談公路路基路面排水設計問題及對策

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摘要：公路路基路面在積水狀態(tài)下易發(fā)生水損害現(xiàn)象，誘發(fā)質量問題，不利于車輛的安全通行。鑒于此，文章結合工程實例，首先分析公路路基路面排水設計中的主要問題，再探討相適應的應對策略，體現(xiàn)在排水系統(tǒng)的設計、施工技術的應用等方面，以提高道路排水水平。

關鍵詞：高速公路；路基路面；排水設計

1工程概況

墨江至臨滄高速公路為雙向四車道，路基寬25.5m，設計速度80km/h。項目沿線的地形地勢復雜，氣候條件特殊，局部路段易受到降雨、降雪天氣的持續(xù)性影響，道路的水損害問題較為嚴重。水的來源形式豐富，包含自然降水、冰雪融水以及毛細水，在其共同作用下可見路基存在變形、沉降等質量問題。針對路基、路面分別采取防排水措施，同時輔以中央分隔帶防排水的方法，以現(xiàn)有排水技術為依據，結合工程實際條件，突破性地優(yōu)化施工技術，實現(xiàn)對材料、設備及工藝的升級，以提高排水效果，最大限度緩解路基路面水損害問題。

2高速公路路基排水設計

2.1路基地下

考慮到地下水排水量較小的特點，布設涵洞、暗溝共同參與排水作業(yè)；遇流量較小的地下水時，采用橫向盲溝、縱向滲溝相結合的方法；遇挖方段邊坡地下水時，根據邊坡的結構特點，較適宜采取仰斜式排水孔的方式。

2.2邊坡

在開挖和填筑高度較大、邊坡含豐富土質的條件下，雨水所產生的邊坡沖刷作用較為顯著，若缺乏完善的坡面排水設施，隨時間的延長易加大邊坡的滑塌概率。且在交通繁忙的路段將造成更嚴重的影響，一旦發(fā)生交通安全事故則會造成不可估量的損失[1]。對此，一方面需保證填料的質量滿足要求，另一方面通過可行的方式維持邊坡的穩(wěn)定性，以免出現(xiàn)淺部變形現(xiàn)象。邊坡滑塌如圖1所示。

2.3邊溝

邊溝為高速公路排水設計工作體系中的重點內容，為兼顧技術可行性和經濟效益性的雙重要求，排水邊溝溝底縱坡通常達到0.3%或視實際情況合理增加，且盡可能順應地形地勢而排水，發(fā)揮出自然坡度的排水優(yōu)勢。若路堤邊溝需排入排涵，須嚴格控制邊溝的底標高，為順利排水，則不宜低于涵洞進口標高；而對于排入灌涵的邊溝則要滿足溝底標高不低于涵頂標高的要求[2]。

2.4截水溝

當路塹流入路基的地表徑流量較大時，有必要修筑截水溝，利用該設施攔截地表徑流。在設計初期全面勘查現(xiàn)場環(huán)境，包含地形、水文、植被覆蓋率等，經對比后選擇合適的截水溝修筑區(qū)域。通常，路塹坡頂5m以外可作為截水溝的優(yōu)先設置場所。截水溝的尺寸需根據匯水流量的實際情況合理調整，截面形式以梯形較為合適。

2.5排水溝

排水溝可以實現(xiàn)對水的高效引排，使其到達臨近的水道或橋涵中，通過此類設施的高效聯(lián)通組成穩(wěn)定可行的排水系統(tǒng)[3]。根據工程經驗，排水溝以梯形橫斷面的形式較為合適，以排水量為依據合理控制其尺寸。為保證排水溝與周邊的其他水溝或排水設施相關聯(lián)，通常其長度需達到500m以上，如圖2所示。

3路基路面排水的主要問題分析

3.1排水系統(tǒng)設計缺乏合理性

設計方式不合理是導致公路路基路面遭水損害的關鍵成因[4]。由于未做好設計工作，難以給正式施工提供可靠的指導，導致實際建成的排水設施缺乏可行性。例如，在部分降雨量偏大的路段，若僅采取路肩排水的方法極容易出現(xiàn)路面積水現(xiàn)象。若采取縱向集中式排水的方式則難以有效保證路肩處的穩(wěn)定性，該部分受損害的概率偏大。部分路段的交通運輸量較大，在排水設計方案不合理時，路基路面將受到水損害和車轍病害的雙重影響，受損程度加深，通行服務品質每況愈下。遇平原地區(qū)時，其現(xiàn)場地形較為平坦，不利于高效排水，若設計不合理還將進一步對周邊農田造成不良影響。遇高寒地區(qū)時，氣候條件特殊，路基脹裂問題明顯。諸如此類問題均與排水系統(tǒng)設計不合理有一定程度的關聯(lián)。

3.2施工工藝缺乏可行性

在空隙率偏小的條件下，水滲入路基內部的路徑受阻，進入內部的水量有限，因此無明顯的水損害問題；而在空隙率增加時將形成大量的滲水通道，水易進入路基內部，從而影響路基結構的完整性。基層施工期間，若某部分材料的質量欠佳或是細料分布不均，施工成型的基層易在強度、穩(wěn)定性等方面出現(xiàn)異常，由此增加水損害的發(fā)生概率。此外，施工人員的專業(yè)水平不足也是較為突出的問題，由于難以將施工工藝應用到位，實際建成的路基路面質量無法得到保證，自然不利于排水性能的提升。

4基于公路路基路面排水問題的應對措施

4.1路基排水方面

路基排水是一項系統(tǒng)性的工程，其建設內容包含截水溝、盲溝、邊溝等，通過各類設施的綜合作用有效減少地面水向路基內部的滲透量，從而削弱水對路基路面帶來的影響，使結構維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)[5]。在排水設計工作中，必須以實際情況為立足點，提高設計方案的針對性。以邊溝的設計為例，應優(yōu)先采用梯形邊溝的形式，輔以適量的滲溝，以達到延伸的作用，提高排水效率。若邊溝與通道及涵洞形成交叉，則需要將邊溝水高效匯入周邊的涵洞內，在條件允許時還可輔以灌渠排水的方式。切實提高內部排水設計的靈活性，確保即便存在滲水現(xiàn)象也依然可通過橫向排水槽高效排出，使其轉入路基邊溝內，減小路基內部的水體堆積量、縮短水損害的時間。以項目實際建設條件為立足點，設計路塹地段的排水方式，宜通過蓋板邊溝排水。為保證水的流動具有平順性，在超高地段施工時需要在常規(guī)基礎上加大深度。若存在較明顯的地面橫坡，可以在塹頂迎水側修筑截水溝，使其內邊緣與路塹的距離保持在0.5m左右，具體以矩形溝為宜，寬度和深度均按照0.4m的標準設置。填方路基段可以設置矩形和梯形兩種形式的排水溝，寬度和深度均為0.4m，局部路段可設置成土溝。路塹邊溝施工中，其縱坡可參照路線的縱坡，兩者應保持一致，根據經驗需達到0.5%或適當增加。截水溝和排水溝兩處的出口均要引至路基外側，以免在水流的作用下發(fā)生路基坡面受沖刷的情況。在路塹平臺處修筑截水溝時，原則上不可向路塹邊溝內排水，但局部地形條件特殊，遇此類情況時可通過急流槽向邊溝排水，但需要加強對出水口位置的優(yōu)化，例如配置消能設施。對于路堤、路塹邊坡，若采取的是多級結構形式，應在平臺處設置截水溝，例如寬度和深度均為0.4m的矩形溝。在低填和挖方路段，該部分存在較明顯的地下水和毛細水作用，需根據現(xiàn)場情況配套可行的排水設施。

4.2路面排水方面

路面防排水設計的關鍵考慮對象為自然降水，原因在于該部分降水將大量匯聚至路面，從而損壞路基，車輛于該處通行時易打滑，存在較大安全隱患。對于路面防排水的設施，主要采取的是路肩坡度、路拱橫坡、攔水帶相結合的方式，在共同作用下高效收集并排出路面積水，使路面在較短時間內恢復至干燥的狀態(tài)。填方段露面邊緣區(qū)域易受到水損害，通常不宜設置攔水帶，對于平面交叉區(qū)域，在該部分的排水施工中應結合主線排水進行考慮。

4.3中央分隔帶排水

以防水層、集水槽、橫向排水管及縱向排水滲溝為基礎設施，共同構成中央分隔帶排水系統(tǒng)，通過各類設施的綜合應用高效處理中央分隔帶內的雨水，使其可流至路基以外區(qū)域，保證路面維持干燥的狀態(tài)，如圖3所示。具體至本項目中，采用的是40cm×25cm縱向碎石滲溝，于溝底鋪設1根Ф100mm的縱向塑料排水管，在此基礎上按照60m的間距標準依次設置Ф110mm的橫向塑料排水管。挖方路段或高度較低的路基段，可以根據現(xiàn)場情況合理調整橫向排水管的布設間距，但均要以水能夠快速排出為前提。

4.4橋面排水

橋梁施工過程中，可以通過排水管高效排水，將水引導至排水溝（較為適宜的是布設在橋下），通過與橋涵及排水系統(tǒng)的綜合作用共同組成完整的排水系統(tǒng)。

4.5線外排水工程

在線外排水溝、邊溝涵、急流槽等設施的共同作用下高效引排公路范圍內的水，使其可以轉入自然排水溝渠內，減小路基路面的積水量，維持道路結構的穩(wěn)定性與耐久性。

5結語

綜上所述，公路路基路面的水損害問題較為嚴重，容易影響道路的正常通行，車輛行駛期間的安全隱患較多。為最大限度減小水損害問題，有關工程人員需準確認識到路基路面排水問題，采取針對性的應對策略，通過排水溝、排水管等相關裝置的配合，提高道路排水效率，使道路盡可能維持相對干燥的狀態(tài)，保證交通出行的安全性。

參考文獻

[1]魏貴嶺.高速公路路基路面的排水設計[J].工程建設與設計，2018（17）：140-142.

[2]呂華威.對公路路基路面排水設計的分析[J].中小企業(yè)管理與科技：下旬刊，2016（07）：90-91.

[3]王慶慶.公路路基路面排水設計分析[J].四川水泥，2020（6）：71.

[4]范敏，劉楠.高速公路路基路面排水的設計思路分析[J].黑龍江交通科技，2019（4）：32-33.

[5]吳麗敬.高速公路路基路面排水設計中的關鍵問題[J].交通世界，2019（36）：58-59.

作者：李亞璠 單位：云南省交通規(guī)劃設計研究院有限公司