.4 加強(qiáng)排水設(shè)施養(yǎng)護(hù)管理

影響公路路基排水設(shè)施壽命和質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一是后期養(yǎng)護(hù)管理，在實際養(yǎng)護(hù)中，應(yīng)嚴(yán)格遵照養(yǎng)護(hù)規(guī)范進(jìn)行定期定點(diǎn)的養(yǎng)護(hù)處理，減少后期排水設(shè)施淤積或堵塞現(xiàn)象，另外，養(yǎng)護(hù)技術(shù)人員應(yīng)定期將公路路基排水設(shè)施內(nèi)的雜物予以清除，并對產(chǎn)生病害的排水設(shè)施予以修復(fù)，記錄好養(yǎng)護(hù)維修數(shù)據(jù)，分析病害規(guī)律，以提高排水設(shè)施養(yǎng)護(hù)管理效果。

5 結(jié)語

本文就高速公路路基排水設(shè)施病害類型及處治技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行研究，結(jié)合實際高速公路路基工程，詳細(xì)介紹了高速公路常見的路基排水設(shè)施的病害類型， 重點(diǎn)對路基排水設(shè)施病害處治措施進(jìn)行研究。 研究結(jié)果表明，對存在病害的路基排水設(shè)施進(jìn)行必要的修復(fù)以及加固處理，并加強(qiáng)路基排水設(shè)計管理，可有效提高路基排水效果，避免路面積水以及路基侵蝕，增強(qiáng)路基整體穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。