沥青路面公路路基路面排水设计研究

沥青路面公路路基路面排水设计研究

闫建忠

商丘市豫东公路勘察设计有限公司 476000

摘要:为解决沥青路面的公路的排水问题，在介绍排水设计目的、要求与原则的基础上，提出具体的排水设计方案，明确不同排水设施的作用与设置要求，以期为相关人员提供参考，保证排水设计的合理性与有效性。

关键词:沥青路面;公路排水;排水设计

1排水设计目的、要求与原则

路基路面排水设计的目的为保证路基始终处在干燥状态，防止因水长时间浸泡导致失稳或破坏。排水设计的基本要求为:首先要将水源查明，做好规划，在重视防水的同时，做到防治兼顾;在实际的设计工作中，还应与农田水利建设良好配合;注重经济性，保证所用排水设施的经济适用性。

在路基路面排水设计过程中，应严格遵循以下各项基本原则。

(1)雨水需在路面横坡作用下进入两侧排水沟，防止在行车道路面之内产生积水。

(2)当路线纵坡实际汇水量较小、路堤高度较低且边坡表面不会被雨水冲水时，则可通过在路堤边坡进行横向漫流来排除积水。

(3)若路堤高度较大，且边坡表面缺乏防护措施容易被积水冲刷，或边坡表面虽然采取了一些防护措施但依然可能被积水冲刷，则需要在路肩的外侧边缘进行拦水带的设置，以此使路表面上的积水汇集，接着通过急流槽与泄水口从路堤范围内排出。

(4)当采用拦水带对积水进行汇集时，对于过水断面范围内的水，当公路技术等级为Ⅰ级及以上时，不可漫过最右侧行车道的外边缘，当公路技术等级为Ⅱ级及以下时，则不可漫过最右侧行车道上的中心线。

2排水设计方案

如果路基的横断面是路堑，则横向排流水在边沟中汇集;而如果路基的横断面是路堤，则可采用下列两种方式来排水:第一种方式为使积水通过横向漫流分散排放至堤坡面;第二种方式为在路肩外侧边缘进行拦水带的设置，使水汇集到拦水带与路肩形成的过水断面中，之后通过按照一定间隔距离设置的急流槽与泄水口从路堤范围内排出。当汇水量较小、路堤高度不大、纵坡有差异且边坡抗冲刷能力相对较强时，优先考虑第一种方式进行排水;当表面水可能对路堤边坡表面造成冲刷时，需将水汇集到拦水带范围内，然后采用急流槽与泄水口进行集中排放。

2.1路基排水

(1)暗沟

暗沟的作用在于将路基内所有泉水或汇集于渗沟内的水集中排除，并没有汇水与渗水的功能，在沿途封闭。在设计时应注意，沟底的排水纵坡应达到1%以上，且出水口沟底设计标高应比边沟内水位的最高值高20 cm。常见的暗沟类型包括洞式与管式，具体尺寸大小需要以泉眼的范围及流量为依据确定。

(2)渗沟

渗沟的作用在于采用渗透方式对地下水进行吸收，进而降低区域内的地下水位，对所有向路基范围内流动的地下水进行汇集与拦截，同时在沟底通道作用下使水排除路基以外，在沿途开放设置。在设计时应注意，需要根据区域地下水位实际分布情况将其设置在以下位置:路基上侧上坡、边沟与路肩路基中线下部等。若按照流量大小，可将渗沟分成以下几种类型:流量最大的是洞式渗沟，其次是有管渗沟，流量最小的是盲沟，常用的构造形式由封闭层、排水层与反滤层三部分构成。

(3)渗井

渗井的功能在于将无法排除的地表水或渗入至地下的边沟水排除，大多采用透水性良好的材料通过填筑而成，结构类似竖井，其上部为集水部分，下部为排水部分。其中，上部一般为圆柱形(直径在1．0～1．5 m范围内)，也可采用方形，顶部周围由粘土进行围护，当条件允许时，也可采用混凝土盖板;下部需要从不透水层中完全穿过，并达到渗透层。在井内使用碎石或者是卵石等具有透水性能的材料进行填充，在不透水的部分使用砂与砾石进行填充。由于渗井属于竖向排水设施，有相对较大的施工难度，且成本也很高，所以通常不轻易使用。

2.2中央分隔带

(1)当宽度在3 m以内，同时表面采用铺面方式进行封闭时，需要使表面水进入到两侧行车道范围内，坡度大小和路面横坡度完全一致;对于超高路段，当条件允许时，可在上侧边缘进行泄水口的设置，或在内侧进行集水管的设置，采用碟形浅沟，用于对上侧半幅路面上的积水进行拦截与排泄。对于泄水口形式，路缘石过水断面建议使用组合式、开口式与格栅式三种，而碟水浅沟建议使用格栅式。

(2)当宽度超过3 m，同时表面没有采用铺面方式进行封闭时，需要使表面水在中央低洼部位汇集，然后在纵坡作用下通过泄水口或在整个路界上穿过的桥涵水道排出。在设计过程中需要注意，分隔带最大横坡不能超过1∶6，而对于纵向坡度，当过水断面没有采用铺面的方式进行封闭时，应达到0．25%以上，而当过水断面采用铺面的方式进行封闭时，应达到0．12%以上。

(3)当表面没有采用铺面的方式进行封闭，同时没有采用任何排水措施时，则表面水自然下渗，通过中央分隔带部位的地下设施集中排除。

2.3路面内部排水

(1)设置条件

当有以下几种情况时，有必要进行路面内部排水设置。

①在年降水量超过600 mm的地区，路基采用透水性相对较差(即渗透系数在5～10 cm/s以内)的材料填筑而成的重要二级公路及一级与高速公路。②在路基两侧存在滞水，且有可能进入到路面结构以内。③在冬季冰冻情况比较严重的地区，路基采用粉性土填筑而成的路段。④对现有路面进行改建或必要的改善需将滞留于路基结构中的积水排除时。

(2)设置要求

在设置路面内部排水的过程中，应注意以下几方面要求。

①对于设置在路面内部的排水系统，所有排水设施具有的泄水能力都不能比渗入到路面内部的实际水量小，同时下游排水设施具有的泄水能力不能比上游小。②对于路面结构中渗入水实际渗流时间，当处在冰冻地区时，应控制在1 h以内，而其它地区则要控制在2～4 h之内，当路段为重交通时，取小值，相反，当路段为轻交通时，取大值。另外，进入到路面结构中的水，其渗流路径长度需控制在45~60 m范围内。③排水系统所有排水设施都不能被渗流携带的细料堵住，确保排水系统具有的排水能力不会由于时间的不断推移而快速降低或丧失。

2.4对沥青公路路面进行养护

(1)在沥青公路养护中，路面混凝土与沥青表层部位养护时间为28 d，运用专门的混凝土检测设施来测试混凝土的路面部位强度，判断复合式的混凝土路面能否承受车辆荷载以及机械作用力导致的影响。

(2)对于洒水润湿的混凝土表层路面部位而言，维持7 d的洒水养护与保湿养护时间，禁止大型设施或者施工运输车辆碾压混凝土表层，避免未能达到坚固程度的混凝土路面产生结构破碎的风险。

(3)在浇筑混凝土施工环节中，灵活掌控灌注操作的施工速度，保证连续完成灌注混凝土的施工操作。

2.5 选择粘结性能良好的公路工程矿料与沥青施工材料沥青公路的施工材料包括沥青材料、砂石矿料与混凝土等。因此，设计人员应明确公路矿料、沥青材料与混凝土施工材料给公路工程带来的施工质量影响，通过实施综合对比的方式来选择优质的工程建筑材料。设计人员对于沥青混凝土进行选择时，基本前提在于保证沥青混凝土材料符合耐久性以及水稳性的标准。为了集料与矿料成分具有较好的粘结性能，设计人员选择了矿粉，将水泥添加于沥青表层，在此过程中可添加抗剥落剂，抗剥落剂要求掺入比例范围限定在5%以内。

结语

综上所述，排水一直以来都是沥青路面公路设计的重点问题，如果排水设计不当，导致大范围积水，除了影响正常通行，容易引发安全事故，而且还会给路基造成很大破坏，进而引起路面一系列病害，增加养护难度与成本。以上对沥青路面公路排水设计进行了分析，提出了需要遵循的原则及要点，旨在为实际的排水设计工作提供参考借鉴。

参考文献:

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