浅谈公路路基路面排水设计

浅谈公路路基路面排水设计

刘爱民

平昌宏创公路勘测设计院 四川平昌 636400

摘要：进入新世纪后，我国进入了全面飞速发展阶段，其中，基建工程项目，特别是公路建设，在世界取得了举世瞩目的成就，无论是建设总量还是工程技术均跃居世界第一，今后，如何建造出更加优质的道路将成为工程师未来所面临的挑战。我国幅员辽阔，每个地区的自然条件也各不相同，特别是南方地区多雨，雨水造成的损毁是南方道路病害的主要原因之一, 路基路面排水设计在很大程度上影响了公路的使用寿命，工程建设面临的困难更多、要求更高。因此，在南方公路建设中路基路面排水设计尤为重要，排水系统设计的合理性直接影响着道路的行车安全和使用寿命。

关键词：浅谈公路、排水设计、路基路面

一、公路排水设计的原则

  1、深入调研、数据真实。在公路排水设计前，首先要到工程项目所地气象、水利、国土部门对当地水文、地质情况进行调查、了解，收集相关数据。还要深入一线对沿线居民进行深入细致的了解，因为当地各部门只能提供整体的气象、水文和地质情况，个别地段的地质、水文情况只有当地居民才更了解。只有确保了数据的真实性，才能为下一步全面规划设计提供有力的数据支撑。

2、整体规划、全面布局。根据收集到的数据资料，研判地表水、地下水对公路路基、路面的影响，本着因地制宜、就地取材、经济适用的原则，做到防重于治，防治结合，合理规划排水系统的设计方案。

3、特殊路段重点规划。在整体规划、全面布局的基础上，结合沿途了解的具体地质、水文资料和地勘资，对特殊地段进行特殊设计，使之方案行之有效。

4、注意与农田水利相配合。在设计过程中，我们不仅要解决好道路排水的需要，同时还在与当地农田水利相结合，与当地排水设施相协调，使水资源得到合理的利用，做到系统规划，合理布局，解决好公路沿途农田的灌溉需求等。

5、预防水土流失，尽可能不破坏天然水系。设计过程中尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，减少大挖大填对山体的破坏，必要时可采用挡防圬工对边坡进行支护、采用增设涵洞或加大涵洞孔径等排水形式对天然水系进行保护。

6、排水系统设计方案应与路面结构相结合、与当地道路整体布局相结合。排水方案应结合路面类型、路面结构进行合理规划，其结构形式要以有效解决“水”的问题为目的，确保路基路路面无水害。同时也应结合当地既有道路水沟形式，尽可能结构形式一致，整体协调。

二、水对道路的影响

（一）地下水对道路的影响

在我国南方地区雨量丰富，地下水位较高，土质含水量高，这种含水量极高的土壤必将造成路基的损坏，减少道路的使用寿命。在施工过程中，如果前期没有对当地的土质进行相应的鉴定，在后期的施工中，地下水渗入到填料中导致其含水量变高，从而使材料的强度降低，造成道路坍塌、沉陷等病害。例如在低洼地段进行道路修建时，如果开挖过程中深度低于地下水，则有可能使地下水溢出来蔓延其表面，路面材料与水发生相应的化学反应，造成路面表面出现裂痕、脱落等病害，使路面的使用寿命衰减。同时，地下水对路基的稳定性也有很大的影响，路基长期浸泡，强度降低，边坡出现滑移、垮塌等一系列病害发生。

（二）地表水对道路的影响

地面水对道路的影响主要是边坡汇水和路面积水的影响。边坡汇水是路基外雨水通过自然冲沟、截水沟、排水沟和边坡汇集到边沟的地表水。边坡经雨水长年冲刷会使岩石风化、土体软化，出现边坡滑坡、碎落等病害；路基长年冲刷会使其强度降低，出现沉降、垮塌等病害。路面积水是造成路面病害的主要原因之一，当路面纵坡不顺、竖曲线设计不当、纵坡和路拱横坡过小时，路面水不能及时有效的排出路面，积集于路面的雨水长时间浸泡会使路面面层脱落，雨水渗透入路基后会使路面结构及路基材料软化，降低材料强度，造成路面沉陷、车辙、坑凼等病害。

三、公路排水系统的功能

在公路的使用过程中，影响路基路面的水流主要有地面水和地下水两大类。路基排水的目的就是将降落在路界范围内的表面水有效地汇集并迅速排除出路界，把路界外可能流入的地表水拦截在路界范围外，同时路面降水通过路拱横坡排入路侧边沟，通过涵洞等排水系统排出路基之外，并在有地下水的地方尽量减少扰动或做好有效拦截、阻隔、引流，以减少地表水、地下水对路基和路面的危害以及减少行车安全。地表排水可以划分为路面表面排水、中央分隔带排水和坡面排水三部分。

 路基排水的任务就是有效防止地表水和地下水入侵路基，将路基湿度降低到一定的限度之内，确保路基常年处于干燥状态，使之路基及路面具有足够的强度和稳定性。

四、公路主要排水设施   

（一）地面主要排水设施

 地面排水设施主要有边沟、截水沟、排水沟、跌水、急流槽等。

1. 边沟。边沟是多与路基边线平行，设置于挖方路基的路肩外侧或

低路堤的坡脚外侧，用以汇集、排除路基范围的地表水。边沟的断面形式一般为浅碟形、矩形、梯形、三角形、流线形等。

2. 截水沟。截水沟尽量与绝大多数地面流水方向垂直，一般设置在

挖方路基边坡坡顶以外的适当位置，用以拦截并排除路基上方的地表水。截水沟水流不应引入边沟，当必须引入时应加大边沟的横断面，并进行必要的保护。截水沟长度一般在200～500m以内，其断面形式一般为梯形。

  3、排水沟。排水沟主要是将路基范围内的各种水源引至桥涵或路基范围以外的指定地点的排水设施。排水沟的尺寸大小应经过水力水文计算选定，排水沟的位置可根据需要并结合当地地形等而定，排水沟的水流注入其他水渠或水道是不应对原水道产生冲刷或淤积，排水沟的断面形式一般为梯形。

  4、跌水井和急流槽。跌水井与急流槽是路基地面排水沟渠的特殊形式，用于陡坡地段，沟底纵坡可达45度。跌水构造有单级和多级之分，沟底有等宽和变宽之别，基本构造分为进水口、消力池和出水口三个部分；急流槽构造分为进水口、主槽和出口三部分。    

5、倒虹吸和渡槽。当水流需要横跨路基同时又受到设计标高的限制，可以通过管道或沟槽从路基底部或上部架空跨越，前者称倒虹吸，后者称渡槽。倒虹吸的管道一般为圆形或箱形，以水凝混凝土或钢筋混凝土为主；渡槽结构为进出水口、槽身和下部支撑三部分，槽身一般为圆形或U形。    （二）地下主要排水设施    

当地下水影响路基、路面强度或边坡稳定时，应对地下水采取拦截、阻隔、引流的措施，设置地下排水设施。常用的地下排水设施有暗沟（管）、渗沟、渗井以及隔离层，其特点是排水量不大，主要以渗流方式汇集水坑，并就近排出路基范围以外。    

1、暗沟（管）。为排出泉水或地下集中的水流，一般采用暗沟。暗沟通常采用浆砌片石或现浇混凝土，暗管一般为混凝土预制安装构件，出水口地面标高应高出沟外最高水位20cm，以防水流倒渗。    

2、渗沟。渗沟的作用是降低地下水或拦截地下含水层中的水流，应设在冻结深度以下，并尽可能设于不透水土层上，沟顶应封闭，同时应设置土工布反滤层以防止泥沙淤塞，渗沟布设应尽可能与地下水流方向相垂直，以拦截更多的地下水。  

  3、渗井。当地形平坦、地面水或浅层地下水无法排除路基而影响其稳定性，并且下面又有透水土层时，可设置竖井或吸水井一样的渗井。渗井的上部为集水结构，四周除留进水口外，井口周围可用粘土筑堤围护，也可在顶上加封混凝土盖，严防渗井淤塞。渗井的下部为排水结构，井深必须穿过不透水层而达透水层内，井内填充碎砾石及粗砂等透水好的材料。    

4、隔离层。当地下水位高，路线纵面设计难于满足最小填土高度时，可在路基内设置隔离层。隔离层由透水材料或不透水材料筑成，隔离层应设在最高地下水位之上，同时应高出边沟水位20cm。

五、公路排水设计的重要性

近年来，随着人们生活质量的不断提高，我国汽车保有量不断增加，交通网络也不断完善，省际、市际、县际高等级干线公路纵横交错、外接内联。同时，随着国家“脱贫攻坚”政策的实施，交通“扶贫”政策的不断加力，区域内交通网络也不断升级。目前，我国的交通网络已非常发达，道路建设标准的要求也非常高。建设质量的好坏不仅影响工程本身，而且直接影响老百姓的生产、生活，影响区域经济的发展。而公路排水系对路基路面起到了很好的保护作用，是影响工程质量的直接因素。因此，排水系统设计的合理性将直接影响道路的整体质量，所以，设计出因地制宜、经济适用的排水方案致关重要。

结论

在我国现有基础建设中，道路与经济发展是息息相关的，“要致富，先修路”已在生产生活中得到了有效的验证。因此道路建设的好坏与经济发展是成正比的，与老百姓的生活质量是成正比的。我相信，通过我们一代一代国人的努力，中国的交通事业将走向一个更高的高度，成为一张展示国力的名片。

参考文献

[1]彭丹.公路路基路面的设计方法研究[J].四川水泥，2015,08_ (5): 294.

[2]郝志锋.公路路基路面设计研究[J].科技与创新，2014(13)，63.