浅析公路基路面及排水设计

摘要：目前，我国经济高速发展，推动我国高速公路、路面大规模建设。对于公路设计而言，公路基路面及排水设计系统非常重要，它关系一个公路路基的稳定性及路面的使用寿命有着显著的影响。对此，本文结合本专业知识，详细探讨公路基路面及排水的原则，并为以后实务设计提供一条可行的方案。

关键词：高速公路；路面设计；排水系统；可行方案

路基是公路的重要组成部分，它是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，承受由路面传来的荷载，必须具有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性，中期设计在公路设计中占有重要的地位。

1.路基设计

路基横断面由路面宽度、路拱横坡度、路肩、路基宽度、路基边沟、 截水沟、取土坑、弃土坑、公路用地等组成。路拱横坡度取2%， 土路肩为3%，路基边坡为1：1.5，在设计边沟的深度为0.6 m，宽度为0.6m，外侧边坡坡度均为1：1.5。

1.1边坡的确定

路基边坡坡度对路基稳定性十分重要，确定路基边坡坡度是路基设计的重要任务。其大小取决于边坡的土质，岩石的性质及水文地质条件等自然因素和边坡的高度。一般路基的边坡坡度可根据多年实践经验和设计规范推荐的数值采用。路堤边坡：一般路堤的边坡度可根据填料种类和边坡高度按规定坡度选用，路堤边坡坡度超高时，单独设计，陡坡上路基填方可采用砌石。路堑边坡：土质路堑边坡应根据边坡高度，土的密实程度，地下水和地面水的情况，土的成因和生成时代等因素选定。岩石路堑边坡，一般根据地质构造与岩石特性对照相似工程的成功经验选顶边坡坡率。

1.2 路基高度的确定

路基的填挖高度，是在路线纵断面设计时综合考虑路线纵坡要求，路基稳定性和工程经济等因素确定。从路基的强度和稳定性要求出发，路基上部土层应处于干燥或中湿状态，路基高度应根据临界高度并结合公路沿线具体条件和排水及防护措施确定路基的最小填土高度。路基横断面设计是在横断面测量所得的数据点绘到横断面上，按纵断面设计确定的填高度和平曲线上的超高，加宽值逐桩绘出路基横断面设计图，并计算的填挖中桩高度，填方面积和挖方面积分别标注于横断面图上。

1.3加宽超高设计

加宽：当半径小于等于250m时，为了保证车的安全，曲线段上的正常宽度应做适当的加宽，半径大于250时不加宽。超高：二级公路设计时速为60km/h时，当平曲线半径小于1500m时为让汽车在曲线上行驶时能够获得一个指向曲线圆心的横向分力，以克服离心力对行车的影响应设置超高。超高值的计算：路基设计调和一般是指路肩边缘的高程，在超高设置段路基及中线的填、挖高度内改变，因此在该段应对超高值进行计算。

2.排水系统的设计原则

一般规定：（1）二级公路路基路面排水应进行综合设计，使各种排水设施形成一个功能齐全，排水能力强的完整排水系统。（2）路基排水设计应与农田水利建设规划相配合，防止冲毁农田或危害农田水利设施，当路基占用灌溉沟渠时，应予恢复，并采取必要的防渗措施。（3）公路穿过村镇居民区时，排水设计应与现有供、排水设施及建设规划相协调。（4）排水困难地段可通过提高路基或采取降低地下水位、设置隔离层等措施，使路基处于干燥、中湿状态。

地质情况。本段处在干燥或中湿状态 ，路基排水基本顺畅，但也出现挖方及矮路堤，在大部分地区及挖方路段需设置边沟，并且两侧100米左右的路段由于是填方向挖方过渡，填土高度较小，属于矮路堤都必须设置边沟。当排水量大时应进行流量计算，在小半径曲线设置超高的地段，边沟宜加深。边沟纵坡应与路线纵坡一致，但本路线全线地面起伏很大，且横断面高差很大，在许多路段无法满足此项要求。在路基两侧设置边沟，一般情况下挖方路基和填土高度小于1.0m的路堤应设置边沟，边沟最大纵坡为3%，最小纵坡为0.3%。在一些地线横向排水好的路堤也可不设边沟。

全线横向排水基本良好，路基受地下水影响小，不需全线设置边沟，路线左侧高，右侧低，右侧需设边沟的地段少一些。纵向排水全部按设置3m护坡道的情况选择，挖方路段选路基边坡坡脚以外2米。边沟出口必须设在横向排水良好或涵洞的地段使边沟汇集来的水能顺畅的排向路基范围以外，以保持路基处在干燥或中湿状态。

3.路面设计中需要注意的问题

路面是道路主要组成部分，它的好坏会直接影响行车速度，安全和运输成本。路面要求有强度和刚度，稳定度，表面平整度，和抗滑性，本段设计为水泥混凝土路面。

设计原则。根据交通量，因地制宜，合理选材，方便施工的原则设计。路面结构的确定及材料的选择，根据公路等级和交通量，确定路面等级为高级。路面类型选用普通水泥混凝土路面，路面结构：面层（普通水泥混凝土）厚度为23cm；基层（5%水泥稳定砂砾）厚度为18cm；底基层（石灰、粉煤灰综合稳定土） 厚度为18 cm；垫层（天然砂砾）路基为中湿类型要加铺砂垫层厚度为15cm。基层应具有足够的强度和稳定性，表面平整，在荷载重复作用后的累计变形不大。施工要求，对材料的要求：粗集料，应质地坚硬、耐久、符合规定级配，最大粒径不应超过40cm；细集料应清洁，细度模数在2.5以上。施工准备的要求：混凝土配合比设计、基层的检查与整修、基层的宽度、路拱与标高、表面平整度和压实度均应检查其是否符合要求。养生的要求：潮湿养生，每天均匀撒水数次，至少延续14天。

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。公路排水设计应包含以下两个方面的内容：其一是要考虑如何减少地下水、农 田排灌水对路基稳定性及强度的影响，一般称之为第一类排水；其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外，最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响，减少 因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害，这称为第二类排水。第一类排水设计通常采用适当提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。施工期间一般都考虑在施工前开挖临时排水边沟，排除施工期地表水并降低地下水，同时在路基底部掺加低剂量石灰处理，设置40cm厚的稳定层等。采用这一系列措施可起到事半功倍的效果。第二类排水设计一般包括：（1）通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等，将路表水迅速排出路基以外；（2）设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管，将施工期进入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外；（3）设计泄水孔以迅速排除桥面水；（4）设计中采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管，将渗入路面面层的水引出路基之外。

参考文献：

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王斌（1990—），男，汉族，内蒙古扎兰屯市人，现为华中科技大学文华学院城建学部09级土木工程专业 道桥2班学生，研究方向：道桥方向。