高速公路路基路面排水设计浅析

高速公路排水设计对于高速公路路基的稳定性及路面的使用寿命有着显著的影响.其设计不当而造成的工程病害日益增多,直接造成经济损失因此,高速公路路基排水设计的重要性愈益突出,对保证高速公路的使用性能和使用寿命都十分重要.

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高速公路路基路面排水设计浅析

黄润德

(新疆生产建设兵团建设T程集团第八建筑与安装有限责任公司，新疆乌鲁木齐843000)

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路基路面；边沟设计；排水设计

1路基路面排水设计的一般原则

1)排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系。

2)各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基稳定。路基边沟一般不应用作农田灌溉渠道，两者必须合并使用时，边沟的断面应加大，并予以加固，以防水流危害路基。

3)设计前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑路基排水与桥涵布置相配合，地下排水与地面排水相配合，各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，做到

路基路面综合谢寸和分期修建。

4)路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟溪和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布没人工沟渠，减少排水沟渠的防护与加固工程。

5)路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主，既要稳固适用，又必须讲究经济效益。

6)为了减少水对路面的破坏作用，需尽量阻止水进人路面结构，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面结构内的水，亦可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。

2高速公路边沟排水设计

边沟设计在高速公路排水设计中占有很大的比重，设计人员都给予高度重视，但在设计过程中往往会忽视一些施工中的问题，如边沟的尺寸不考虑具体情况，死搬硬套有关规范、规定：又如施工单位大都未能按有关设计要求将原地表土、河塘清淤土等弃土运送至取土坑内用于复垦还田，而是弃放于路线两侧河塘中，造成部分河塘无法将路基水排入。

21边沟尺寸选定

边沟的排水能力主要取决于以下几个设计参数：边沟底流水坡度、边沟截面尺寸、形状、边沟的表面卡且糙程度。采用《公路设计手册路基》中梯形断式中：面沟渠的水力计算公式计算梯形排水边沟的排水能力：Q=WC

数：序——水(卜—谎量；驴——边沟断面面积；力半径；H走沟沟底纵坡。

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根据高速公路所处地理位置，采用当地历史最大小时降雨量，以流八边沟的水不溢出边沟为限，并假设高速公路的路基平均填土高度为3．5m，由此，汇水带宽约为23m，则可依据不同的边沟沟底坡度、不同的边沟底宽(或边沟截面积)的排水能力，计算出所能承受的路面排水最大长度。

22边沟设计的原则

1)一般路段的路基边沟设计原则：以填筑式边沟为主，尽量减少路基边沟积水现象的发生。这主要是吸取已建成的高速公路中的教训：部分路段在汛期内路基水不能及时排除；地方群众干扰路基水排入灌溉涵洞内。

2)路基边沟纵坡的要求：根据交通部部颁《公路路基排水设计规范》要求，采用浆砌片石修筑的边沟为满足排水需要，边沟纵坡应不小于O．12％，由于本项目位于丘陵岗区和冲积平原区，原地形既有较大起伏又有部分平坦地段，本着既要解决路基排水问题，又要经济合理的原则，确定路基排水边沟沟底纵坡一般情况下不小于O．15。

3)对于边沟水进入涵洞及跨越通道等情况的处理：沿线设置的涵洞有排涵、灌涵和灌排两用涵。对于需排入排涵的边沟，其边沟底标高

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2009年3月fL

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：而对于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。

3高速公路中央分隔带排水设计

高速公路中央分隔带排水设计主要为排除中央分隔带内积水，可分为施工期间和道路营运期下渗水的排除。

施工期间排水量取决于最大瞬时降雨量及中央分隔带的汇水面积。一般情况下，由于高速公路中央分隔带内设置有通讯、监控用管线的人手孔，因此，中央分隔带排水长度应为两个人手孔之间的间距，一般路段的最大间距为180m。

假定当地历年最大瞬时降雨量为28．8mm门Omin，根据本次设计中央分隔带宽为2m，计算出中央分隔带施工期需要的最大排水能力为：

O=4y=2×1

80×0．0028．8=1．0368m3／s

式中：A——中央分隔带汇水面积；r—一最大瞬时降雨量。

横向排水管的排水能力按长管自由出流的流量计算公式进行计算：

式中：肛_靠量模数，与管道断面形状、尺寸和粗糙度有关：

弘一水头高度；￡由以往高速公路r—横向排水管长度。

设计经验可知，高速公路横向排水管长为15m左

右，横向排水管坡度为2％，采用以上公式计算出施工期最大瞬时降雨量时所需要的横向排水管管径为255mm。如果按有关排水设计规范要求50m设置一道横向排水管，即排水长度缩短为50re，则需要的横向排水管管径为75mm。

但在实际施工过程中存在许多问题，如中央分隔带是在基层施工后进行开挖施工的，开挖的边沟表面粗糙，沥青不易粘结牢固，不能形成均匀、无破损的防渗层。土工布因有接缝，不能形成整体而达到完全不适水的程度。因此，当盲沟积水时侧面仍将无法阻止水渗入路基。

由于施工质量不易控制，造成横向排水管标高误差或产生淤塞，从而使上游横向排水管排水不畅，大量的水流向最低处，而最低处的横向排水管由于设计时包裹无纺土工布或产生淤塞，使排水能力严重不足，从而导致下游中央分隔带积水严重，有的下雨后几天中央分隔带仍有积水，使路基长时间浸泡，影响了路基、路面的强度。

为了解决这些问题，采用以下办法处理：对于设计底坡小于03％的，采用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：根据以上计算，中央分隔带每隔30～50m设置一道横向排水管，将盲沟中的水排出路基以外；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。

4高速公路路面渗水的排水设计

沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、横向出水管和过滤织物(土工布)组成的路面边缘排水系统。

通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管，将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限，考虑到排水路径的限制，因此，设计中采用每10m左右设置一道中5cm横向排水管以确保路面下渗水的排除。

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