关于路基路面排水设计的研究

摘要：路基路面排水设计是公路路基路面设计中的重要部分，并且对公路路基的稳定性和路面的使用寿命起着至关重要的作用。本文从应遵循的路基路面排水设计基本原则入手，进而详细阐述路基路面排水设计的要点及内容，以确保路基路面有足够的稳定性和强度。

关键词：路基 ；路面；排水设计

在路基路面设计中，往往只重视路基的压实施工，以保证路面的厚度、强度，而忽略了对路基路面排水系统的设计与改进。经调查研究表明，路基发生沉陷、坍塌、冲刷、翻浆，以及沥青路面出现龟裂、剥落、断裂、松散等情况都在一定程度上与地表水、地下水的侵蚀相关。由于水的侵蚀加速了路基路面的损坏，影响了公路使用的舒适性及安全性，大大缩减了公路的使用寿命。所以，必须重视对路基路面的排水设计工作，不断改进排水体统。

一、路基路面排水设计的基本原则

（一）合理规划前期设计

在对路基路面排水系统进行设计前，首先要对地质环境作出全面详细的调研，查清水源的情况，并针对地质状况不佳和排水困难的地方，进行特殊设计；其次，要考虑到路基路面排水设计与桥涵布置相结合、与路基防护加固相配合，从而使排水设计的前期规划能够更高效、合理的进行。

（二）因地制宜做好设计

排水系统的设计过程中，要对其进行全面规划、综合治理，要充分的利用好有利的地形地势和天然水系，从而更好的节约工程投资。

（三）配合农田水利设施设计

进行路基排水沟渠的设置和连接时，尽量避免占用农田，并与当地的农田水利设施相配合。通常情况下，灌溉渠道不要建在边坡上，当需要合并使用时，必须加大边沟，并采取一定的加固措施，以此来防止水流破坏路基。

（四）重视环境保护

路基排水要尽量避免对天然水系的破坏，防止附近山坡的水土流失，最好不要轻易合并自然沟渠，改变水流性质。路基排水应当就地取材、以防为主，既要坚固耐用，又必须讲究经济效益。

二、路基排水设计的要点及内容

路基排水设计主要是通过防、疏、排方式的有机结合，在一定范围内控制路基的土壤湿度，目的在于让路基始终保持干燥，以此来保证路面的稳定性和强度。地下水是破坏路基稳定性的重要因素，路基在被地下水长年浸泡中很容易导致其土基承载能力下降而造成坍塌。路基排水设计具体可分为两方面：路基地下排水和路基地表排水。

（一）路基地下排水设计

在地下水影响路面和路基强度或边坡稳定时，应设置地下排水设施。按照其使用条件和作用的不同，地下排水设施一般可分为暗沟、明沟、渗井和渗沟。在对滑坡等特殊路基进行排水时，还可以采用平式排水孔、支撑渗沟、边坡渗沟、渗水隧洞等措施。

1.明沟

明沟的作用主要是排引和拦截路堑边沟外侧或边坡上侧的上层滞留水和浅层地下水。但在含水层过厚或严寒冰冻期较长的地方，则不应该采用明沟，而应设置渗沟。明沟因其设置的位置较浅，便于养护和清理。

2.暗沟

暗沟主要是用在对路基范围内的地下水流或外涌泉水进行排除。由于其施工造价明显高于明沟，一旦出现淤塞现象，则不易疏通。因此，要尽量做好择优选用。

3.渗沟

渗沟主要作用是通过对地面以下流向路基的地下水流进行汇集，从而达到将其排至路基范围外的效果。

4.渗井

渗井多数是设置在地区平坦，路基附近无沟渠、河流，地面水排除困难且有渗透性土层的地方。由于渗井很容易堵塞，又不便于清理，导致了其在使用方面受到了很大的限制。

（二）路基地表排水

路基地表排水的常用设备具体包括：排水沟、截水沟、边沟、跌水与急流槽、倒虹吸与渡水槽及蒸干池等。以上排水设备，由于在构造形式和布置要求以及排水功能方面存在的差异，因此要分别将其设置在路基地表排水的不同部位上。

1.排水沟

排水沟是将路基所在范围内的各种水流，引到路基范围以外或引至桥涵等指定地点上，其主要用途在于引水。

2.截水沟

截水沟又名天沟，其横断面形式多为梯形。主要设置在挖方路基边坡坡顶以外或山坡路堤上方，作用是排除并拦截路基上方流向路基的地面径流，缓解边沟的水流负担。

3.边沟的排水量较小，通常不需要对水文、水利进行计算，只需按照沿线的具体情况，选用标准的横断面形式。边沟的设计不宜太长，尽量让沟内的水流排至就近的低洼地带或自然水沟中，在特殊情况下还可以设置涵洞，使边沟中的水流可以横穿路基，并从另一侧排出。

4.跌水与急流槽

跌水与急流槽是路基地面排水沟渠的一种特殊形式，主要用于陡坡地段。由于纵坡的坡度较陡、水流速度较快且冲力较大，所以要求其主体结构必须坚固耐用，应采用水泥混凝土或浆砌块石砌筑，并且要具备相应的防护加固措施。

5.倒虹吸与渡水槽

当水流需要横跨路基又受到设计标高的限制时，可以采用沟槽或管道，从路基上部或底部进行架空跨越。

6.蒸发池

蒸发池多数用于气候干旱和排水困难的地段上，可以利用沿线上的集中取土坑或专门设置蒸发池来排除地表水。其主要作用是可以测定池内水位的下降值。

三、路面排水设计的要求及内容

路面排水设计主要包括以下三个方面：路面内部排水、路面表面排水和设置中央分隔带排水。

（一）路面内部排水

路面内部的水主要是通过路面表面的裂缝、接缝以及路肩渗入路面的，还有一部分是由高水位的地下水、被截断的含水层以及这个地区的泉水进入路面结构的。在对大量严重的破损路面进行调查结果显示，进入路面结构内的自由水是造成和加速路面破坏的重要因素。因而，采用对路面内部排水设计的建造，可以大大增加路面的使用寿命，提高路面的使用性能，减少路面的养护工作。

（二）路面表面排水

路面表面排水的主要作用是可以将迅速降落到路肩和路面表面的降水排走。通过设置路拱横坡，使路面表面的积水可以向两侧排流，路拱横坡度的大小还要考虑到路面行车的平稳性和利于横向排水的必要性。其中水泥混凝土和沥青混凝土路面的横坡度可选1.5%—2%，其它路面1.5%—2.5%。路面表面水的排放在路线汇水量不大、纵坡平缓、路堤较矮且边坡坡面不会被冲刷的情况下，可以采用路堤边坡上横向漫流的方式排除路面表面水。当路堤较高（＞3.5m），边坡坡面未做防护或已作防护但仍可能受到冲刷时，应尽量设置拦水带或路肩排水沟来汇集路面表面水，并通过急流槽和泄水口排离路堤。当出现挖方路段和填方路段（填方高度小于边沟深度）时，路面表面水应横向排流到填方边坡或挖方边坡坡脚外的边沟中，沿边沟排走。

（三）中央分隔带排水

中央分隔带排水是一级公路路面、高速公路排水的重要组成部分。可以根据交通安全设施、分隔带的宽度及表面处理形式、分隔带的绿化等因素，采用不同的排水方式。如果中央分隔带表面没有采用防水封层，而是采用回填种植土填平绿化，这样将不能避免雨水沿回填土下渗，若这些水分没有通道排除，必然会下渗或侧渗到路面、路基结构层中，造成路面、路基强度降低，因此，必须设置中央分隔带内渗水的排出系统。

结论：

总而言之，由于路基路面排水系统设计不当给整个公路工程造成的病害问题日益突出，严重影响了公路的使用寿命及使用性能，所以做好路基路面的排水设计工作就显得尤为重要。只有在工程设计与施工中做好路面路面排水设计，选择在技术和经济上最优的设计方案，不断完善排水系统，选择行之有效的施工方法，才能提高公路工程建设质量，从而延长公路的使用寿命，

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作者简介信息

姓名：胡长青，性别：男， 学历：本科，出生年月：1973年11月生，

籍贯：甘肃成县，职称：工程师，研究方向：公路工程施工、管理、设计

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。