路基路面排水設(shè)計要點

霍鵬錦 劉鈞

摘 要：公路路基路面排水設(shè)計，在很大程度上決定了公路工程的整體使用壽命和性能。水是自然界的產(chǎn)物，卻也成為對路基路面最具危害的因素，它可以使路基路面受到極大的損傷，為了保障路基路面的質(zhì)量，必須著重加強(qiáng)路基排水設(shè)計。良好的路基排水系統(tǒng)能保證路基濕度在合理范圍內(nèi)，具有良好的強(qiáng)度性能，保證道路的使用性能不受損害。于是，下文就如何在施工過程中保護(hù)路基路面，怎樣設(shè)計排水系統(tǒng)，以及明確路基路面排水設(shè)計的規(guī)范與原則等方面展開了講解。

關(guān)鍵詞：路基;路面排水設(shè)計;設(shè)計要點及原則

引言

隨著我國交通建設(shè)的快速發(fā)展，對道路質(zhì)量的要求也越來越高。在道路的使用過程中，其穩(wěn)定性與使用壽命極大程度依賴于道路的排水系統(tǒng)。如果路基在長期被水淹沒或處于水流侵蝕的情況下，路基的含水量會顯著上升，從而產(chǎn)生沉降、塌陷等現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅著道路的質(zhì)量。所以應(yīng)對公路進(jìn)行地質(zhì)綜合調(diào)查，對地質(zhì)水文條件進(jìn)行詳細(xì)的了解，并制定好相應(yīng)的措施，運(yùn)用正確的方式，從而為排水工作做好準(zhǔn)備，確保路基施工能夠正常進(jìn)行。

1 路基路面的排水原則

在進(jìn)行排水系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)充分考慮自然因素，合理利用地形和自然水系，在滿足排水要求的前提下，可以注重經(jīng)濟(jì)發(fā)展，減少資源消耗。設(shè)置排水溝渠時，溝渠線需要因地制宜，但也不能過長，需要滿足其匯集水流，排出積水的要求;設(shè)置各種路基排水設(shè)施，需要結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況，如果位于農(nóng)田旁邊，在必要情況下，還可增設(shè)涵洞孔徑，既方便農(nóng)田灌溉，也能阻止農(nóng)業(yè)用水浸入路基帶來的危害，就一般情況而言，灌溉用水不能從路基邊溝中汲取，如果兩個必須結(jié)合，應(yīng)該增加側(cè)溝部分，并給予強(qiáng)化，防止水流對路基產(chǎn)生不利的影響。路基排水管道可根據(jù)灌溉線設(shè)置，并排放置兩根管道使用，既能節(jié)省設(shè)計工程時間，也能保證排水管道暢通。路線設(shè)計一般為縱向具有一定坡度，能分散水流。

在冬季或雨季，總有雨水或融雪落在路面上，需要在道路兩側(cè)設(shè)置橫截坡，讓水流通過，基本能避免道路產(chǎn)生積水;如果道路兩側(cè)路堤高度較高，而其邊坡卻沒有任何防護(hù)設(shè)施，那么路面水極易沖刷和侵蝕道路，即使邊坡有一定的防護(hù)設(shè)施，但依舊不能阻止地表水的沖刷，對此，在路邊做好攔水措施。同時利用攔水措施和急流槽將路面水排出，保證路基邊坡不受影響。在對部分路段排水設(shè)計進(jìn)行設(shè)計規(guī)劃時，不僅要對其地質(zhì)、水源條件進(jìn)行研究，還需要進(jìn)行整體規(guī)劃，路基路面排水需要與現(xiàn)有的排水設(shè)施相結(jié)合，排水溝渠的平面布置與豎向布置要相配合。如果道路排水條件差或者地基條件不良，就需要因地制宜，進(jìn)行措施改進(jìn)，并加固路基。

2 路基路面排水設(shè)計的目的

在道路上設(shè)置排水設(shè)施，其目的是減小路基含水量，保證路基含水量處于安全的范圍內(nèi)，保持其強(qiáng)度，減小水流對路基的浸入與侵蝕。根據(jù)不同的水源情況，排水方式也不同，鑒于來自地表水的水源，可采取在路基上排水。將排水設(shè)施設(shè)置在對應(yīng)的位置從而讓表面水排出，阻止外界地表水匯集到道路上，減小水流對路面的侵蝕，降低路面沉降的風(fēng)險，消除路面安全隱患。同時路面水對路基的破壞非常大，嚴(yán)重情況下會出現(xiàn)翻漿的現(xiàn)象，所以在建設(shè)的過程中，必須做好排水設(shè)施，確保路基含水量在安全范圍內(nèi)，確保公路建設(shè)的質(zhì)量，防止地表水通過裂縫滲透到基礎(chǔ)。因此根據(jù)施工現(xiàn)場的情況采取不同的防治措施，確保內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

3 水對于路基路面建設(shè)運(yùn)營的不利影響

在路面存在水流的狀況下，水的腐蝕不僅會縮短路面的使用壽命，而且會極大地影響道路的適用性，導(dǎo)致車輛和行人通過時更容易發(fā)生滑動和摩擦。在嚴(yán)重積水的情況下，可能會造成路面濕滑，甚至是淹沒車輛和房屋的情況。因此對于路面排水的設(shè)計、實施及管理應(yīng)做到十分重視，以保證路面排水的質(zhì)量，避免各種危險情況發(fā)生。

4 路基路面排水設(shè)計類型

路基路面排水設(shè)計主要分為邊溝、排水溝、急流槽、截水溝以及攔水帶等類型

4.1邊溝

邊溝的作用：將道路內(nèi)的水流匯聚在溝內(nèi)，并將其排出，避免水流匯集在路基路面。邊溝的設(shè)置方向：大體與道路朝向一致。邊溝的分類，可分為多種，第一種，從排水方式的角度分為明排、暗排以及兩種的結(jié)合;第二種，從施工方法來說，有砌筑類、預(yù)制類、現(xiàn)澆類、生態(tài)類。

邊溝中水流匯入涵洞需要靈活處理，主要根據(jù)則與涵洞的類型有關(guān)，從這個角度出發(fā)，要滿足排水要求那需要涵洞中間的底下高度低于水溝的底下高;同時根據(jù)灌溉涵的灌溉要求，邊溝底標(biāo)高與其底標(biāo)高是相應(yīng)的。在施工過程中，盡可能少穿過通道，在必須穿過通道時，則應(yīng)使用邊溝加蓋板形式。

4.2排水溝

引水是排水溝的主要內(nèi)容，利用周邊的水渠等條件把路基范圍內(nèi)的水流引進(jìn)去，形成完善的排水系統(tǒng)。排水設(shè)計要求如下：斷面尺寸根據(jù)水流來制定，但其底面深度不應(yīng)小于50cm，來保證排水的水流量不受影響，而土溝邊坡坡度范圍在1：1～1：5，其目的是保證水流排出的速度，其橫截面與截水溝相似，一般為梯形。排水溝底部應(yīng)做縱向找坡，坡度一般大于0.5%，在極個別情況下，坡度可為0.3%，排水溝應(yīng)盡可能做成直線，如果需要順時針轉(zhuǎn)向時，彎曲半徑應(yīng)在10～20米的范圍內(nèi)。一段排水溝應(yīng)在500米的長度范圍內(nèi)，與其他的溝渠相連接時，需盡量保持水流通暢。某些特殊設(shè)計的排水溝與正常排水溝具有較大差別，如專為排澇而設(shè)計的排水溝，則具有溝壁較粗糙，溝壁的坡度較緩，且縱向坡度較大，具有排水速度快的優(yōu)點。

4.3截水溝的分類

截水溝別名天溝，是截水溝外面的路塹邊坡和截到路基邊坡的水。一般采用的是離子體砌筑方式，由磚或石等片狀形式砌筑而成的。截水溝分為平臺截水溝和坡頂截水溝。值得注意的是，隨著新概念的提出，截水溝的設(shè)置也不能千篇一律，在集水區(qū)不影響邊坡的強(qiáng)度和高速公路的排水情況下，如邊坡植被覆蓋度很好，可以不設(shè)置截水溝。

平臺截水溝是指高填路基，在邊坡上挖設(shè)截水溝，降低平臺坡度坡面徑流量的累積，減少坡面雨水徑流的過程，減緩降雨沿坡面徑流而下的速度，且在適當(dāng)?shù)奈恢糜眉绷鞑巯蛑苓叺奶烊凰疁线^度;

坡頂截水溝能有效減少坡面徑流量的累積，防止水流對坡面侵蝕，要應(yīng)因地制宜，避免設(shè)置的不合理以及設(shè)置不足或過多。頂部截流排水條件：山體的坡面或坡面土壤疏松，且坡面集水長度大于20米;滑坡、崩塌、泥石流傾向坡，超強(qiáng)度的降雨和邊坡松散，以及地質(zhì)條件的惡劣，嚴(yán)重影響了邊坡的穩(wěn)定性。

當(dāng)集水區(qū)面積過大時，宜采用兩條或兩條以上截水溝分段截流地表徑流，截水溝間距一般控制在50米至70米之間。

4.4攔水帶

填埋段路面雨水流到路面邊緣的時候，為了避免路面水對路基的損害，可在土路肩內(nèi)側(cè)設(shè)置攔水帶阻截，經(jīng)定量的水力學(xué)分析、計算攔水帶每隔一定間距應(yīng)設(shè)置開口，在路堤或路基開口處采用路基坡槽，以防路面排水對土路肩和邊坡的沖刷。攔水帶除攔截路面水的功能外，還兼有保護(hù)土路肩，防止路面啃邊，輔助護(hù)欄誘導(dǎo)行車視線，增強(qiáng)路容景觀的作用。設(shè)計過程中常常忽視了它對公路的輔助作用。從位置上看攔水帶位于土路肩內(nèi)，緊靠硬路肩邊緣、護(hù)欄左側(cè)。

4.5急流槽

急流槽的作用是在短距離的情況下引導(dǎo)水。急流槽通常接道路路面的邊溝或直接作為路面匯水的排出口，也可快速導(dǎo)出路塹邊坡上的殘留積水，可預(yù)防因積水浸泡邊坡導(dǎo)致的邊坡垮塌、滑坡和泥石流等病害。急流槽又分為路堤急流槽和路墊急流槽。

在對公路施工的時候，通常在坡道兩側(cè)設(shè)置急流槽，進(jìn)而做到排水和降低水流速度，同時也對公路有著重要作用。在結(jié)構(gòu)簡單、價格實惠的前提下，應(yīng)滿足排水槽的要求，并要保證工程的質(zhì)量，確定好急流槽的位置、大小等相關(guān)的信息，同時要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件，根據(jù)地形和各方面因素來選用材料并進(jìn)行綜合考慮。

在必要的時候，為了充分利用周邊的形勢，可以對路線或者涵洞的位置進(jìn)行相應(yīng)的改變，同時簡化或者不設(shè)置這種結(jié)構(gòu)。對于邊坡的簡易急流槽，可以不需要對水力進(jìn)行計算，采用常用的結(jié)構(gòu)形式。道路的位置有巖溝，有些則相當(dāng)于天然急流，應(yīng)充分利用。遇到一定情況時，根據(jù)情況來進(jìn)行加工修整，同時按照相應(yīng)的路線將水流輸送到指定地點。急流槽的設(shè)計，則可以采取相應(yīng)的措施，為了減少水能源的浪費(fèi)，可以增加溝底的粗糙度。同時為減少加固工程中急流槽與下游的連接形式，可采用淹沒形式。

急流通道陡峭時，需要設(shè)置護(hù)坡，制定出以下措施，就是盡量增加護(hù)坡角度;其次為了減緩急流槽的水流速度，應(yīng)設(shè)置具備相應(yīng)功能的設(shè)備。

4.6跌水

在排水間隙較大，且距離不長的陡坡或深溝位置上，和突變并設(shè)置水流為梯級的溝槽，水流快速的通過溝槽的就是跌水。它的作用是在相對較短的距離，降低流速，讓水流的方向發(fā)生改變，減少能源的浪費(fèi)，從而避免河流下游的橋梁建筑和天然水溝或田地受到破壞。

跌水的應(yīng)用范圍：用于縱向坡度不高于15%，水流落差在1m及以上的道路。其目的是：快速引出溝渠內(nèi)的水，保證溝渠內(nèi)壁不受較大的侵蝕，但是，其縱坡坡度不宜大于1：1.5，主要是避免較大的坡度使水流速度加快，強(qiáng)大的沖擊力導(dǎo)致跌水井內(nèi)部損壞，保護(hù)檢查井的安全。跌水的構(gòu)造有單級與多級之分，根據(jù)相應(yīng)的情況來設(shè)置，如果溝水是通過涵洞排出，那么就在洞口處安置好單級跌水。較長的坡度較陡峭的溝渠，為了減小水流的沖擊，可以采用多級跌水。

急流槽與跌水的施工工藝為：施工安排，測量放樣，開始挖槽溝，槽溝清理，驗槽，槽身砌筑，進(jìn)、出水口鋪砌，消力池砌筑，檢查驗收。

結(jié)論

路基路面排水設(shè)計作為保證道路質(zhì)量的重要方面，需要因地制宜，結(jié)合實際的道路條件，在滿足路基路面設(shè)計原則的前提條件下，減小水對路基路面的不利影響，保證道路工程的質(zhì)量不受損害。在施工現(xiàn)場，按照施工標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計符合標(biāo)準(zhǔn)的排水設(shè)施，保證道路排水系統(tǒng)的質(zhì)量，為后續(xù)的運(yùn)營與維護(hù)提供堅實的基礎(chǔ)保障。

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