结合京开高速工程浅谈高速公路排水问题

摘 要：高速公路水损坏现象日趋严重，水渗入是引发高速公路水损坏主要因素。近年来，尽管政府针对沥青路面的防水和排水事项，已经采取了许多有效措施，但是沥青路面的水损坏现象仍屡禁不止，像中央分隔带内的缝隙，就是一个水渗入的途径，也正是人们经常忽视的问题。所以，本文将结合京开高速工程，进一步浅谈高速公路排水设计及施工中的常见问题。

关键词：高速公路；排水；设计；问题

中图分类号：U412.36+6 文献标识码： A

高速公路作为常见的交通组织，其强大的运输通道功能倍受欢迎，但车祸多发于高速路段，现实问题值得深思。当然，车祸问题存在很多人为因素，但公路积水也是交通事故常见的隐患。高速公路水损坏频率急剧上升，引发了人们对公路排水问题的强烈关注，经实践证明，水是危害公路的主要自然因素，相关人员需要不断探讨排水工程的设计方案。此外，京开高速公路（辛立村收费站—市界）工程建成并通车，虽然对社会经济发展有重大推动作用，但投入运行后排水问题仍不容忽视，预防胜于救灾，无论是设计单位还是建设单位，高速公路建设的当务之急就是进一步改进排水设计，提高施工水平及重视日常养护。

一、排水系统设计的原则

1.1因地制宜、经济适用

高速公路排水设计时，需要因地制宜，讲究经济适用，设计者首先要根据高速公路的路段具体分析，密切联系实际，尤其需要根据路基类型进行设计。针对填方段、挖方段、低填浅挖断等，在不同段落设计不同类型的排水系统，全面进行规划，同时按照高速公路长度、路基路面汇水量进行布局，且要符合当地地形地貌的基本特征。除了勾画地形图以外，实地走访通常在设计之初就显得尤为重要，比如：要查明路线内必须经过的地区水系和上下游的畅通情况，同时针对重点路段全面规划排水系统。

本段京开高速位于北京大兴区榆垡镇。北起现况黄垡立交，南至市界；途经小黄垡、西瓮庄、求贤村等。地势西北高东南低，相交主要水系有：天堂河、永定河及多条现状排渠。但经现场调查及当地水务部门提供，最终沿线适宜的排水下游及相关的资料如下表，路线汇水可有效的分段进行排除：

道路桩号 现状水深 上 口 宽 底宽 沟 深

K1+721榆垡二号干渠 0.6 7.2 1.7 1.6

K2+495榆垡三号干渠 0.5 7.3 2 1.5

K3+938榆垡四号干渠 0.6 8.7 3 1.4

K5+700榆垡五号干渠 0.6—1.1 24.6 12 2

K6+250榆垡六号干渠 0.5 6.2 2 1

另外，对于一些排水比较困难、低洼、高填方或者不良的地质段落，则需要将设计内容与路基防护加固相配合，有针对性的进行特殊设计。

1.2形成排水系统

高速公路排水设计时，除了利用地形地貌及相交天然水系外，需要灵活变通自成系统，使得路面水迅速汇入路基排水沟并排入沿线河流内。以本工程为例，多数为填方路段，通过设置拦水埂+急流槽+边沟的模式可将路表水迅速排出路基之外，路面雨水采用纵向集中排水方式，路面边缘设置拦水缘石，雨水沿道路的横、纵坡方向，通过急流槽将水排入雨水管道或路基边沟，最终排入沟渠。而超高路段，在行车方向内侧路缘带位置,沿纵向每隔30-40米距离设置雨水口，通过雨水篦井导至集水井后，通过横向排水管排入急流槽，汇入雨水干管或路基边沟，雨水集水井设置在中央分隔带内。

二、高速公路排水设计

3.1路基路面排水设计

结合公路排水设计规范的指标，本段京开高速采用的设计标准是：

规划排水明渠排涝标准采用：20年一遇设计；50年一遇校核。建设区排涝模 数6.5立方米/（秒.平方公里），村镇区排涝模数4立方米/（秒.平方公里），农田排涝模数采用2.0立方米/（秒.平方公里）。

规划径流系数：城市建设区0.55；农田绿地0.3；道路0.9。

规划明渠设计水利要素：边坡混凝土衬砌糙率0.02，沟底宽0.5—1.2米，矩形断面，水面超高0.3~0.5米。

明渠最小设计流速0.4m/s，道路边沟一般不小于0.4m/s。

3.1.1正坡排水设计

在路面边缘设置拦水槽或拦水带，由沥青混凝土与路面浇筑，且一次成型；还可以沿路面边缘设计混凝土对拦水槽进行预制，每隔一定距离，需要设置一个急流槽，由此将路面水引入路基边沟。

3.1.2反坡排水设计

沿中央分隔带外侧，可以设置一定孔径和坡度的纵向排水管，且要位于路面基层内。然后，依据路面水量，每隔一定距离，需要设置一口窖井，窖井间用纵向排水管进行连接，驱使坡度水汇入集水井，再在水井内设计横向排水管，通过横向排水管将路面水引入路基较低侧的边沟内。

3.2路面渗水排水设计

路面渗水排水设计，可沿路面边缘设置排水系统，比如：设置沥青封层、土路肩纵横向的碎石盲沟和排水管，不断引出渗入路面面层的积水。

3.3高速公路桥梁排水设计

桥梁排水，这种类型的水流容易被忽视，却存在极大隐患。通常沿线路方向，在边部设置碎石盲沟，在间隔距离处根据排水量设计泄水孔，同时在泄水孔下侧设置横向桥下排水，依据地形设计行之有效的排水沟，让桥梁一侧的水可以方便地流向另一侧，防止桥梁的锥坡和台背受到威胁。如果设计未讲泄水孔的水导入排水系统，极易造成积水影响桥下地方路的交通。

三、投入运营后的问题

3.1边坡和急流槽破损

自2011年6月下旬以来，北京地区连降暴雨，降雨量大大超出排水设施设计降雨重现期（15年）的设计流量，造成急流槽和两侧边坡出现损毁。降雨呈现突发性强、强度高、瞬时降雨量过大的特点有关，造成急流槽雨水外溢，冲刷坡面所致。针对边坡及急流槽水毁路段提出处理意见如下：

１．清理出破损边坡或急流槽预制构件后清除坡面冲毁填土，并按路基施工规范要求挖台阶，采用符合路基填筑要求的土质进行填筑压实或采用袋装土填筑压实。另外结合近年来的降雨特点，提高道路排水设施密度以加强排水力度，最大限度减少暴雨对道路的水毁。根据现场情况增设急流槽，改善急流槽间距密度。

２．边坡施工过程中要严格按照施工规范要求超填刷坡，急流槽底部的水泥砂浆及灰土严格按图示实施；同时做好坡形缘石之间以及坡形缘石与急流槽之间接缝的勾缝处理，避免雨水渗入造成水毁

3.2配套设施管理区

本工程的配套设施管理区为第三方设计，并且由于客观原因，设计和实施均滞后于道路主体工程。在管理区投入使用后不久便发现，本工程的道路边沟内排水不畅淤泥严重（图1）。

经过与管理区设计人沟通并查阅提供的图纸可见，污水经处理站处理并提升后排出墙外，接入道路边沟。而污水处理站设备无专人维护，早已故障无法曝气，相当于污水直排入边沟，不仅造成淤积同时对边沟的腐蚀也相当大。

针对这种情况，经过各方共同讨论，首先要改造化粪池，尽快修缮污水处理站，并在日后注意日常使用和维护，使水质达标后再进行排放；最终，为减小道路边沟负荷，出水将排入临近的榆昌路市政管线，向东排入镇区管网。

高速公路排水施工的常见问题

4.1排水施工涉及问题

高速公路排水施工中，常见问题涉及较多，像设计路基边沟时，比如：边沟流水坡度要按高速公路线型及坡度合理进行设置；综合考虑边沟轴线位置要按公路绿化和防护工程，且不影响整体线型；尺边沟截面尺寸要按边沟两侧土体压力及流水来确定，杜绝不考虑情况、死搬硬套的规定；断面形状要按所在段路基类型进行确定；边沟流水面粗糙程度需要依据流水量大小和边沟坡度作出决定。

4.2排水设计注意问题

4.2.1排水功能

路基边沟必须充分发挥其排水功能，不可以设计成死点，严禁出现水积在排水沟内无法排出情形，排水沟内的水最后要能及时流入蒸发池或河流。

4.2.2排水系统

在排水沟设计过程中，容易在结构物，像板式通道两侧产生断点，这就要针对实际情况，在通道两侧设计倒虹吸。进行路基排水沟的设计时，必须注意如何及时排出路面所排的水，确保与防护绿化工程形成一个整体排水系统。

结束语：

综上所述，在现代化的高速公路实施过程中，不仅要重视整体设计的合理与规范，确保工程施工方便、质量稳定和运营良好，同时还要高度重视高速公路排水设计问题，并将 此作为重点项目来对待。因此，加强排水系统设计是重中之重，注重沿线环境，考虑要全面，因地制宜，充分配合施工企业，努力将打造整体协调、防水功能较强的现代化高速公路。

参考文献：

[1]韩朝峰.高速公路中央分隔带排水设计研究［D］.长安大学.2008，（5）.

[2]冯巨元.对充分利用“京开”公路扩改机遇发展沿线经济的思考［N］.北京市农业管理干部学院学报.2001，（2）.

[3]应海峰.浅谈高速公路的排水设计[J]．中国新技术新产品，2010．(3)