路基路面的排水设计研究

摘要:路基路面排水设计在很大程度上影响了公路的使用寿命。本文通过对水对路基路面的危害以及排水设计基本原则的简单介绍,从路基地下排水、路基地表排水以及路面排水三个方面的内容,浅谈路基路面的排水设计研究。

关键词:排水设计 路基路面 地下 地表

排水设计是公路路基路面设计中的一个重要的环节,在以往路基路面的相关设计中,往往在对路基路面的厚度强度的要求过程中,忽视了路基路面的排水设计上的考虑。地下水以及地表水的长期侵蚀会使路基出现坍塌、沉陷,路面龟裂、松散、断裂等方面的问题,从而加剧了路基路面在结构上的破坏,缩短了公路的使用寿命。因此在路基路面设计中重视对排水环节的设计具有十分重要的现实意义。

一、水对公路路基路面的有害影响

(一)地下水对路基的危害

地下水对路基的危害主要体现在对公路路基的施工过程中,路基中的地下水的数量以及形态都对路基的施工带来一定的困难,同时也会降低路基的稳定性,因此在具体的施工中,一般是采取将地下水的数量形式人为将其改变来实现对危害的防治。

(二)地表水对路面所造成的影响

地表积水对公路路面的影响比较直接,主要体现在以下两个方面:首先是积水对路面使用寿命和适用性能的影响;第二是对公路上车辆行车的安全影响,由于这些影响相较于地下水对路基的影响而言比较的直观,笔者不再一一论述。

二、路基排水设计的一般原则

(一)设计前的设计规划

在对路基路面的排水设计之前,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。

(二)设计中的因地制宜

在排水设计的过程中一定要充分的考虑当地的地形特点以及自然水系,在总体的设计理念中做到因地制宜、因势利导、综合治理和全面规划,而在具体的操作过程中就要是在了解地形和水系的基础上,将排水沟渠尽量选择在一些地质地形较好的地段,将出水口尽量引导至天然的河沟,减少相应的桥涵过程,从而节约工程成本。

(三)对相关资源的保护

首先,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波坏,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。此外,在对路基的排水沟渠的设置过程中要尽可能的不占或者是少占农田,同时要跟当地的农田水利设施做好相关的配合工作。

三、路基路面的排水设计研究

(一)路基地下排水

地下排水的设施主要有:盲沟、渗沟、渗井、仰斜式排水孔等,地下水的主要特点是排水量不大,主要是以渗流方式汇集水流,对路基范围内流量较大的地下水应设置涵洞、暗沟等予以排除;对于路基范围内流量较小的地下水,可通过横向设置盲沟、纵向设置渗沟的方式排除地下水;对位于挖方段边坡上地下水,可设置仰斜式排水孔予以排除。

(二)路基地表排水

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,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。边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。填方段的边沟一般选用梯形断面,挖方段边沟一般选择矩形断面,少雨浅挖地段的土质边沟可采用三角形横断面。排水沟的主要用途在于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。排水沟的横断面一般采用梯形,尺寸大小应根据设计流量确定。

(三)路面排水设计

1.路表水的排除

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,通常双车道道路,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。沥青混凝土、水泥混凝土路面横坡度可选1.5%-2%,其它路面1.5%-2.5%。

2.路面表面水的排放

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,应采用在路堤边坡上横向漫流的方式排除路面表面水。

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,则应设置路肩排水沟或设置拦水带,汇集路面表面水,然后通过泄水口或急流槽排离路堤。挖方路段及填方高度小于边沟深度的填方路段,路面表面水横向排流到挖方边坡或填方边坡坡脚外的边沟中,再沿边沟排走。

3.中央分隔带排水

中央分隔带排水是高速公路、一级公路路面排水的重要组成部分,可根据分隔带宽度、绿化和交通安全设施形式、分隔带表面的处理方式等因素,选择不同的排水方式:

首先,当中央分隔带宽度小于3 m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,中央分隔带宽度大于3 m,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。

综上所述,公路路基路面的排水设计是衡量公路质量的重要标准,无论是地下水还是地表积水都对路基路面带来不同程度上的损害,从而影响公路的正常寿命。因此在实际的公路路基路面的设计过程中,一定要充分重视对排水设计的改进和完善,从而提高我国公路的建设质量。

参考文献:

[1]朱 莉.浅谈公路排水与城市道路排水[J].山西建筑,2008,34.

[2]谢孟华.公路路基路面排水设计[J].交通世界,2008(9):113-114.