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[摘要]“百害水为先”,水是造成路基路面病害的主要因素之一。公路排水系统不仅是公路工程的重要组成部分,还决定着公路的使用性能和使用寿命,所以在路基路面的设计、施工和养护中,一定要十分重视路基路面的排水工程,降低水对路基路面的损坏。因此,本文对高速公路路基路面的排水设计进行了分析和研究。
[关键词]高速公路排水设计
中图分类号:TM355 文献标识码:TM 文章编号:1009―914X(2013)31―0583―01
公路排水设施设计的目的是为了迅速排除降落在公路路界内的地表水,将公路上侧方的地表水和地下水排到公路的下侧方,将影响路基强度和稳定性的地下水及地面水及时地排出公路范围,使路基始终保持干燥、坚实和稳定的状态,以防止公路路基和路面遭受地表水和地下水的浸蚀、冲刷等损害。
1、高速公路路基路面排水设计原则
(1)排水设施不仅要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济,还要充分利用有利地形和自然水系。
(2)路基排水必须结合当地水文条件和道路等级等具体情况,就地取材,以防为主,要稳固适用,讲究经济效益。
(3)为了减少水对路面的破坏作用,需尽量阻止水进人路面结构,并提供良好的排水措施,以便迅速排除路面结构内的水,亦可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。
2、路基排水设计方法
路基排水系统主要由边沟、排水沟、截水沟、跌水井、急流槽等组成。路基排水系统必须与桥梁、涵洞等排水设备衔接配合,并且与自然沟槽水系形成合理的排水系统网络,同时注意综合利用农村灌溉设施,不得出现冲毁农田现象。
2.1边沟
设置在挖方路基的路肩外侧或底路堤的坡脚外侧,多与路中线平行,用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。边沟不宜过长,尽量使沟内水流就近排至路旁自然水沟或低洼地带;边坡的纵坡一般与路线纵坡要保持一致。高速公路的一般路段路基边沟设计主要以填筑式边沟为主,可以减少路基边沟积水等现象的发生。对于汇水量大、路段较长的路堑,边沟宜采用矩形盖板式边沟;对于汇水量小、路段不长的路堑边沟宜采用浅蝶形式边沟。
2.2排水沟
排水沟的主要作用是引水,将路基范围内各种水源的水流引至路基或桥涵范围以外的指定地点。排水系统的设计需要因地制宜,选择排水结构类型时应以有效排水为目的,有的边坡只需要一种排水沟,而有的则要多种排水设施组合使用,不可混淆。路基横断面地面线测设出现的误差或排水沟纵向地面线高低起伏,为方便排水,施工时需要根据实际情况调整沟底标高。
2.3截水沟
截水沟又称天沟,用以拦截和排除路基上方流向路基的地面径流,减轻边沟的水流负担,保证挖方边坡和填方坡脚不受流水的冲刷。高速公路截水沟设计主要采取以下方法:充分考虑雨水对坡面冲刷的影响程度,对截水沟进行浆砌片石处理;考察边坡的水流方向,计算边坡的汇水面积,使设计径流量与实际情况相同,为合理的截水沟结构设计提供可靠数据。
2.4跌水与急流槽
跌水与急流槽是路基路面排水沟渠的特殊形式,用于纵坡大于10%,水头高差大于1.0 m 的陡坡地段[2]。由于纵坡陡、水流速度快、冲刷力大等因素,要求跌水与急流槽的结构必须稳固耐久,通常应采用浆砌块石或水泥混凝土预制块砌筑,而且还要有相应的加固措施。设超高路的路堤段横向排水管出口应设置A式急流槽。路堑边坡如必须将截水沟汇水引至边沟则应设置急流槽,但原则上截水沟汇水不应引向边沟。
3、路面排水设计方法
为减少水分入渗或其在路面结构内滞留,可通过路面表面排水系统和路面内部排水系统加强排水。对于高速公路,路面排水可分为路面表面排水、中央分隔带排水和路面结构内部排水等三部分组成。
3.1路面表面排水设计方法
路面表面排水的主要任务是迅速把降落在路面与路肩表面的降水排走,以免造成路面积水而影响行车安全。高速公路主线路面的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[1]。当路基为路堑时,横向排流的表面水汇集于路堑边沟内。当路基为路堤时,采用两种方式排除路面表面水:一种是让路面表面水以横向漫流形式向路堤堤坡面分散排放,而表面水有可能冲刷路堤坡面的情况下,则采用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组成的浅三角形过水断面内,然后隔一定间距设置的泄水口和急流槽集中排放到路堤坡脚外的方法。
3.2中央分隔带排水
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和监控用管线的人工孔,因此,中央分隔带的长度应为两个人手孔之间的距离。为排除渗入中央分隔带内部的水,在中央分隔带底面铺设土工布进行封闭,底部设有纵向透水管,四周填以米石,米石上铺有反虑土工织物,组成分隔带的地下排水设施,中央分隔带下渗水汇集到纵向排水沟中,在通过设置横向排水管将渗沟内的水排除路界。
3.3 路面结构内部排水
设计路面结构内部排水的目的是为排除通过路面接缝、裂缝或空隙从表面渗入路面结构内部的水,排除由路基或路肩渗入并滞留在路面结构内的水。路面结构内部排水设施有:路面边缘排水系统、排水基层和排水垫层等。为了延长路面使用寿命,节省公路建设总投资,采用路面结构内部排水系统快速排除路面结构内部水分是非常必要的[3]。
4、路基路面综合排水设计
在公路排水设计中,各种排水设施应综合运用,做到拦、截、疏、排有机结合,使水迅速排出公路范围之外。
5、高速公路路基路面排水设计总结
(1)路面排水设计应重视超高路段外侧半幅路面的路面表面及路面结构内部排水设计;
(2)路基排水设计中对所用各种排水设施应按照水文水力计算结果合理设计,排水设施应施工简单,效果显著。
(3)路基路面排水系统的设计对公路设计和安全使用有着重要影响;
(4)不同道路、不同地理地质情况应采用不同方法,做出合理、可靠的路基路面排水设计,使道路的排水成为一个完整灵敏的综合排水系统,将不同水源的水都能迅速、顺畅地排出路界。
参考文献
[1] 裴卿,王久满.重载交通高速公路桥面防排水应注意的几个问题[J].交通标准化,2004
[2] 润德.高速公路路基路面排水设计浅析[J].科技风,2009
[3] 祖康.道路路基和路面工程[M],上海:同济大学出版社,2001
[关键词]高速公路排水设计
中图分类号:TM355 文献标识码:TM 文章编号:1009―914X(2013)31―0583―01
公路排水设施设计的目的是为了迅速排除降落在公路路界内的地表水,将公路上侧方的地表水和地下水排到公路的下侧方,将影响路基强度和稳定性的地下水及地面水及时地排出公路范围,使路基始终保持干燥、坚实和稳定的状态,以防止公路路基和路面遭受地表水和地下水的浸蚀、冲刷等损害。
1、高速公路路基路面排水设计原则
(1)排水设施不仅要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济,还要充分利用有利地形和自然水系。
(2)路基排水必须结合当地水文条件和道路等级等具体情况,就地取材,以防为主,要稳固适用,讲究经济效益。
(3)为了减少水对路面的破坏作用,需尽量阻止水进人路面结构,并提供良好的排水措施,以便迅速排除路面结构内的水,亦可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。
2、路基排水设计方法
路基排水系统主要由边沟、排水沟、截水沟、跌水井、急流槽等组成。路基排水系统必须与桥梁、涵洞等排水设备衔接配合,并且与自然沟槽水系形成合理的排水系统网络,同时注意综合利用农村灌溉设施,不得出现冲毁农田现象。
2.1边沟
设置在挖方路基的路肩外侧或底路堤的坡脚外侧,多与路中线平行,用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。边沟不宜过长,尽量使沟内水流就近排至路旁自然水沟或低洼地带;边坡的纵坡一般与路线纵坡要保持一致。高速公路的一般路段路基边沟设计主要以填筑式边沟为主,可以减少路基边沟积水等现象的发生。对于汇水量大、路段较长的路堑,边沟宜采用矩形盖板式边沟;对于汇水量小、路段不长的路堑边沟宜采用浅蝶形式边沟。
2.2排水沟
排水沟的主要作用是引水,将路基范围内各种水源的水流引至路基或桥涵范围以外的指定地点。排水系统的设计需要因地制宜,选择排水结构类型时应以有效排水为目的,有的边坡只需要一种排水沟,而有的则要多种排水设施组合使用,不可混淆。路基横断面地面线测设出现的误差或排水沟纵向地面线高低起伏,为方便排水,施工时需要根据实际情况调整沟底标高。
2.3截水沟
截水沟又称天沟,用以拦截和排除路基上方流向路基的地面径流,减轻边沟的水流负担,保证挖方边坡和填方坡脚不受流水的冲刷。高速公路截水沟设计主要采取以下方法:充分考虑雨水对坡面冲刷的影响程度,对截水沟进行浆砌片石处理;考察边坡的水流方向,计算边坡的汇水面积,使设计径流量与实际情况相同,为合理的截水沟结构设计提供可靠数据。
2.4跌水与急流槽
跌水与急流槽是路基路面排水沟渠的特殊形式,用于纵坡大于10%,水头高差大于1.0 m 的陡坡地段[2]。由于纵坡陡、水流速度快、冲刷力大等因素,要求跌水与急流槽的结构必须稳固耐久,通常应采用浆砌块石或水泥混凝土预制块砌筑,而且还要有相应的加固措施。设超高路的路堤段横向排水管出口应设置A式急流槽。路堑边坡如必须将截水沟汇水引至边沟则应设置急流槽,但原则上截水沟汇水不应引向边沟。
3、路面排水设计方法
为减少水分入渗或其在路面结构内滞留,可通过路面表面排水系统和路面内部排水系统加强排水。对于高速公路,路面排水可分为路面表面排水、中央分隔带排水和路面结构内部排水等三部分组成。
3.1路面表面排水设计方法
路面表面排水的主要任务是迅速把降落在路面与路肩表面的降水排走,以免造成路面积水而影响行车安全。高速公路主线路面的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[1]。当路基为路堑时,横向排流的表面水汇集于路堑边沟内。当路基为路堤时,采用两种方式排除路面表面水:一种是让路面表面水以横向漫流形式向路堤堤坡面分散排放,而表面水有可能冲刷路堤坡面的情况下,则采用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组成的浅三角形过水断面内,然后隔一定间距设置的泄水口和急流槽集中排放到路堤坡脚外的方法。
3.2中央分隔带排水
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和监控用管线的人工孔,因此,中央分隔带的长度应为两个人手孔之间的距离。为排除渗入中央分隔带内部的水,在中央分隔带底面铺设土工布进行封闭,底部设有纵向透水管,四周填以米石,米石上铺有反虑土工织物,组成分隔带的地下排水设施,中央分隔带下渗水汇集到纵向排水沟中,在通过设置横向排水管将渗沟内的水排除路界。
3.3 路面结构内部排水
设计路面结构内部排水的目的是为排除通过路面接缝、裂缝或空隙从表面渗入路面结构内部的水,排除由路基或路肩渗入并滞留在路面结构内的水。路面结构内部排水设施有:路面边缘排水系统、排水基层和排水垫层等。为了延长路面使用寿命,节省公路建设总投资,采用路面结构内部排水系统快速排除路面结构内部水分是非常必要的[3]。
4、路基路面综合排水设计
在公路排水设计中,各种排水设施应综合运用,做到拦、截、疏、排有机结合,使水迅速排出公路范围之外。
5、高速公路路基路面排水设计总结
(1)路面排水设计应重视超高路段外侧半幅路面的路面表面及路面结构内部排水设计;
(2)路基排水设计中对所用各种排水设施应按照水文水力计算结果合理设计,排水设施应施工简单,效果显著。
(3)路基路面排水系统的设计对公路设计和安全使用有着重要影响;
(4)不同道路、不同地理地质情况应采用不同方法,做出合理、可靠的路基路面排水设计,使道路的排水成为一个完整灵敏的综合排水系统,将不同水源的水都能迅速、顺畅地排出路界。
参考文献
[1] 裴卿,王久满.重载交通高速公路桥面防排水应注意的几个问题[J].交通标准化,2004
[2] 润德.高速公路路基路面排水设计浅析[J].科技风,2009
[3] 祖康.道路路基和路面工程[M],上海:同济大学出版社,2001