公路路基路面排水设计研究

甘肃省交通科学研究院集团有限公司，甘肃 兰州 730000

1 公路路基路面排水设计的原则和内容

1.1 排水设计的原则

（1）实地考察原则。相关设计人员要对施工现场周围环境进行勘察，全面掌握项目沿线实际情况，同时设计时应充分考虑如何处理项目与周围水利基础设施的交叉问题，避免对周围环境造成不利影响。同时，在确保排水设计合理性的基础上，尽量减少项目周边灌溉系统等对路基的不利影响，并维持农田灌溉系统与路面排水系统之间的独立性，可通过增强边沟断面，防止排水水位上升。

（2）保护环境原则。设计人员要对周围环境的敏感点进行细致调查，设计时给出对应的解决方案，施工时加强监控和管理,在满足道路排水需要的情况下，避免造成水土流失、水源地污染的不良后果。如在实施以后或者实施过程中出现不良的情况，应及时排查原因，并通过有针对性的解决措施进行处理。另外，随着水资源和土地资源的日益紧缺，在进行排水设计时，要重视保护土壤和天然水系，在最大程度上利用和保持自然沟渠，使水流走向有效维系，在确保排水设计的合理性的同时减少排水加固的工程量。

（3）因地制宜原则。公路工程的带状特点，使项目沿线存在很强的地域性，在项目投入营运的过程中会受到当地气候环境以及地质环境的影响，不同区域的气候环境和地质环境存在差异性，因此在进行排水设计时需根据现场的实际情况，分析清楚汇水面积、排水去向等要素，釆用横向、纵向、竖向联合的方式对公路排水进行合理设计。另外，还需要有效结合项目特殊路基处理、边坡防护工程进行设计，确保排水设施符合现场排水的要求和相关工程的规定，有效提高公路工程的质量和使用寿命。

1.2 排水设计的内容

公路排水设计的内容主要是为提升或保持路基路面性能，延长公路的使用年限和增加路基的稳定性，对能直接影响路基路面性能的地下水、公路路基水、地表水、路面水要进行防排水设施的处理，因此需要针对路面横坡、边沟、排水沟、截水沟、渗沟等排水设施进行设计，并保证排水设计的合理性，使对路基路面结构产生不利的水能及时排出。

2 公路路基路面常见的水损害

2.1 地下水

公路路基常会受到地下水的严重影响，地下水因其流向和流量存在较强的复杂性、多变性和季节性，会对路基的稳定造成不利影响。如在进行路堤修筑时，一旦出现地基地表原状土饱水却未做降水处理，且地下水又在毛细作用下上升并渗入路基填料中，会使填料中的含水量增加，加大填料的空隙，使路基填料的强度降低，运营过程中极易出现路基沉降问题。另外，因地下水渗入路基，在冬季极易因温度下降而导致冻害产生，严重损坏公路路基质量，对交通安全造成不利影响。

2.2 公路路基水

在公路路基施工的压实环节，因路基填料含水量过大，在进行压实作业时，水膜因外界压力而将水分挤入土层，或边坡水下渗入路基与土层中的其他水分融合，不仅会导致路基填土颗粒表面被水膜包裹，还会导致公路后期出现翻浆、路基沉降等病害现象。

2.3 地表水

公路通行质量还会受到地表水的影响，特别是在雨季出现洪涝时，会导致公路大面积积水，公路长期受到地表水的浸泡，极易下渗至路基，降低路基强度，并在长期车辆荷载的作用下，使地面出现沉降和开裂，对行车安全造成严重威胁。另外，路面积水若排出不及时，也会给交通行车带来极大的安全隐患，使车辆在行驶过程中因路面积水而出现轮胎打滑，引发安全事故。

2.4 公路路面水

在公路路面水损害中较常见的有路面麻面、坑槽及松散等，主要由于在进行路面压实作业时存在压实度不足、工作不到位的情况，使集料间孔隙率加大。一旦排水设计不合理、不完善，就会造成路面渗水而损害路面结构。因此，加强排水系统设计的合理性，同时加强施工控制和管理，能够有效减少公路水损害问题。另外，在进行排水设计时，应加强对路面和内部排水的重视，既要防止外界水对路基的损坏，又要防止公路内部水的淤积，及时排出多余的水分，以保证道路的畅通和使用。

3 公路路基路面排水设计方案

在进行公路排水设计时，相关设计人员应调查和收集施工现场路段的气候环境条件以及历年气象资料，掌握施工路段降水频次高的月份以及往年的降水量情况，并对冬季最低温度和夏季时最高降水量等进行全面了解。另外，需要对路段的路况信息进行重点观察，其中包括沿线地形地貌、地质特性、土壤类型、地下水水位和类型等。最终根据所有调查资料进行分析和研究，在此基础上开展排水方案的合理设计。

3.1 地下排水设计

针对地下水位较高的路段进行地下排水设计时，因其土层中土质含水量较大，因此可考虑设置砂垫层、防水土工布等排水、隔水措施，结合特殊路基处理对地表的原状土进行处理，然后进行填筑。在进行低矮路基排水设计时，可采取加深边沟和护坡道下挖的排水方式，在一些地下水位较高的路段可采用盲沟、渗沟、渗井等形式有效排出路基范围内的地下水，各种措施并用使排水效果得以保证。

3.2 路基排水设计

路基作为公路的重要组成部分及主要承载结构，极易受到水损害和侵蚀，因而需要加强路基排水设计，同时要合理选择路基的填土高度，有效保障公路路基的稳定性。

设计过程中，在进行纵、横向的填挖结合部及台背回填的设计时，需要加强对细节设计的重视，从而使公路工程整体质量得到有效保障。在实际排水设计过程中，结合部填料及台背回填应优先选择用透水性较好的填料进行填筑，采用土质填料进行填筑的应综合考虑地下水位，合理设置纵、横向盲沟以保持路基干燥；合理使用土工栅格等加筋措施减少沉降，保障路基的稳定性。路基排水设计时应结合边坡防护、特殊路基处理措施等工程内容，科学合理地选择排水措施，调整排水系统。

3.3 地表排水设计

为防止外界地表水浸泡或冲毁路基，需要合理设置边沟、排水沟、截水沟、急流槽、拦沙坝、导流沟等地表排水设施，与其他排水设施共同组成完善的排水系统。同时应加强对涵洞和通道设计情况的了解，对进水口、出水口进行调查，对沟底标高进行合理设计，以加强排水效果。

在进行挖方段边沟设计时，设计人员需对公路工程施工特点和当地地形特征加强分析，遵循因地制宜、适用性及可持续发展原则合理选用砌筑材料，确保设计的合理性，可采用矩形、梯形、三角形、浅碟形等边沟形式。

填方段的排水沟一般采用梯形，地形受限制的，可根据现场地形采用其他形式的排水沟，砌筑材料可根据工程需要及当地材料、造价等因素进行综合考虑。

防止坡面重刷可合理设置截水沟，但在进行截水沟设计时，应对路堑流入路基或路堤边坡上方流入路基的地表径流量予以关注；流量较大时，应合理设计截水沟接入的排水沟及急流槽，充分发挥地表径量拦截的作用。其他形式的地表排水设施可根据实际应用进行合理的设置。

3.4 公路路面排水设计

在进行路面排水设计时，应根据项目所在地气象分区，合理选择路拱横坡，以利于路面水及时排出。条件允许的，优先推荐采用硬化土路肩，为防止路面水及其他来源的水冲刷边坡，可合理设置拦水带对路面水进行引流，同时也可沿路面的边缘设置由集水沟、横向出水管、防渗土工布及过滤织物构成的排水系统。另外，为了提高排水效果，还可加强排水基层的设置，因路面下渗水量较为有限，横向排水管可采用合理间隔进行设置。在对路面中央分隔带的排水进行设计时，需要对超高路段中分带开口的位置及间隔进行合理设置。首先有效收集分隔带中的水，再通过地下横向排水管或路面拦水带及急流槽将水及时排出路面结构。对于硬化后的中分带，在设计排水时，由于仍有少部分水会不断渗入分隔带内部，对路基和路面结构的承载能力和稳定性造成影响，因此仍需要在中央分隔带回填土的下方对碎石盲沟和排水暗沟进行合理设计，并设置横向硬塑排水管，从而保证整体排水效果。

4 结束语

随着交通事业的快速发展，公路建设质量和使用安全性直接影响着交通运输和行车安全，甚至关系到沿线区域的经济发展。其中，公路使用寿命和使用质量受到公路排水设计和施工质量的直接影响。因此，在进行公路建设时，需要加强对排水设计和施工环节的重视，加强对项目路段的勘察，全面调查和掌握气候环境，对排水方案进行合理的设计和优化，最大程度上减少公路受到的各种水损害，使公路的正常使用寿命和出行人员的安全得到保障，进一步推动经济建设的持续发展。