刍议沥青路基路面的排水系统设计

摘要：沥青路面的水损坏问题，首先就要涉及到公路的排水系统。为保证公路路基的稳定、路面的良好使用性能以及行车的安全，公路都会设置完善的排水设施，以排除路界范围内的地表水和地下水。笔者简要阐述路基路面排水设计的原则和设计要点，以期在工作中有所帮助。

关键词：沥青路面；排水设计；设计要点

Abstract: The problem of the water damage of asphalt pavement, we must first relate to the highway drainage system. For good performance to ensure the highway roadbed stability, road and traffic safety, the highway will be set up drainage facilities, to the exclusion of surface water and groundwater road sector within the scope of. The author briefly described the principle and main points of the design of subgrade and pavement drainage design, in order to help in the work.

Key words: asphalt pavement; drainage design; design points

中图分类号：TU99

一、前言

公路排水一般由路界地表排水、路面内部排水和地下排水三部分组成。路界地表排水包括路表排水、中央分隔带排水和坡面排水。路面内部排水包括多孔隙面层排水、路边缘排水及透水基层排水。地下排水包括渗沟、边沟、暗沟或暗管。研究表明，设置良好的排水系统，能提高沥青的使用寿命达30%以上。相反，排水不畅的沥青路面，其过早破坏通常是由于路面面层结构处于饱水状态下，又通行重载车辆引起的。路面结构层中任何一层处于饱水或泡水状态，都会导致结构层强度降低，加速路面各种病害的产生和发展。沥青路面的水损坏来源于水，只有水渗入路面才有可能引发沥青膜和集料剥离，从而造成路面的破坏。

二、高速公路路基路面排水设计的原则。

1.设计前应进行详细的调查研究，查明水源和地质条件。考虑路基排水与桥涵布置相配合；排水沟渠的平面布置和竖向布置相配合；对于排水困难和地质不良地段，还应与路基防护加固相配合，并进行特殊设计。以使排水系统的规划和设计做到合理、高效。

2.排水设计要因地制宜、全面规划、因势利导、综合治理、讲究实效、经济适用。并充分利用有利地形和自然水系。如排水沟渠应选择地形、地质较好的地段通过，以节约加固工程投资；排水沟渠的出水口应尽可能引接至天然河沟，以减少桥涵工程。

3.各种路基排水沟渠的设置和连结应尽量不占或少占农田，并与当地农田水利设施相配合。一般情况下，不应利用边坡作为灌溉渠道，如确需合并使用时，要加大边沟，还应采取必要的加固措施，以防水流危害路基。

4.设计前应进行调查，查明水源，考虑排水设施与桥涵布置的配合，地下排水与地面排水的配合。

5.在满足排水主功能的前提下，应节约用地，选择排水设施的形式应与周围自然景观相协调，营造道路与自然和谐的环境。

三、排水性沥青混凝土面层设计要点

1.路基排水设计

进行路基排水的目的就是将影响路基强度及稳定性的地下水及时排除公路范围。路基排水设施主要由排水垫层、边沟、排水沟、截水沟、盲沟、渗沟、涵洞等组成，并与原有沟渠、河流等相连。

边沟

路基路面排水主要是通过全线贯通的边沟来进行。边沟一般分为石水沟和土水沟，边沟主要有各断面形状和尺寸的边沟渠组成，其纵坡坡度通常与路线纵坡坡度相同。在土层中开挖的沟渠，设置纵坡在0.3%～0.8%范围内是最适合排水的不淤积不冲刷坡度。在边沟与涵洞、通道发生交叉时，一般将边沟水直接排入涵洞，或在灌溉涵、通道处让路基边沟水向两侧排走或设边沟倒虹吸涵通过。

截水沟

用于拦截和排除挖方路段路基上方自然斜坡的地表流经，防止水流冲刷和侵蚀挖方边坡以及路堤坡脚。在设计或施工时应特别注意结合实地情况，对截水沟的适宜排水口的引申范围做出合理的布设。在填方路段对于汇水面积较大的高长路堤段，汇水侧坡脚2m以外应设路堤截水沟，利于填方路堤稳定，同时能将路面采用集中截流式排出的路面水通过边坡急流槽引至排水涵洞排出。

排水沟

路基边沟水、截水沟水、排水涵洞水及取土坑、边坡和路基附近积水均应通过排水沟引离路基，排入原有水系中的河流、排水渠内，并完善进出水口的处理，使各项设施衔接配合，防止冲毁农田或危害水利设施。排水沟横断面可采用梯形，尺寸根据设计流量确定，深度与底宽不宜小于0.5 m，沟底纵坡不能小于0.3%，沟墙可采用M5.0号砂浆防护，排水沟与各种水沟连接应顺畅。

地下排水

地下水带来的危害往往很大，过多的地下水会使得路基泡软、坍塌，并严重影响路面结构的安全。因此，在新建公路的勘测设计过程中，特别需要重视地下排水设计，对于公路填挖交接段、深长路堑挖方段、处于水稻田的低矮路堤段等要进行重点调查，搞清地下水位变化和渗流情况，必要时可以采取增设渗沟、孔状渗涵、盲沟和加深边沟等措施对地下水进行处理。同时，地下排水设计还必须根据施工中的实际情况视需要进行合理调整。

2.路面排水设计

路面排水设计包括路面表面排水设计及路面内部排设计。

路面表面排水

路面表面排水的主要任务是迅速把降落路面和路肩表面的雨水排走，以免造成积水而影响行车安全。当路基横断面为路堑时，路面上的表面水通过恒破汇集于边沟内。当路基断面为路堤时，可采用两种方式排除路面表面水：让路面表面水横向漫流形式向路堤坡面分散排放在路肩外侧边缘处设置拦水带，将路面表面水汇集在拦水带同路肩铺面形成的浅三角形过水断面内，然后通过隔一定间距设置的泄水口和激流槽集中排放到路堤坡脚外。两种排水方式的选择，主要依据表面水可能对路堤坡面造成的冲刷危害等因素确定。

中央分隔带排水

设置凸形中央分隔带的高等级公路路基路面排水时，必须充分重视中央分隔带的排水。分为以下两个方面：中央分隔带表面防排水；中央分隔带内渗水的排除。就一般来说，中央分隔带构成有3种处理方式：表面采用铺面封闭不封闭，采用凸形构造不封闭，采用凹形构造。虽然大部分降水通过凸形中央分隔带可自排到路面上，但仍有小部分水会渗入到中央分隔带内的回填土中并进一步渗入到路面结构层及路基，并影响其强度及稳定性。因此，在凸形中央分隔带回填土下应设纵向碎石盲沟或排水暗沟，中央分隔带两侧每隔100m左右应交错设置孔径20～60cm的横向硬塑排水管，管底纵坡不小于1%，进出口应采取防护措施。另外，在设置超高路段的中央分隔带内应增设城市道路常用的排水构造物雨水井，避免因超高侧路面积水造成行车危险。雨水井汇集的雨水可直接排入桥涵或通过横向排水管排出。

路面结构排水

目前，我国公路的修建多采用混凝土路面。进入沥青路面结构内的自由水，在路基路面为透水体系时，可通过向路基两侧的路肩结构渗流而逐渐排出。但是进入路面结构的这部分自由水向外渗流的速度很慢，被围封在路面结构层的水分，会浸湿各结构层材料及路基土，使其强度下降，变形增加，从而使路面承载力降低。而积滞在层间结合处空隙内或结构层孔隙内的自由水在行车荷载作用下，形成高孔隙的动水压力和高流速的水流，冲刷层面材料，并从缝隙处向外“唧泥”，促使沥青面层剥落、松散或坑槽，是造成沥青路面早期水损害的主要原因，而水泥混凝土路面也存在着上述和沥青路面同样的问题。因此设置路面结构层内部排水系统，将这部分水迅速排除，有利于改善路面使用性能，提高其使用寿命。路面结构层排水系统分为以下两方面：路面边缘排水系统是将渗入路面结构层内的水分，先沿路面结构层的层间间隙或层内空隙横向渗流入由透水性材料组成的路肩纵向集水沟，再集中排出路外。路面排水层排水系统是在路面结构中采用透水层材料做基层或底基层，渗入路面结构层的水分，先通过竖向渗流进入排水层，然后由横向渗流进入路肩纵向排水沟，再由一定距离设置横向出水口，排出路外。同时在路面基层下设置与中央分隔带排水设施相连接的沙砾垫层，将渗入水汇集于中央分隔带排水盲沟或暗沟排出路基范围以外。

四、总结

公路的排水系统影响着公路的使用寿命，在设计和施工中药注重各种排水设施、排水构造物之间的衔接配合，做到排水设计、路基防护、地基处理整体协调，使全线形成一个功能齐全、良好完善的排水系统，以保证路基的强度及边坡的稳定。