沥青公路路基路面排水设计分析

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:caoyi1014
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  摘要:伴随我国国民经济建设的不断发展与进步,我国的道路交通事业在近些年取得了飞速的发展,这在一定程度上极大的推进了我国各地域间的经济文化交流。随着我国经济现代化建设的不断深入,公路交通建设就显得越来越重要。沥青公路是我国公路建设过程中的重要组成部分,本文便对沥青公路路面路基排水系统存在的问题分析,并详述了路基路面排水的设计原则和主要任务以及公路路基路面排水的设计对策三个方面的内容进行了详细的分析和探讨,从而详细的论述了如何做好公路路基路面的排水设计工作。
  关键词:沥青公路路基路面排水设计
  中图分类号:U416文献标识码: A
  前言:随着我国城市现代化建设工作的高速发展,公路工程作为联系城镇、农村和工矿基地的重要交通枢纽也得到了大力的发展,而同样的广大人民群众对于公路工程的整体质量也更加的关注。在公路工程路基路面的设计过程中,路基路面的排水设计工作是非常关键的一个环节,一般情况下,设计人员往往更加重视路面的厚度、强度以及路基的压实等工作,而实际上路基路面的排水设计工作对于整个工程的使用性能和服务质量也是有着重要的影响,一旦忽视了排水设计工作或是排水设计不当,那么就会导致路基沉陷、沥青路面松散、水泥路面错台、剥落、坍塌、翻浆以及冲刷等质量病害的出现。
  一、沥青路面排水系统存在的问题及成因
  1、地下水对路基的有害影响
  在公路路基工程的施工过程中,由于地下水的水量和流向都是不确定的,那么在地下水不断冲击的情况下,路基的稳定性就会大大的降低。比如说,进行路堤填筑时,通常情况下的地下水的水位都会很高,而当期流入到填料中,就提高了填料的含水量,大大的增加了填料内部的空隙,降低了填筑的强度,也容易导致路基沉降问题的出现。另外,如果是在冬季等天气恶劣的条件下施工,地下水进入到填料后,还容易出现冻害的问题,那么在其投入使用后也容易出现质量事故。当路堑的边坡是细粒土或是破碎岩块时,地下水经过填料时,还可能将填料中的胶结物质一起带走,从而导致边坡失稳问题的出现。
  2、地表水对路面的有害影响
  (1) 降低路面的使用寿命。
  当地表水在路面上不断的沉积后,必然就会有一部分水渗透到路面底层,那么就降低结构的土质强度。并且在车辆荷载的不断作用下,结构内部的细颗粒就会出现唧泥,车辆就无法顺利的通行。而在地表水不断冲刷的作用下,那么就会加大面层和表层之间的空隙,从而出现疲劳破坏的问
  题,大大的降低了路面的使用寿命;
   (2)降低车辆通行的安全性。
  当路面出现了大面积的积水时,公路管理人员应迅速并且及时的将积水排除干净,否则路面就会存在严重的湿滑问题,在路面正常行驶的车辆就容易产生滑移现象,大大的降低了行人和驾驶人员的安全性,这不仅会带来一定程度的安全隐患,还有可能造成人员以及生命财产的重大损失,是需要公路施工企业应给与高度重视的。
  二、沥青路面排水存在的问题以及病害
  通过对研究路段的调查,发现沥青路面排水存在的主要的问题如下:
  (1)表面积水严重;
  (2)泄水槽损坏严重,从而导致边坡冲刷严重,局部产生沉陷;
  (3)排水沟受到冲刷;
  (4)沥青路面内部积水。
  沥青路面表面积水主要因为沥青路面所采用的可能不是透水型,加上平整度和车辙的影响,施工过程控制不严,导致路面不平,所以导致沥青路面表面积水,然而一旦沥青路面表面积水,就会加速沥青路面的破坏,从而产生一种恶性循环。
  路面积水对于沥青路面的结构的影响也是致命的,使用期间的裂缝导致沥青混合料松散脱落,由于施工工艺原因产生的各种接缝,降落在路面上的雨水如果不能及时排除,必然会深入路面内部,然后目前沥青路面多采用的是半刚性材料作为基层,半刚性材料的透水性很差,一旦水渗入面层,最终渗入到面层和基层的接触面上,动载作用下,对基层材料的冲刷非常严重。这样极易导致整个沥青路面结构层崩溃。
  三、沥青公路路基路面排水的主要任务
  1、进行地下水的排水设计工作时,其最主要的任务就是准确的知道哪些地下水资源是会对路基的稳定性产生影响的,将这部分地下水降低、隔断和疏干,并将它们排除到指定范围外的特定地下;
  2、进行地表水的排水设计工作时,其最重要的任务就是把降落在路界范围内的地表水全部排除到路界的范围之外,同时对于可能流入到路界范围内的地表水,也应将它们有效的拦截,尽可能的降低地表水对路基路面产生的有害影响,保证行车的安全性。
  四、公路路基路面排水的设计对策
  1、路面排水
  路面排水能够分为两种方式,分别为分散排水和集中排水两种。
  (1)分散排水:这种排水方式是通过加固土路肩,利用漫流的办法来排水,在工程造价允许的情况下,不建议使用这种方式;分散排水的优点是排水工作比较及时、对交通也不影响,同时也能降低水对路面的危害;缺点是要有相应的坡面防护与之相适应,这就会增加防护的工程造价。
  (2)集中排水:在肩外侧边缘安置拦水埂或混凝土的拦水带,通过路面路拱横坡和纵坡将水集中到拦水带与路肩形成的三角形过水断面内,之后通过边坡急流槽集中排出;这种方法的缺点是如果水量较多、泄水口间距较长时,水就会滞留,影响公路的正常运行,也会对路面造成一定的损坏;解决这个缺点的办法是适当减小泄水口间距,对于降雨量较大的地区可以加大路拱横坡的坡度。
  2、路基排水
  路基上积水的排放主要是通过桥梁及涵洞将边沟、排水沟内的水排离路基范围内,设计流量决定了边沟和排水沟的尺寸。
  (1)边沟:通常设计为长方形,能够降低开挖的面积。
  (2)排水沟:通常设计为梯形,位于填方路基的两侧;如果经
  过城镇段就将排水沟设计为长方形,减少占地的宽度。
  (3)截水沟:设置与路线外側有汇水路段,结合边沟或者排水沟将水排至桥涵构造物中,也可以直接融入沟渠中。一些地面纵向坡度较大的路段,为了防止水流将排水沟冲坏,可以将此路段的排水沟改为设有消力作用的边沟急流槽;当路线经过水塘或鱼塘的路段时,排水沟设置于护坡道内,要注意的是与无护坡道路段排水沟的衔接;当经过地下有泉眼的路段,要设置横向盲沟,将水引入边沟或排水沟。
  3、超高段路面排水
  超高段路面的排水可以使用漫流或集水的办法。
  (1)漫流排水方式是将中央分隔带固化,水通过中央分隔带进入另半幅路基,通过排水装置排出,这种办法是将中央分隔带硬化,所以绿化工作受到限制,不能安装防眩板,同时雨水流入非超高侧,会对行车造成影响,目前超高段路面排水时很少使用这种方法。
  (2)集水方式可以分为两种办法,分别是中央分隔带集水和路缘带集水。
  A--中央分隔带集水:将路缘带上的集水槽移至中央分隔带内,集水槽可以使用钢筋混凝土板,上面进行绿化,集水侧的路缘石上要设有泄水孔,为了将水排出集水槽;中央分隔带排水是在路面结构层下设置纵向盲沟,通过排水管排至边坡激流槽内,要注意的是在中央分隔带底部和路面结构层端部铺一层防渗土,预防水对路面的危害。
  B--路缘带集水:在超高段的内侧路缘带设置集水槽,在集水槽上设置铸铁雨蓖子,来汇集超高侧的路面水,通过集水井和横向排水管排入排水沟,横向排水管管低纵坡控制在296,集水井设于中央分隔带一侧,集水井和集水槽之间使用混凝土板来连接;对于挖方路段要调整集水槽底部标高,在槽底纵坡不小于0.3%的基础上将水引至集水井或排水管,如果挖方较长不能调整时,则将水引入加深的边沟内排出。路缘带集水的优点是有充分的绿化空间,没有同地下的管线产生干扰;缺点是水蓖子影响美观,并且车辆容易压坏水蓖子,容易发生交通事故。
  4、坡面排水
  当填挖较高并且为土质边坡时,雨水对边坡的冲刷较大,因此没有稳固的坡面排水会导致边坡的坍塌。
  (1)对于填方来说,要做带肋的拱型护坡,将拱肋设计成槽状,能够方便排水。
  (2)对于挖方来说,通常使用拱型护坡或护面墙,后者设置纵向排水沟,通过护面墙内一定间距的边坡急流槽将水排至边沟;如果填挖高度较小时,与边坡坡面铺设草皮即可,将漫流的坡面水排至边沟或排水沟。
  5、中央分隔带排水
  中央分隔带排水的设计主要是为了排除中央分隔带内的积水,可以分为两种方式,分别为施工期间和道路运营期间的排除。施工期间的排水量是由最大降水量和中央分隔带的积水面积决定的,通常情况下,中央分隔带的排水长度是两个入孔之间的距离,一般路段的最大间距为180 米,横向排水管为15 米左右,横向排水管坡度为2%,因此计算出横向排水管的直径为25.5 厘米。实际的施工中会出现很多问题,如中央分隔带是在基层施工之后进行的,开挖的表面会比较粗糙,沥青粘结的不够牢固,不能有效的形成防渗层;土工布有接缝,不能达到不透水的程度,在盲沟积水时侧面不能防止水的渗入。由于施工的质量不能很好的控制,导致横向排水管会出现淤塞的问题出现,使横向排水管不能正常的排
  水,影响了路面的强度。
  结语:综上所述,公路路基路面的排水设计工作是一项复杂的系统工程,同时其也是衡量公路整体质量的重要标准。在公路路基路面的设计和施工过程中,我们应充分的考虑到地质、地形、地下水以及降雨强度等外界条件,选择最为经济并且技术上最可行的排水设计方案,认真的分析地下水和地表水对公路路基路面的有害影响,指定出有针对性的排水设计对策,在实践中不断的分析和总结,从而保证我国公路工程的施工建设质量。
  参考文献:
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  作者简介
  叶福远(1988--),男,江西上饶人,助理工程师,本科学历,主要从事公路与桥梁勘察设计工作 。
  侯青(1989----)男,江西上饶人,助理工程师,本科学历,主要从事公路与桥梁勘察设计工作。
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