浅谈公路路基排水设计

唐毅 

摘要：随着社会发展,人们对公路质量的要求越来越高,因此,良好的排水设计显得尤为重要。为此,本文将对当前路面水对公路路基的影响进行深入研究,并提出一系列有效的排水设计方案,以期达到最佳的排水效果。

关键词:公路;路基路面;排水设计

公路路基的路面稳定性及强度和水之间存在紧密联系,地下水与地表水长时间侵蚀将导致路基翻浆、龟裂、坍塌与沉陷之类问题,进而使得路基路面构造出现坏孙,这样道路使用年限便大大减少。针对路基排水处理设计,应当根据路堤高度进行规划,对特殊路基处理、区域水系与地形地貌进行综合分析;针对路面排水,必须根据地形、自然气候以及路基边坡防护进行设计规划。目前针对不同种类的排出处理方法进行对比研究,以此确定科学道路排水形式。

1、路面破坏机理及产生的原因

经过深入研究,我们发现,影响道路质量的最大障碍在于道路中的径向水,这些径向水的来源大多数都是从地表上的.。一般情况下,这些径向水会从道路的底层土壤以及道路的边缘处向上游的路肩处渗透,从而被道路的防护层所阻挡。根据计算,如果将0.1m 的水排放,那么就会花费24h的时间[1],但是,如果路基下的土壤的渗透率小于104m/s,那么这个耗费的时间就会缩短[2-3]。这会使得道路的结构受到持续的水的侵蚀,从而使得道路的材质发生改变,使得道路的强度和耐久性受到严重的影响,并且还会受到汽车的反复冲击,从而造成道路的早期破坏。随着气候的不断变化,由于温度的不断升降,使得道路内的水分以较快的速率涌入,导致道路表层的微小砂砾也随着气候的波动,进入道路表层,造成道路表层的砂砾堆积.,随着时间的推移,道路表层的砂砾堆积量也越来越大,最终导致道路表层的砂砾堆积,甚至出现道路的崩塌。

2、导致公路路面的问题因素分析

(1)路基路肩损坏

由于路面积水的存在,路基路肩的损坏往往是由于缺乏有效的控制,导致水的积聚和滥流,而这种情况往往被忽略,因为路面无法抵御外界的降雨、冰冻或雪融化,从而导致汇水,尤其是在局部暴雨、持续阴雨的情况下,这种危害会变得更加严重。

(2)路堤滑坡和路面坍塌

由于路面水和降至边坡的雨水的存在,尤其是在山区的路段或者高填路堤上,滑坡和坍塌的情况变得更加严重。这些水的渗透会导致路堤边坡的填土和路基下部的土壤达到饱和的水分,从而导致路面出现裂缝,并且进一步加剧了路面水的灌入,最终导致路面整体滑动和坍塌。

(3)路基不均沉陷及路面翻浆现象

如果道路的排水系统没有得到合理的布置,容易导致道路的淤泥和淤泥堆积,从而导致道路的质量和稳定性受到严重影响.尤其是在道路的桥梁和涵洞附近,道路的质量和稳定性会受到严重的影响。目前,为了避免道路表层的潮湿,我们应该避免使用黄土。然而,由于道路表层的水分很难被迅速和有效地吸收,它们会滞留在道路表层,加剧道路表层的潮湿,从而造成道路表层的不均匀。

(4)生活污水致路面损坏

由于当地村民缺乏保护路面的意识,他们任由污水肆意流淌,使得公路路面出现了大量的凹陷,经常需要修补,严重影响了公路的正常运行。

3、路基路面排水设计

(1)路基排水设计

边沟能够积攒路基内的一定地面水将其排出,通常包含三角形、矩形与梯形之类的各种断面形式。一般设置到挖方路基的路肩外端,又或是设置到低路堤坡脚外端,通常和道路的中线相平且排水量不大。在设计的时候通常不开展水力与水文计算,针对边沟的出水El距离需要综合区域与环境因素考量,如果出水口排水难度较大就需要作针对性设计,纵向的坡度需要和纵坡的坡度相统一;边沟水体在寒冬以及跨越通道需要在沿线位置设立涵洞,针对排人排涵边沟需要确保边沟的沟底标高高于涵洞的中心,如果边沟排入至灌涵,那么沟底需要高于涵顶部位置。

为了有效阻止道路周围的洪水,截水沟的建造至关重要。它的宽度通常在200~500mm之间,并且截引的渠道必须与道路的斜坡相连。截水沟的断面通常呈梯形,其深度最好为0.5%,如果道路的地质状况比较恶劣,它的深度也必须足够深,否则将无法有效阻止洪水的入侵。

为了保证安全,排水沟应该远离道路基础,并且与道路基础的斜度不应小于2m。排水沟的连接长度应该尽量短,通常情况下,排水沟的斜度应该在0.5%~1%之间。

暗沟是专门用来处理涌入地下的清洁水的,它的结构通常是矩形的,而且通常采用浆砌片石或者水泥混凝土砌成。在设计这些设施的时候,必须确保它们的盖板的顶端有足够的空间来容纳0.5%的空气。在某些情况下,它们的深度可能会达到1%,但是在更深的区域,它们的深度可能会达到0.5%。

渗沟与渗井的最初目的都是为了减少地表的温度,以保护周围的环境。然而,由于它们的结构特性,它们的应用范围受到了限制,尤其是当地表温度变化剧烈,而且引水段也比较长的情况。如果情况可行,最好选择这种方法。

(2)路面排水设计

为了保证交通的安全性,我们可以采取措施来改善交叉口的状况。一种是采用单向的路拱,它的形状是一个直角的,可以使汽车从一端驶入另一端,并且能够顺畅地进出。另一种是采用双向的,它的形状是一个直角的,可以使汽车从一端驶出,并且能够顺畅地进出。在不同的道路条件下,沥青和水泥混合材料的道岔斜率通常在1.5%~2%之间。

道路表面面的排水需要采取集中排水以及分散排水形式。若是路堤的高度超过3.5m,那么边坡坡面没有进行防护设计就非常容易受到路面表面水流的冲击,又或是坡面尽管实施防护但依旧会遭受冲刷之时,便采取集中排水方式。集中排水就是于路肩外侧安装预制混凝土拦水带,依靠路面纵横坡合成坡度使得道路表面水能够汇聚到拦水带和硬路肩构成的浅三角形过水断面,之后借助一定间距的泄水1:3以及急流槽集中排放至路基两端排水沟。当路线纵坡缓平、汇水量较小、路堤较低、边坡坡面没有冲刷基础上应当采取分散排水。这种方式是借助加固土路肩,运用漫流形式将路面水排除。为避免路面水流对路堤边坡产生冲刷拉槽,边坡防护需要采取截排水功能的骨架护坡。

结束语

道路路基路面的排水设计包含多方面内容,必须根据工程实情,综合工程项目所在位置的地质环境以及地下管网之类条件,安装科学的排水系统,保证雨水可以有效排除,避免对车辆通行产生影响。

参考文献：

[1]邹艳琴，陈博，陶家朴.多孔排水沥青路面[J].筑路机械与施工机械化，2020，27（11）：43-46.

[2]赵飞.排水降噪沥青混合料设计及施工[J].筑路机械与施工机械化，2020，29（9）：43-46.

[3]谢剑康，李艳萍.国内外排水沥青路面应用研究[J].河南科技，2020（9）：91.