公路路基路面排水设计探讨

公路路基路面排水设计探讨

林兰荣

林兰荣

广西壮族自治区柳州城区公路管理局545005广西柳州

摘要：公路路基是公路的承载基础，路面又直接与大气接触，除了直接承受交通荷载外，还受到自然环境的影响，所以在进行路基路面设计时，如果在排水方面考虑不周的话，就会对路基和面的质量造成影响，影响到公路的强度和稳定性。因此在进行公路设计时，结合公路的设计等级、地形、水文地质和自然环境等因素设计一个良好的排水系统，对公路交通而言具有现实意义。在本文中，首先分析了公路路基路面排水设计应考虑的因素，进而阐述了公路路基路面排水设计的原则，最后分别论述了公路路基排水设计的要点及路面排水设计的要点，以供参考。

关键词：公路；路基；路面；排水设计

1前言

在公路路基路面设计中，水是影响公路质量的一个重要因素。如果在进行路基路面设计时忽略了水对公路的影响，在公路建成使用后，很可能就会出现路表面排水不畅、地下水和地表水渗透进路面结构等现象，从而导致公路路基路面出现剥落、龟裂、坑槽，松散、错台、断裂、翻浆、脱空、沉陷等质量问题，大大影响了公路的承载力、表面平整度和抗滑性等，降低了公路的使用寿命。因此，在进行公路路基路面设计时，则须将水的影响考虑进来，并结合公路等级、水文地质、当地的排灌系统、降水因素等，因地制宜，合理布局，从而完善公路排水设计体系，显著提高公路性能。

2公路路基路面排水设计应考虑的因素

在进行公路路基路面排水设计时，公路等级、地形、水文、地质、当地降水量、自然环境等因素在设计时均应考虑到。而将其统分后，认为在设计时应主要考虑以下两个因素，即：第一，考虑减少农田排灌水和地下水对路基稳定性及公路强度的影响，这种方法俗称路基排水。第二，考虑将路表面的水迅速排出路基外，最大限度地减少雨水对路面和路基的影响，减少因为路表面排水不畅及路表水渗入路基后，对路面造成破坏，对使用性能造成损害，这种排水称为第二类排水。

3公路路基路面排水设计的原则

公路路基路面排水设计的原则，即：（1）结合公路的实际条件，如公路等级、水文和地质等情况，以及当地的排灌系统和自然条件，按照就近分流的原则，使地下水和地表水能及时得到疏散；（2）设计前应对施工地段进行水源与地质条件的详细勘察，对排水系统要进行整体规划。如，路基排水要与桥涵布置相配合、地下排水应与地面排水相配合、各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合。（3）在布设人工沟渠时，要以“防止附近山坡的水土流失，不污染自然水源的性质”为设计原则，以尽可能地减少工程量，避免在公路施工时，还要增设修筑防止边坡水土流失的辅助措施等，从而提高经济效益。（4）要设计利于路面结构内的水迅速排出的设施，以减少水对路面的破坏。（5）在设计时尽可能结合当地的农田水利设施，努力做到公路排水设施不影响、不污染农田水利，农田水利也不会对路基路面产生影响。（6）在满足排水主功能前提下，设计时应结合水文、地质、公路等级等因素，并考虑其设计建成后与自然条件的和谐，提高经济效益。

4公路路基路面排水设计的要点

4.1公路路基排水设计的要点

4.1.1边沟的设计

边沟的设计中是公路路基排水设计的重点，其主要的设计原则是：

1.为避免路基边沟出现积水现象，在设计时主要以填筑式边沟为主。

2.考虑到排水需要，在修筑路基边沟纵坡时，采用浆砌片石修筑，且其纵坡应不小于0.12％。而在设计边沟沟底纵坡时，应尽可能的沿着自然地形确定排水方向，一般不小于0.3%。

3.由于公路沿线设置的涵洞有排涵、灌涵和灌排两用涵这三种类型，在设计时要分别对待。对于需排入排涵的边沟，其边沟底标高不低于涵洞中心的标高；需排入灌涵的边沟，其沟底标高不低于涵顶标高；灌排两用的涵洞应按灌涵要求设置，特殊情况时可适当降低。为防止冲刷涵洞，原则上采用边沟急流槽连接边沟和涵洞洞口。一般情况下边沟尽量少穿越通道，当排水需通过通道排入涵洞时，应优先采用边沟盖板涵，特殊情况下可采用边沟倒虹吸穿越通道。

4.为避免中央分隔带横向排水管因边沟积水而引起倒灌的现象，在设计时，边沟底标高的控制应以该段路肩边缘最低点标高以下大于1.7m为宜。

5.考虑到中央分隔带横向排水管排水要求，边沟底标高不低于路肩标高1.2m，同时要求边沟纵坡不小于0.5％。施工期要求各施工单位必须首先在挖方段边坡顶开挖截水沟以防止路基外侧水进入路基，并且应做好挖方段本身临时排水沟的设置工作。

4.1.2排水沟的设计

在公路路基排水系统中，排水沟具有重要的作用，它连接各种排水设施，将水引排到附近的水道或桥涵中，从而形成完整的排水系统。在设计时，排水沟一般为梯形横断面，尺寸根据设计的流量确定；排水沟的长度不应超过500m。具体的设计范例见图1。

图1排水沟与水道衔接示意图

（1—排水沟；2—其他渠道；3—路基中心线；4—桥涵）

4.1.3截水沟的设计

当路堤边坡上方或路堑流入路基的地表径流量比较大时，应设置拦截地表径流的截水沟。设计时应注意几点：（1）截水沟的设计位置应结合地形、水文、地质等情况合理设置，即一般设在路堑坡顶5m或者路堤坡脚2m以外。（2）截水沟的截面一般为梯形，长度以200-500m之间为宜。若超过500m时，要在其适当位置增设泄水口，并采用急流槽、跌水井等排水构造物进行引排。设计范例见图2。

图2截水沟的横断面图例：a)土沟；b)石沟

4.1.4跌水与急流槽的设计

在重丘及山岭地区的公路路段，山高坡陡，排水沟渠的纵坡比较陡，为了接引水流，降低水的流速，消减能量，防止对路基与桥涵结构物造成危害，经常采用跌水和急流槽。设计范例见图3。

图3跌水构造示意图：1-护墙；2-消力槛

4.2公路路面排水设计的要点

4.2.1中央分隔带的排水设计

中央分隔带排水设计的目的是排除中央分隔带内积水。其设计要点为：

1.考虑到降雨量及中央分隔带的汇水面积，一般将中央分隔带的排水长度设计为两个人手孔之间的间距，一般路段最大间距为180m。

2.当设计底坡小于0.3％时，应设计锯齿形纵向矩形碎石盲沟，并于盲沟底部设置软式透水管和每隔30～50m设置集水槽汇集中央分隔带雨水或渗水。

3.在中央分隔带每隔30～50m处设置一道横向排水管，将盲沟中的水排出路基以外。

4.在中央分隔带内设置2cm厚水泥砂浆层、沥青防渗层及土工布防渗层，防止中央分隔带中水从侧面向路基渗透。

5.在设置凸形的中央分隔带时，为避免降水通过凸型的表面而流到路面上后渗透到分隔带的回填土，在设计时应在分隔带回填土下设置排水暗沟或碎石盲沟，且分隔带两侧每隔100m应交错设置直径20-60cm的横向硬塑排水管，管底纵坡不小于1%。

4.2.2超高路段中央分隔带的排水设计

1.宽度小于3m且表面采用铺面封闭的中央分隔带排水，降落在分隔带上的表面水排向两侧行车道，其坡度与路面的横坡度相同；在超高路段上，可在分隔带上侧边缘处设置缘石或泄水口，或者在分隔带内设置缝隙式圆形集水管或碟形混凝土浅沟和泄水口，以拦截和排泄上侧半幅路面的表面水。缘石过水断面的泄水口可采用开口式，格栅式或组合式；碟形混凝土浅沟的泄水口采用格栅式。

2.宽度大于3m且表面未采用铺面封闭的中央分隔带排水，降落在分隔带上的表面水汇集在分隔带中央的低洼处，并通过纵坡排流到泄水口或横穿路界的桥涵水道中。

3.表面无铺面且未采用表面排水措施的中央分隔带，降落在分隔带上的表面水下渗，由分隔带内的地下排水设施排除。

4.2.3路面结构内部的排水设计

1.设计要求：（1）路面内部排水系统中各项排水设施的泄水能力均应大于渗入路面结构内的水量，且下游排水设施的泄水能力应超过上游排水设施的泄水能力。（2）渗入水在路面结构内的最大渗流时间，冰冻地区不应超过1小时，其它地区不应超过2小时（重交通）～4小时（轻交通）。渗入水在路面结构内的渗流路径长度不宜超过45m～60m。（3）各项排水设施不应被渗流从路面结构、路基或路肩中带来的细料堵塞，以保证系统的排水能力不随时间推移而很快丧失。

2.设计要点：（1）在路面下层设置排水基层，使排入基层的水能从路拱横坡横向渗入路面边缘的集水沟排出；（2）对于超高路段排水基层的自由水，应设置将其引至左侧路缘带下设置的纵向集水沟；（3）对于零填和挖方路段的地下水，在设计时可在路面底基层或基层下增设排水垫层，并满铺至路基边缘，从而使排水层的水能通过路拱横坡横向排至边沟；（4）对于路面结构层的层间水，则在路面面层下设置下封层，并在土路肩下设置纵向碎石渗沟，然后沿路肩宽度满铺，在底部铺设渗土工布，上设反滤土工布，以防止细料等渗入排水沟内而造成堵塞。

5结束语

总而言之，由于水的因素在公路设计和施工中是极其重要的因素之一，因此在公路的设计和建设过程中，一定要将排水设计考虑进去。从影响因素来看，公路路基水、路表水都会破坏公路路基路面，而一旦破坏，就会使公路出现剥落、龟裂、坑槽，松散、错台、断裂、翻浆、脱空、沉陷等质量问题，从而大大降低了公路的使用性能和寿命。因此，在进行公路路基和路面设计时，应结合公路沿线的地质、水文和自然条件等因素，来设计最佳的排水方式，从而最终设计一个经济、合理、美观的排水系统，尽可能地减少水对公路的破坏，提高公路的使用性能，延长其使用寿命。

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