排水路面在高速公路改扩建项目的应用与研究

排水路面在高速公路改扩建项目的应用与研究

赖香贵

（广东省高速公路有限公司开阳扩建管理处 开平 529300）

摘要：开阳高速公路改扩建项目建成通车后，发现局部路段路面雨天排水不畅的情况。结合项目实际情况，经研究分析，采取了相应措施优化完善路面排水，并取得了较好的效果，希望对高速公路路面排水不畅的处治起到一些参考、借鉴作用。

关键词：排水路面；高速公路；应用与研究

1.研究背景与分析

开阳高速公路改扩建项目为双向四车道改八车道项目，扩建后路幅较宽，局部路段在暴雨季节期间存在路面排水不畅的情况，严重影响行车安全，究其原因主要为改扩建项目八车道以上大宽度路面排水较以往四车道、六车道路面的排水效率低，局部路段合成坡度较小，局部路段位于超高横坡渐变段、凹曲线底部以及长纵坡底部，造成路面排水不及时，水膜过厚，当路面排水路径过长或水膜厚度较大时，容易引起车轮发生部分或完全水滑的现象，进而导致车辆失稳或失控等安全风险。

结合同期改扩建项目路面排水情况进行研究分析，路面排水不畅问题原因总体可归结为：

1.1超高过渡段：一是超高段尤其是超高渐变段零横坡段未加强路面排水设计；二是超高渐变段横坡施工精度不高。

1.2长陡纵坡路段、凹曲线底部路段：一是凹曲线两侧纵坡或长陡坡排水路径长；二是凹曲线底部汇水量大，不能及时排水。

1.3超高段内侧：一是桥梁段超车道内侧或因泄水孔间距大，或因泄水孔偏小、格栅间距过密被堵塞等；二是既有纵向及横向排水通道过小，或者未按设计施工，或者已被堵塞。

1.4其他：其中主要有设置了新泽西护栏的路段（包括路基挡墙段和桥梁段），或因泄水孔间距大，或因泄水孔偏小、格栅间距过密被堵塞等；还有局部施工误差或沉降的路段。

2.开阳扩建项目排水路面的应用经验

2.1设计阶段对于排水路面的应用

项目原设计对合成坡度小于0.5%以下路段设置PAC-13排水路面加速路面排水，共设置PAC-13排水路面6.764km。

2.2排水路面的检验及完善

在项目通车后的2年内，发现大部分纵坡较大的超高渐变段存在排水不畅现象，通过监测、排查，发现合成坡小于1%的路段，特别是超高横坡过渡段、凹曲线底部等容易积水，项目结合交警、路政部门的意见综合研判，针对积水路段，项目于2022年-2023年期间相继增设了11段排水路面，共设置3.276km排水路面，进一步增强路面排水能力，提高车辆行驶安全性，完善本项目的路面排水设计，其中典型路段如：

（1)广州方向K3278+000-400（漠阳江西大桥），桥尾汇水至路基零横坡点，第一、二车道积水；桥头汇水向路基段零横坡位置（纵坡6.7‰）形成一条从第一车道斜向流向第四车道的路面排水通道。

此路段加铺排水路面后，不再有水膜反光现象，2021年路段统计雨天事故29单，加铺后2022年前8月雨天事故为0。

(2)K3249+400湛江方向超高渐变段，横坡+2~-2%，纵坡0.697%下坡。

此路段加铺前容易发生车辆打滑事故，加铺后不再打滑。  

(3)K3248-K3247广州方向超高渐变段，横坡+2~-2%，纵坡2.8%上坡。

该路段加铺后，部分消除水膜反光，仍有打滑现象，由于纵坡过大，汇水面积过大，4cm厚排水路面不足以及时排水，需提出进一步的解决方案，如增加排水路面厚度或增设路面排水明沟，如下图：

2.3排水路面施工管理经验

（1）完善附属配套设施。如超高路段内侧纵向排水沟盖板间隙设置5cm排水槽，以加快面层排水；正常填方段外侧土路肩设置4%排水横坡，并铺筑10cmC20混凝土垫层，外侧砌筑5cm拦水埂。

（2）严格控制施工质量。如粘层施工前对摊铺工作面进行全面清理，确保路面洁净、干燥；强化PAC-13混合料生产、运输、摊铺管理，确保材料各项指标满足要求。

2.4排水路面设置效果及评价

通车后一年，开阳扩建管理处委托广东交科检测有限公司对全线路面横向力及排水路面PAC13技术评价进行专项检测并得出以下结论：全线路面横向力系数SFC合格率均大于80%，整体合格；PAC13排水路面整体结构层及排水效果良好，开阳扩建项目排水路面的设置行之有效。

3.其它项目排水路面的应用情况

省内外各项目路面排水优化方案主要有铺筑排水路面、设置横向排水槽、优化平纵设计、超高渐变零坡段优化设计、互通匝道鼻端设置纵向截水沟等几种。如阳茂扩建项目设置横向排水槽（UHPC“Ω型”横向槽）解决路段存在的排水路径过长问题；茂湛扩建项目针对超宽路幅排水路径过长的问题，在互通匝道鼻端设置纵向截水沟排水。

UHPC“Ω型”横向槽

互通匝道鼻端设置纵向截水沟

4.优化路面排水相关建议

4.1落实路面排水检查及针对性措施

（1）开展路面排水专项检查工作。重点对合成坡较小路段、超高横坡渐变段、凹曲线底部及长陡纵坡底部进行检查。依据施工图设计文件和路面测量数据资料，结合地区降雨强度、路面构造深度等因素，对全线路面双向排水和水膜厚度进行系统性检查、检验和评价。

（2）开展针对性排水措施设计。按照系统性检查结果，进行针对性排水措施设计，提出更有效、实操性强、性价比高的实施方案。

（3）对重点路段做好相关措施。对于超高过渡段、凹形竖曲线段等易出现排水不畅问题的路段，在路面施工过程中，应加强测量与提高施工精度，在施工完成后应进行纵横坡复核；对于超高路段，中分带排水沟应在设计计算长度基础上，沿水流方向适当延长15米左右。

4.2持续做好排水路面养护

（1）排水沥青路面日常养护

排水沥青路面日常养护与传统密级配沥青路面基本相同，对轻微裂缝可进行灌封处治，对重刮痕、坑槽、水损害、贯穿裂缝等需要铣刨后修补，小面积范围内不致使路面阻水的可回填密级配沥青混合料，大面积范围内可回填排水混合料热料或排水沥青混合料冷补料。

（2）排水沥青路面预防性养护

排水路面一般不需要特殊的预防性养护，若担心出现飞散、掉粒等病害，需对路面功能进行分析和预判后做预防性养护，可在通车运营5-8年左右，在路面均匀喷洒预防性养护材料或水性环氧树脂，以稳固路面有掉粒迹象的集料颗粒，并增强路面内部集料间的粘聚力，在保留路面渗水功能的前提下进一步延长路面的使用寿命。

（3）排水沥青路面孔隙维护

首先，如排水路面段落设置过短（约200m），孔隙易堵塞；如设置长度增加至1000m左右，排水通道即不易在横坡零点堵塞。

其次，建议在通车运营超过3-5年，可根据路面孔隙堵塞的观测和路面渗水系数的检测情况，在渗水性能下降到某一阈值时采取适当的措施进行孔隙恢复处治，一般可以用全线渗水系数普遍小于3600ml/min作为路面孔隙清洗维护的临界值。

当路面堵塞情况不严重时，可采用高压水枪清洗路面，以恢复路面孔隙的渗水性能。反之，宜采用排水沥青路面专用清孔设备，通过高压水及真空泵吸的作用，对排水性沥青路面内部的灰尘、泥沙等堵塞杂物的清理和回收，实现对排水性沥青路面的功能性养护。

参考文献：

[1]罗臣松.高速公路路面防排水设计要点[J].交通世界（上旬刊）.2017,(11)

[2]郭春荣,梁烜荣.高速公路路基路面排水设计[J].交通世界（工程技术）.2015,(10)

[3]陈昕.高速公路排水设计浅谈[J].河南科技,2005,(3).34-35.