申 莉，常昇宏，唐娛瑛

(四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院)

1 高速公路擴(kuò)寬路基綜合排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡介

在設(shè)計(jì)擴(kuò)寬路基的高速公路綜合排水系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮各種損害水的不同來源，并分析這些損害水所帶來的危害，最終確定相對(duì)應(yīng)的工程建筑結(jié)構(gòu)。針對(duì)不同來源的損害水提出不同的堵截和疏排方式，最大限制地減小和控制損害水對(duì)高速公路路基結(jié)構(gòu)的危害。根據(jù)高速公路所處的地貌特征的不同以及路基形式的不同，在設(shè)計(jì)路基排水系統(tǒng)時(shí)，必須考慮到以下幾個(gè)子排水系統(tǒng)。

(1)路塹邊坡排水系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過在路塹邊坡頂部設(shè)置截水溝，來截?cái)嗥马敺e水的來源。另外，還應(yīng)設(shè)置一些平臺(tái)溝，對(duì)邊坡雨水進(jìn)行分級(jí)收集。還應(yīng)在挖方路段設(shè)置邊溝，對(duì)路面積水進(jìn)行散排。(2)路塹地下排水系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用碎石盲溝來對(duì)挖方段邊溝底部的滲水進(jìn)行排放處理。路面底基層在邊溝外側(cè)回填透水性材料的作用下與盲溝相互連通，起到隔斷地下水侵害路床的作用。(3)路面排水系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用路面的橫坡對(duì)路面積水進(jìn)行散排處理。對(duì)于超高路段，可利用中央分隔帶來隔斷側(cè)路面的排水路徑，在縫隙管的配合下，對(duì)積水進(jìn)行橫向疏排水處理。(4)中央分隔帶排水系統(tǒng)。該系統(tǒng)在中分帶底部設(shè)置盲溝，由盲溝來收集下滲水，通過中央集水井在橫向排水管的作用下，排出積水。(5)路堤邊坡排水系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過設(shè)置一些分級(jí)邊坡平臺(tái)溝和具有一定坡面的急流槽來收集坡面積水，通過排水溝的作用對(duì)積水進(jìn)行排放處理。

2 高速公路擴(kuò)寬路基綜合排水系統(tǒng)數(shù)據(jù)建模

2.1 原則

對(duì)擴(kuò)寬路基的高速公路進(jìn)行綜合排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)按照公路所處地段的地理情況進(jìn)行合理布局，因地制宜的開展全面規(guī)劃設(shè)計(jì)，充分利用有利的自然水系和地形地貌，在排水系統(tǒng)的作用下及時(shí)將路面積水進(jìn)行就近疏散處理。一般在設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)時(shí)最好加入周圍農(nóng)田水利的配合形成自然地排水體系，必要時(shí)還可加設(shè)修涵管，與灌溉溝渠相輔相成。對(duì)于排放的積水，還應(yīng)控制其排放量，避免過大的水流造成農(nóng)田的沖毀。

2.2 高速公路路基擴(kuò)寬數(shù)據(jù)模型構(gòu)建

設(shè)計(jì)高速公路擴(kuò)寬路基綜合排水系統(tǒng)的目的是為了降低路基工作區(qū)的含水量，并保持在一定范圍內(nèi)，確保路基長期處于干燥狀態(tài)，為人們的通行帶來便利。綜合排水系統(tǒng)對(duì)路面積水進(jìn)行排除處理，將積水?dāng)r截在路基范圍外，最大限度地避免了高速公路路面出現(xiàn)水漫流現(xiàn)象。綜合排水系統(tǒng)將地下水引至路基范圍外進(jìn)行疏干、隔斷處理，有效的提高了公路的使用率。為了延長高速公路的使用壽命，可通過構(gòu)建如圖1所示的數(shù)據(jù)模型來研究引起高速公路出現(xiàn)路面破損和路基病害的原因。

3 綜合排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)擴(kuò)寬路基后的高速公路路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)使用無妨土工布、碎石以及管道等材料，確保通過路面裂縫和接縫處進(jìn)入路面內(nèi)部的水能夠從排水系統(tǒng)中排出。如果不及時(shí)處理路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部滲入的積水，勢必將造成路面出現(xiàn)沉降開裂現(xiàn)象，極大地降低了高速公路的使用壽命，降低了人們行駛的舒適度。路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要制定一個(gè)完整的實(shí)施方案，確保能形成一個(gè)完整的系統(tǒng)工程，強(qiáng)化路面的防水功能和抗水害能力。

3.2 路面排水設(shè)計(jì)

由邊溝、排水溝和截水溝組成的中央隔帶排水系統(tǒng)和路肩排水系統(tǒng)主要是用來排出雨、雪等只停留在地面上的水。一般對(duì)路面進(jìn)行排水有兩種形式，分別是集中截流式和分散漫流式。集中截流式路面排水適合路線縱坡在0.3%以上的路面。通過使用瀝青混凝土來構(gòu)建攔水石，將路面水匯集在一起，在路面每個(gè)一定距離設(shè)計(jì)一個(gè)泄水口來將這些水排向邊坡，最終排至路基邊溝。而分散漫流式路面排水適合路線縱坡在0.3%以下的路面。通過使用水泥混凝土來構(gòu)建平緣路緣石，使路面水能夠從不同坡排向邊溝。邊溝和排水溝在高速公路排水系統(tǒng)中占據(jù)著重要作用，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加大重視程度。

上海浦東地區(qū)的地下水水位較高，跨河橋也較多，為了確保路基的穩(wěn)定性，大部分橋梁在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)橋梁縱向線型的要求，對(duì)大部分路段進(jìn)行填方。因此，在設(shè)計(jì)公路的綜合排水系統(tǒng)時(shí)必須考慮到與排水有關(guān)的道路橫截面以及當(dāng)?shù)鼐G化土方法相關(guān)布置。不同形式的斷面其排水范圍也不同。斷面進(jìn)行平均徑流系數(shù)計(jì)算，確保道路排水系統(tǒng)能夠發(fā)揮出其最大的排水效果。其中Ua，b=(32×0.9+16×0.15)/48=0.65;Uc=(32×0.15)/100=0.39。

3.3 路基排水設(shè)計(jì)

為了減少道路的填方量，降低建筑工程投資，可在離地下水較近的區(qū)域設(shè)計(jì)路基標(biāo)高。通過開設(shè)橫向盲溝和縱向明溝來強(qiáng)化路基的排水功能。而實(shí)際上，路基在進(jìn)行排水時(shí)，其壓實(shí)度很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，可通過設(shè)置碎石盲溝系統(tǒng)來預(yù)埋透水管，通過滲透的作用將雨水進(jìn)行排放。碎石盲溝系統(tǒng)有效的消除了綠化帶的下滲水對(duì)道路的損害作用。對(duì)圖2中的幾種斷面，因縱向盲溝的作用，可將(a)(b)中的下滲雨水引向下水道，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)控制其徑流系數(shù)為0.85×70%=0.6;控制(c)斷面的徑流系數(shù)為0.15+0.85×70%=0.745。在設(shè)置盲溝系統(tǒng)后，綜合考慮盲溝系統(tǒng)的排水效果和路基的實(shí)際結(jié)構(gòu)，應(yīng)對(duì)(a)(b)(c)的平均徑流系數(shù)進(jìn)行修正，修正如下:Wa，b=(32×0.95+16×0.745+2×3×0.6)/(32+16+6)=0.79;Wc=(32×0.95+22×0.75+46×0.15)/100=0.54。

3.4 中央分隔帶設(shè)計(jì)

擴(kuò)寬路基后的高速公路采用凸形形式來進(jìn)行中央分隔。在分隔帶鋪面上設(shè)置橫向坡度約為3%的向外側(cè)傾斜橫坡。大部分降水可在凸形中央分隔帶的作用下自動(dòng)排放到高速公路表面，再在路面橫坡的作用下排向邊溝。然而，還是有少量降水會(huì)滲透到中央分隔帶內(nèi)，這就需要相關(guān)工作人員在進(jìn)行建筑施工時(shí)控制中央分隔帶的攔水范圍，并在路面結(jié)構(gòu)層涂上一定的雙層瀝青，起到攔水作用。此外，通過擺放一些綠化植物，也有利于阻止雨水滲透到路基中。

3.5 排水溝設(shè)計(jì)

在高速公路排水系統(tǒng)中設(shè)置排水溝，能夠起到將截水溝、路基和邊溝中匯集的水引向農(nóng)田的作用，既實(shí)現(xiàn)了對(duì)高速公路的排水作用，還為農(nóng)田進(jìn)行了灌溉，充分利用了水資源。因此，在填方路基時(shí)必須對(duì)排水溝進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。一般，排水溝有兩種形狀，分別是矩形和梯形，但當(dāng)水流速度不大時(shí)，采用的是三維植被網(wǎng)。實(shí)際上，大多數(shù)水損壞都是從排水溝處開始的。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，可在排水溝處加設(shè)一道高度低于排水溝底2 m的隔水墻，最大限度地降低水損害的發(fā)生。

3.6 排水邊溝設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)高速公路綜合排水系統(tǒng)時(shí)，還應(yīng)注意在低路堤的坡腳外側(cè)或路肩外側(cè)設(shè)置排水邊溝。排水邊溝起到匯集和排出路肩、路面、路基以及邊坡處少量地面積水的作用。在設(shè)計(jì)排水邊溝時(shí)，應(yīng)控制邊溝深度的填方路段高度高于挖方填土地段。還可用石塊砌成明溝或設(shè)有蓋板的暗溝，邊溝與這些明暗溝整合在一起，保證了高速公路的排水效率。此外，在進(jìn)行邊溝整體設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮邊坡斷面形式、地形、地質(zhì)以及路基的橫縱設(shè)計(jì)等因素，使得所設(shè)計(jì)出來的邊溝能夠與高速公路周圍的景觀相互協(xié)調(diào)。

4 結(jié)語

綜上所述，在對(duì)高速公路擴(kuò)寬路基的綜合排水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)前，必須充分調(diào)查公路的水損害情況以及現(xiàn)有排水設(shè)施是否能夠正常工作的情況。通過對(duì)排水系統(tǒng)中的子系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以確保整個(gè)公路排水系統(tǒng)的安全可靠性。將多種排水方式進(jìn)行有效銜接，以提高排水系統(tǒng)的綜合排水能力。今后高速公路在擴(kuò)寬路基設(shè)計(jì)綜合排水系統(tǒng)時(shí)，可從提出的設(shè)計(jì)要點(diǎn)作為參考依據(jù)，不斷提高我國高速公路排水系統(tǒng)的排水功能，促進(jìn)我國公路建筑業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

［1］ 鄧云潮.高速公路擴(kuò)寬路基綜合防排水系統(tǒng)研究［J］.長安大學(xué)，2012，9(5):63.

［2］ 張政杰.山區(qū)公路綜合排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法研究［J］.公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2010，15(5):24.

［3］ 胡云峰.路基排水層在高速公路改擴(kuò)建工程中的應(yīng)用［J］.中國新科技新產(chǎn)品，2010，5(18):34.

［4］ 王惠勇.高速公路改擴(kuò)建工程路面防排水技術(shù)綜述［J］.現(xiàn)代交通技術(shù)，2011，12(35):7.

［5］ 李丹青.高速公路排水設(shè)施設(shè)計(jì)［J］.交通標(biāo)準(zhǔn)化，2014，5(13):5.

［6］ 章磊，焦暉.高速公路路基路面排水施工技術(shù)［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，3(60):2.