高速公路路基路面排水设计及应用

摘要:高速公路路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切。随着高速公路路基排水设计的重要性愈益突出,对保证高速公路的使用性能和使用寿命十分重要。基于此,以下就高速公路路基路面在设计以及排水施工中出现的问题做一些分析。

Abstract:Subgrade pavement strength and stability are closely related with water. With the importance of freeway drainage design becomes increasingly prominent,it is important to ensure performance and service life of highway. On the basis of this,the problems of highway pavement design and drainage construction are analyzed.

关键词:高速公路;排水;路基

Key words:highway; drainage; foundation

中图分类号:U416 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)06-0253-01

随着我国高速公路建设加快,路基排水设计不当而造成的工程病害日益增多,直接造成国家财产的损失。路基路面的病害有多种,形成病害的因素也很多,但水的作用是主要因素之一,因此,路基路面的设计、施工和养护中,必须十分重视路基路面的排水工程,降低水对道路的危害。

1高速公路路基路面排水的设施概述

排水设施根据其所处的位置和功能分路面排水设施与路基排水设施。路面排水设施由路肩排水和中央分隔带排水设施所组成,路基排水设施分为地表排水设施和地下排水设施。地表排水设施由边沟、截水沟、排水沟、急流槽等组成。地下排水设施由渗沟、明沟和槽沟、渗井等组成。高速公路排水设计对于高速公路路基的稳定性及路面的使用寿命有着显著的影响。

2高速公路路基路面排水设计的方法

2.1路面表面排水设计高速主线路面排水采用漫流方式排水,路面水直接从路肩和路堤边坡坡面流入边沟。路面表面排水的主要任务是迅速把降落在路面上的雨水,通过路面和路肩设计的横坡向两侧排走,以避免造成路面积水而影响行车安全。沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、横向出水管和过滤织物(土工布)组成的路面边缘排水系统。通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管,将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限,考虑到排水路径的限制,设计中采用每10m左右设置一道Ф5cm横向排水管以确保路面下渗水的排除。

2.2 中央分隔带排水设计施工期间排水量取决于最大瞬时降雨量及中央分隔带的汇水面积。一般情况下,由于高速公路中央分隔带内设置有通讯、监控用管线的人手孔,因此,中央分隔带排水长度应为两个人手孔之间的间距,一般路段的最大间距为180m。中央分隔带采用凸形,中间植草、栽种灌木。为排除渗入中央分隔带内部的水,在分隔带底面铺设土工布进行封闭,底部设纵向透水管,四周填以米石,米石上铺反滤土工织物,组成分隔带内的地下排水设施,中央分隔带下渗水汇集到纵向排水渗沟中,在通过设置横向排水管将渗沟内的水排出路界。纵向排水渗沟两侧及底面可用抹砂浆、涂沥青、粘贴土工布封闭。填方路段每隔60m左右设一道横向排水管,挖方路段在挖方起终点填挖交界处的填方路基内各设一道横向排水管,将水引出路基。横向排水管直径采用直径为11.6cmPVC管,管底纵坡不小于1%,出口修建急流槽及防护措施。在超高路段,中央分隔带排水设计是在中央分隔带设置集水槽,集水槽可用砼预制件。集水槽上设置具有漏水功能的盖板。沿集水槽60m设置集水(120cm×120cm×150cm)。在对应集水井的部位设置横向排水管,通过横向排水管将集水井内的水排出路基外。横向排水管采用内径为30cm ,壁厚3cm的高密度氯乙烯(PE)管,横向接头应密封严实,不漏水,横向排水管底座用C15号砼做基础,砼基础呈U字形将PE管半包围。横向排水管与路基边坡急流槽的结合处急流槽底做成现浇砼,以提高抗冲刷能力。在实际施工过程中存在许多问题,如中央分隔带是在基层施工后进行开挖施工的,开挖的边沟表面粗糙,沥青不易粘结牢固,不能形成均匀、无破损的防渗层。土工布因有接缝,不能形成整体而达到完全不透水的程度。因此,当盲沟积水时侧面仍将无法阻止水渗入路基。由于施工质量不易控制,造成横向排水管标高误差或产生淤塞,从而使上游横向排水管排水不畅,大量的水流向最低处,而最低处的横向排水管由于设计时包裹无纺土工布或产生淤塞,使排水能力严重不足,从而导致下游中央分隔带积水严重,有的下雨后几天中央分隔带仍有积水,使路基长时间浸泡,影响了路基、路面的强度。由于通讯、监控管线人手孔的设置阻断了中央分隔带排水,造成中央分隔带积水或积水渗入人手孔。为了解决这些问题,采用以下办法处理:对于设计底坡小于0.3%的,采用锯齿形纵向矩形碎石盲沟,并于盲沟底部设置软式透水管和每隔30～50m设置集水槽汇集中央分隔带雨水或渗水;根据以上计算,中央分隔带每隔30～50m设置一道横向排水管,将盲沟中的水排出路基以外;在中央分隔带内设置2cm厚水泥砂浆层、沥青防渗层及土工布防渗层,防止中央分隔带中水从侧面向路基渗透。

2.3 坡面排水设计高速坡面排水设施由边沟、截水沟、排水沟、急流槽等组成,沟底纵坡坡度不宜小于0.5%。土质沟渠的最小纵坡为0.25%;沟壁铺砌的沟渠的最小纵坡为0.12%。沟槽的顶面高度应高出设计水位0.1~0.2m。

3高速公路路基路面排水设计应注意的问题

高速路基路面排水设计目的是把降落在路界范围内的地表水有效的汇集并迅速排除出路界,同时把路界外可能流入的地表水拦截在路界范围外,以减少地表水对路基和路面的危害以及对行车安全的不利。并将公路地下水引排到公路的下侧方,避免公路路基和路面结构遭受地表水和地下水的浸湿、冲刷等破坏作用。将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度内,保持路基常年处于干燥状态,确保路基及路面具有足够的强度与稳定性。在高速公路路基路面排水设计时,要注意以下方面:一是排水设计要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效,应充分利用有利地形和自然水系。二是路基排水沟渠的设计,应注意与农田水利相配合,必要时可适当增设管涵,以防农业用水影响路基的稳定。三是设计前必须进行实地勘察,查明水源与地质条件,并进行特殊设计。四是路基排水设计要注意防止附近山坡的水土流失,尽量不破坏天然水系,尽量选择有利地质条件布设人工沟渠,减少排水沟渠的防护与加固工程。五是路基排水设计要结合当地水文条件和道路等级等具体情况,注意就地取材,以防为主,既要稳固适用,又必须讲究经济效益。六是为了减少水对路面的破坏作用,应尽量阻止水进入路面结构,并提供良好的排水措施,以便迅速排除路面结构内的水。

参考文献:

[1]陈昕.高速公路排水设计浅谈[J].河南科技,2005(2).

[2]吴健.高速公路路基路面排水的设计[J].山西建筑,2009(21).

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