山区高速公路路基路面排水设计探析
来源:用户上传
作者:
摘 要：要确保路基路面具有足够的强度和稳定性,必须做好路基路面的排水工作。本文介绍了路面排水设计的基本要点和排水设施的设计原则、设计方法。指出了排水设计必须综合考虑工程地质条件、地形、地貌、环境保护和施工等各方面因素。
关键词：排水设计；路基排水；路面排水
中图分类号：S276 文献标识码： A
1.概述
长期以来，我国公路建设缺乏对自然环境保护的重视，这主要与我国公路建设资金短缺有关，使得在进行公路建设的时候无暇顾及其他方面的问题，导致在许多工程建设中出现了忽视环保甚至严重破坏环境的情况，工程技术人员在设计、施工中也严重缺乏环保意识。随着我国国民经济的迅速发展,公路建设的规模也迅速扩大，投资制约和发展需求的对比在逐步发生了变化，当公路建设投资不再是突出问题时，生态环境问题逐渐凸现了出来。随着高速公路建设向山区的发展，出现了植被破坏、环境污染、水土流失等一系列问题，出现了较多的环境地质灾害。针对高速公路建设所带来的水土流失等问题，本文从设计方面进行了探析。
2.设计原则
1.1各种排水沟渠的设置和联结应尽量不占或少占农田,并与当地农田水利建设相配合,必要时可适当加大涵管孔径以利于农田排灌。一般情况下,不应利用边沟作为排灌渠道。
1.2应该对当地的水源进行较为详细的调查，在调查的过程中要因地制宜，经济适用,充分考虑将当地的桥涵布置跟路基配水相结合,同时将排水沟渠中的竖向布置和平面布置相配合。此外,对于某些地质不良不适合排水的地段,还要做到将排水设计与路基的防护加固设计相结合，从而实现对排水设计规划上的合理和高效。
1.3在路基路面的排水设计中一定要防止在施工中所出现的水土流失,尽可能的不去对天然水系进行破坏，即不会对附近的自然沟溪状态进行改变,同时也不会去改变水流的性质。
3.路基地面排水设计研究
路基排水的目的是把路基工作区内的土基含水量降低到一定的范围内。土基含水量过大便会引起土质松软,强度降低，边坡坍塌，基身沉陷或滑动,影响交通。
2.1路基排水
2.1.1路基地下排水
地下排水的设施主要有:盲沟、渗沟、渗井等，其作用是拦截影响路基稳定的地下水,予以截断、疏干、降低并引导到路基范围以外,以降低地下水位或拦截地下水位。渗沟的横断面槽宽一般不宜小于1m。渗沟的纵坡 一般应不小于0.5%，特殊情况可减至0.2%,但必须加强防淤措施。盲沟因排水层阻力大,纵坡不应小于1%，一般采用5%。在处治地下水时需注意地表水不能引入地下水的处理措施中,而地下水可以引入地表水的设施中。
2.1.2路基表面排水
路基地表排水设施主要有:边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、倒虹吸及积水池等组成。边沟和排水沟的断面型式和尺寸应结合地质条件、边坡高度及汇水面积通过水文和水力计算确定。填方段一般选用矩形或梯形排水沟，挖方段一般选择矩形边沟,在高挖方路基边坡坡顶以外或山坡路堤上方,为防止降水的冲刷和侵蚀，多设置截水沟，截水沟中的水汇集到一定程度再通过急流槽排入边沟或排水沟内。边沟和排水沟内的水将路基范围内各种水源的水流（如边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积水）引至桥涵或路基范围以外。这些设施分别设在路基的不同部位，具有各自不同的排水功能、布置要求及构造形式，它们相辅相成，使整个排水系统完整、贯通。
1 .填方段排水
填方段路基排水设施以排水沟为主。排水沟起连接各种排水设施，将水引排到附近自然水道或桥涵,从而形成完善的排水系统的作用。排水沟一般采用矩形或梯形横断面,尺寸根据设计流量确定。边坡平台排水沟适宜采用混凝土预制的梯形排水沟。排水沟的长度不宜超过500 m,与各种水沟的连接应顺畅。排水沟在整个公路综合排水系统中具有重要的作用,它不仅担负着排泄地表水径流的作用,而且有排除部分构造物中积水的功能,其设置是否合理决定着整个排水系统是否能够正常发挥作用。
2.挖方段排水
挖方段排水设计较填方段排水设计困难,排水设施主要有边沟、截水沟等。
( 1) 一般边沟。以往的设计,各级公路的边沟都习惯采用梯形(土质)和矩形(岩质)横断面。但从安全及经济的角度,采用植草防护的浅碟形排水边沟,对于地形平坦,冲刷较小的浅挖路段适应性及经济性较好；对于汇水面积较大的深挖方路基，加盖板的矩形边沟较梯形边沟适应性及经济性较好。路基边沟一般采用浆砌片石或水泥混凝土预制块加固,沟底纵坡坡度一般不宜小于0.5 %,最小不宜小于0.3%,以免影响边沟水的顺利排出。边沟出水口的间距,一般地区不宜超过500 m,多雨地区不宜超过300m，碟形边沟不宜超过200m。
( 2) 填方边沟。当路线经山岭重丘时,地形复杂,自然冲沟分布密集。在山坡线路基纵向排水设计中，会出现边沟在两边为挖方中间为局部小填方的情况。这种情况下，由于不宜设桥涵构造物,为将边沟水引出,在填方处设置填方排水边沟,即在填方处将地面垫起,与边沟接顺。垫起地面后,由于路基的拦阻,从山坡流下汇入自然冲沟里的水将淤集在路基处,对路基造成危害。对此,采用两种处理方法。第一种：将填方边沟与前后挖方边沟接顺，并在边沟处向自然沟继续填土以2﹪横坡与自然冲沟轴线相交(若此交界线在本桩号占地范围内)。在此交界线与自然沟宽度范围内,用30cm厚的7.5号浆砌片石护面,以防边沟处冲刷。第二种：当自然地面与边沟设计高差较大，在占地范围内不能相交时，在填方边沟外缘线2m的宽度内填起地面,放坡坡度同路基坡度,并设置30cm厚7.5号浆砌片石护面。此范围与路基同时施工,然后开挖边沟。
( 3) 截水沟。路堑或路堤边坡上方流入路基的地表径流量大时,需设置拦截地表径流的截水沟。在设计前应进行实地调查,了解地形、地质、水文、植被等情况,对截水沟的适宜位置和排水出口的引伸范围做出合理的布局。一般截水沟设在路堑坡顶5m或路堤坡脚2m以外。截水沟截面形式一般采用矩形或梯形,尺寸大小视汇水流量确定。截水沟长以200-500m为宜。超过500m时，需在其间适当位置增设泄水口，并采用急流槽、跌水井等排水构造物引排。
2.2路面排水
通过设置路拱横坡，将路表水向两侧排流。除在超高曲线上设向内侧倾斜的单向横坡之外,高速公路沿路中心线设置向两侧倾斜的双向横坡。路拱横坡度的大小应考虑行车平稳和有利于横向排水两方面的要求。
2.2.1路面表面水
路面表面面排水可采用集中排水或分散排水的方式。如果路堤较高（大于3.5m），边坡坡面未做防护而易遭受路面表面水流冲刷,或者坡面虽已采取防护措施但仍有可能受到冲刷时,则采用集中排水。集中排水是在硬路肩外侧边缘设置预制混凝土路缘石拦水带，利用路面纵横坡合成坡度将路面表面水汇集在拦水带与硬路肩组成的浅三角形过水断面内，然后通过一定间距设置的泄水口和急流槽集中排放到路基两侧的排水沟。在路线纵坡平缓、汇水量不大、路堤较低且边坡坡面不会受到冲刷的情况下宜采用分散排水。分散排水是通过加固土路肩,采用漫流的方式排除路面水。为防止路面水流对路堤边坡的冲刷拉槽,边坡防护采用具有截排水功能的骨架护坡。
2.2.2中央分隔带排水
首先，当中央分隔带宽度小于3m时,一般采用带有铺面的横断面形式，中央分隔带（在无超高路段）采用双向横坡，将雨水流向两侧路面并入路面排水系统；第二，中央分隔带宽度大3m，且未采用铺面封闭时,可设置内倾的横向坡度，使表面水流向分隔带中央低凹处,通过纵坡排流到泄水口并横向排离路基；第三，为排除渗入分隔带内的表面水,可设置纵向排水渗沟,并隔一定间距通过横向排水管将渗沟内的水排引出路界。
3.公路超高路段表面排水设计
设超高的曲线段，在超高侧中央分隔带边部设有流水槽，每隔一定的距离在分隔带内设置集水井，超高侧的路面水通过流水槽汇集到集水井中，再由埋在路基下的横向排水管排到边距或边坡泄水槽中，集水间距通过力水计算确定。一般，路线纵坡大于2%时，集水井间距采用40-80m；路线纵坡小于2%时，集水井间距采用30-40m。
4.总结
公路排水工程关系到整个工程的使用寿命,在进行排水设计时应与周边环境作为一个整体全面考量,才会达到预期的效果,创造出景观上整体协调、综合效益较高的公路排水体系,从而提高我国公路的建设质量。
5.参考文献
［1］李真,张建鹏.浅谈路基路面的排水设计.环球市场信息导报，2010.4
［2］交通部第二公路勘察设计院,主编.路基.2版.北京.人民交通出版社,1996，8.
［3］路基/路桥集团第二公路工程局,主编.公路施工手册.北京：人民交通出版社，2003,1.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-4818519.htm
