1、 CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY 題目：淺談公路排水設計 小組組長： 蘇行小組成員： 張文杰小組成員: 唐昊龍2016 年 10 月淺談公路排水設計 摘要：公路排水設計在公路工程中占有十分重要的地位，必須引起相關部門的足夠重視。本文主要探討了公路路基路面排水的設計，并不斷完善排水系統，以全面提高公路的使用壽命。 關鍵詞：公路；路基；路面；排水設計 前言 隨著交通事業的不斷發展和交通科學技術的迅猛發展，公路的數量和質量都在提高，同時，對于道路排水設計越來越重視，對它的要求也越來越高，我國公路排水工程的發展經歷了從無到有到逐步完善的過

2、程。建國初期及其后2年，由于我國經濟比較落后，建成的公路技術等級低，使用品質差，且由于缺乏必要的排水設施，公路抵御自然災害的能力很弱。進入2世紀8年代，公路排水問題逐步被人們所認識。在該時期出版的路基路面設計手冊中，對公路排水設計進行了一些分析與計算，提出了路基路面排水設計的要求與規定；在施工手冊中，對路基路面的排水施工提出了具體的要求和規定，闡明了各項排水設施施工時應注意的事項。這些手冊在相當長的一段時間內作為指導公路排水工程設計與施工的工具，在公路設計與施工中起到了十分重要的作用。20世紀90年代后，隨著高速公路的飛速發展，排水工程的設計、施工和養護愈來愈引起人們的重視，排水工程被提到了一

3、個相當重要的高度。1998年我國制定并發布了公路排水設計規范(JTJ1897)，它不僅全面系統地介紹了各種排水設施的設計要領，而且在路基路面排水的基礎上，增加了路面結構內部排水及公路構造物及下穿道路排水的內容，使公路排水工程更趨完善和合理。這里筆者就水對道路的作用及危害、道路排水的目的和要求、道路排水設計的前景進行詳述。公路排水設計是高速公路設計的重要內容之一。在高速公路的排水設計前，應充分了解當地的實際情況，遵循公路排水設計的原則和規范來設計。因此，在高速公路的設計中，對于路面的排水設施要進行特別的設計與研究，才能確保高速公路的穩定和行車的安全，同時應達到與周圍環境協調、美化高速公路的效果。

4、一、水對道路的作用及危害 路基和路面結構外露在地表，直接感受自然因素的影響。水是道路上常見的自然物質，由于它的存在，會直接或間接影響到道路的濕度從而會影響到道路的使用質量與行車安全，主要體現在地面水對地表的侵蝕與地下水對地基的破壞。(1)雨雪形成的大氣降水輕微會導致地面積水影響正常交通，嚴重會造成地面的重病害可以直接沖毀路肩、邊坡和路基；滲入路基內部的水會使土基濕軟從而引起路基凍脹、翻漿或邊坡塌方、泥石流，甚至整個路基沿傾斜基底滑動；進入結構層內的水分可浸濕無機結合料處治的粒料層，導致基層強度下降，使瀝青面層出現剝落和松散；水泥混凝土路面由于接縫多，從接縫中滲入的水分聚集在路面結構中，在重載的

5、反復作用下，產生很大的動水壓力，導致接縫附近的細顆粒集料軟化，形成唧泥，產生錯臺、斷裂等病害。(2)海、河、湖、水渠及水庫水會影響離這些水源較近的道路的使用，長時間作用就會造成臨近道路路面的嚴重積水，降低路面材料的強度，形成各種各樣影響交通的病害；如果地上排水不充分會使水流進入封閉性不好的道路內部形成松軟土層，造成路基沉陷；遇到易發洪水季節甚至會沖毀路基及周邊的附屬工程構造物。(3)位于地下上層相對不透水層一帶的滯水，會軟化路基，使路基潮濕，降低路基的強度。(4)在地面以下第一個隔水層以上的含水層的潛水，距地面較近，在重力作用下可沿土層以薄膜形式從含水量高的位置向含水量低的地方流動，從溫度高的

6、地方向溫度低的凍結中心周圍流動，會形成水分集中，造成路基局部損壞，影響路基的整體強度和水溫穩定性，重者會引起凍脹、翻漿或邊坡滑坍，甚至整個路基沿傾斜基底滑動，水還可能造成摻有膨脹土的路基工程毀滅性的破壞。(5)在地面以下任何兩個隔水層之間含水層中的層間地下水，當水源高于地面時，可以通過巖層裂縫冒出地面而成泉水，上升到路基，導致路基濕軟，強度降低，重者也會引起路基的整體破壞。總之，路基、路面的強度與穩定性同水的關系十分密切。路基、路面的病害有多種，形成病害的原因也有很多，但水的作用是主要因素，無不都與地面水和地下水的浸濕和沖刷破壞有關。水的作用加劇了路基路面結構的損壞，加快了路面使用性能的變壞，

7、縮短了路面的使用壽命。據新聞網上有關報道：“近幾年由于我國連續發生了幾次歷史上罕見的特大洪水，公路水毀損失十分嚴重，據不完全統計，僅在1991年-1998年間，公路水毀損失達2多億元，某些省份平均每年水毀損失都達億元?！边@固然有洪水兇猛人力不可抗拒的因素，但公路本身抗災能力差，排水設施不齊全，排水系統不配套也是造成水毀損失的一個重要原因。因此充分認識水對公路的破壞性，認真做好公路排水系統的設計、施工和養護已是一項十分嚴峻而緊迫的任務。二、道路排水的目的和要求(1)道路排水設計的目的。就是要考慮道路等級、地形、地質、氣候、年降雨量、地下水等條件，考慮不同的水源，設置相應的排水設施，使路基、路面形

8、成良好的排水系統。把影響路基強度和穩定性的水排到路基范圍以外適當的地點，并防止地面水漫流、滯積或下滲，對影響路基穩定性的地下水，則應予以隔斷、疏干、降低，并引到路基范圍以外適當的地點，將土基濕度降低到一定范圍內，保持路基常年處于干燥狀態，確保路基、路面的強度和穩定性不受地下水和地表積水的影響。還必須將路面排水和路基排水結合起來綜合考慮，將地上排水和地下排水結合考慮，將臨時性排水設施與永久性排水設施結合考慮，將道路排水與農田灌溉、周圍環境保護綜合考慮，將道路排水工程與防護加固工程綜合考慮。一般把道路排水分為地面排水和地下排水。路界地面排水包括路面(含路肩、中央分隔帶)排水、路基邊坡排水、溝渠排水

9、等。地下排水包括路基地下排水、中央分隔帶地下排水和縱向填、挖方交界處地下排水等。(2)道路排水設施施工的目的。首先應校核全線排水系統的設計是否完備和妥善，必要時予以補充或修改，應重視排水工程的質量和使用效果。此外，應根據實際情況，設置施工現場的臨時性排水措施，保證路基土石方及附屬結構在正常條件下進行施工作業，消除路基基底和土體內與水有關的隱患，保證路基工程質量。(3)道路排水設施養護的目的。應該對排水設施進行日常性、經常性、季節性的養護，若發現有排水不暢，淤積，堵塞現象，一定要及時對排水設施予以補充或修改，保持排水設施的正常使用，水流暢通，并根據實際情況不斷改善路基排水條件。(4)道路排水設計

10、的要求。排水設計要因地制宜、全面規劃、因勢利導、綜合整治、講究實效、注意經濟，充分利用有利地形和自然水系。一般情況下，地面和地下設置的排水溝渠宜短不宜長，以使水流不致過于匯集，做到及時疏散、就近分流。各種路基排水溝渠的設置，應注意與農田水利相配合，必要時要適當增設涵管或加大涵管孔徑，以防農業用水影響路基的穩定性，并做到路基排水有利于農田灌溉。路基邊溝一般不用作農田灌溉渠道，兩者必須合并使用時，邊溝的斷面應加大，以防止水流危害路基。設計前必須進行調查研究，查明水源與地質條件，重點路段要進行排水系統的全面規劃，考慮路基排水與橋涵布置相配合、地面排水與地下排水相配合、各種排水溝渠的平面布置與豎向布置

11、相配合，做到綜合整治，分期修建。對于排水困難和地質不良的路段，還應和路基防護與加固工程相配合，并進行特殊設計。路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，盡量不破壞天然水系，不輕易合并自然溝溪和改變水流性質，盡量選擇有利地質條件布設人工溝渠，減少排水溝渠的防護與加固工程。對于重點路段的重要排水設施，以及土質松軟和縱坡較陡地段的排水溝渠，應進行必要的防護與加固。路基排水要結合當地水文條件和道路等級等具體情況，注意就地取材，以防為主，既要穩固適用，又必須講究經濟效益。為了減少水對路面的破壞作用，應盡量阻止水進入路面結構，并提供良好的排水設施，以便迅速排除路面結構內的水，亦可修筑具有能夠承載荷載和雨水共同

12、作用的路面結構。三、路基排水設計 進行路基排水設計的目的就是將影響路基強度及穩定性的地下水及地面水及時排出公路范圍。路基排水設施主要由排水墊層、邊溝、排水溝、截水溝、盲溝、滲溝、涵洞等組成，并與原有溝渠、河流等相連。設計應遵循塘路分家、路田分家的原則，使高速公路排水系統自成體系。 （1）地面排水設計 路基地面排水主要是通過全線貫通的邊溝來進行的，一般采用0.6m×0.6m的梯形邊溝，邊坡1：1，以25cm厚的7.5號漿砌片石鋪砌，邊溝縱坡一般不小于03，坡長小于300m，邊溝水均應引離路基，排入原有水系中的河流、排水渠及取土坑內，但不排入魚塘內，當邊溝與涵洞、通道發生交叉時，一般將邊

13、溝水直接排入涵洞，或在灌溉涵、通道處讓路基邊溝向兩側排走或設邊溝倒虹吸涵通過。在挖方地段，還應設置04m×04m的梯形平臺截水溝，并在坡頂外側設06m×06m的矩形地面截水溝，以排除坡面水。截水溝均以25cm厚的75號漿砌片石鋪砌。 (2)地下排水設計 邊溝設計在高速公路排水設計中占有很大的比重，設計人員都給予高度重視，但在設計過程中往往會忽視一些施工中的問題。另外當地鄉鎮常常要求增加、改移和調整小型構造物設置位置。還有一點就是設計中沒有充分考慮利用高速公路施工中超寬填土土方等。 a.一般路段。一般路段路基邊溝設計主要以填筑式邊溝為主，盡量減少路基邊溝積水現象的發生。這主要

14、是吸取已建成的高速公路中的教訓：一是部分路段在汛期內路基水不能及時排除。二是地方群眾干擾路基水排入灌溉涵洞內。 b.軟基處理段。如是淤泥質軟土層，地下水含量較大，為保證軟土段路基的穩定，迅速排除地下水至關重要。設計應采?。喊?砂墊層+超載預壓的深層。塑料排水實踐證明：這些措施可有效地處理及砂墊層+超載預壓的淺層排水處理等措施。排除軟土段地下水。值得注意的是為確保軟土段地下水迅速由砂墊層排入邊溝，需在砂墊層與邊溝相接的斜面上做15cm厚的級配碎石(粒徑2-4cm)反濾層，在砂墊層底部位置預留截面為5cmx5cm、縱向間距為l0m的泄水孔，且泄水孔出口應高于邊溝底30cm。 c.低矮路堤。低矮路堤

15、設計應采取護坡道下挖和邊溝加深的措施，護坡道高程(m)=設計高程(m)1.8m，實際使用效果良好,但應注意邊溝出水口不應低于常水位標高或利用的排水溝渠的底面標高。對邊溝標高及縱坡方向的問題：根據路線縱斷面和沿線自然地形情況綜合確定，通常以沿線自然地形為主確定排水方向。邊溝底標高控制應以該段路肩邊緣最低點標高以下大于1.7m為宜，原因是考慮到路線中央分隔帶橫向排水管不能因邊溝積水而引起倒灌。對于個別特殊路段不能滿足1.7m要求的,可放寬至1.41.5m，若另一側邊溝較低時應優先采用單側布設橫向排水管。 d.挖方路段。對于挖方段應考慮到中央分隔帶橫向排水管排水要求，邊溝底標高不低于路肩標高12m，

16、同時要求邊溝縱坡不小于05。施工期要求各施工單位必須首先在挖方段邊坡頂開挖截水溝以防止路基外側水進入路基，并且應做好挖方段本身臨時排水溝的設置工作。對于石方挖方段，可結合取土，盡量使路兩側邊溝挖深、挖寬，以利截流地下水和降低路基中地下水位。 e.填挖交接段。對于路塹和路堤交接處，如路塹地下水位較高，為防止路塹下含水層中的水沿路基縱向流入路堤，使路堤濕化、坍塌，設計增設了橫向滲溝。邊溝水進入涵洞及跨越通道等情況的處理：沿線設置的涵洞有排涵、灌涵和灌排兩用涵。對于需排入排涵的邊溝，其邊溝底標高不低于涵洞中心的標高；需排入灌涵的邊溝，其溝底標高不低于涵頂標高；而對于灌排兩用的涵洞應按灌涵要求設置，特

17、殊情況時可適當降低。為防止沖刷涵洞，原則上采用邊溝急流槽連接邊溝和涵洞洞口。一般情況下邊溝盡量少穿越通道，當排水需通過通道排入涵洞時，應優先采用邊溝蓋板涵，特殊情況下可采用邊溝倒虹吸穿越通道。四、路面排水設計 路面排水設計是高速公路路面設計的重要組成部分。一方面，車輛高速行駛時，易發生交通事故，影響高速行車安全；另一方面，路面水若不能及時排除，影響路面的整體強度，最終導致路面過早破壞，因此尤需重視路面排水設計。 （1）一般路段的路面排水。一般路段是指不設超高的路段。路面排水根據路線縱坡采用分散漫流式和集中截流式兩種形式。當路線縱坡0.3時，路面排水采用分散漫流式，路緣石采用水泥混凝土的平緣石，

18、路面水沿縱坡和橫坡經路堤邊坡排入邊溝；當路線縱坡0.3時，路面排水采用集中截流式，在硬路肩邊緣土路肩范圍內設置瀝青混凝土攔水緣石，匯集路面水，每隔一定距離經泄水口流入邊坡急流槽，排至路基邊溝。 （2）超高路段的路面排水。設置了超高的路段，路面水易浸占超高側行車道，并穿過凸形中央分隔帶緊急開口進入另一側行車道，從而影響行車安全，故應及時排除超高側匯集的路面水。如在超高側行車方向左側路緣帶設置了縱向排水溝，并每隔一定距離設置了集水井及橫向排水管，這樣超高側路面水沿縱坡及橫坡流人邊坡急流槽，再排人路基邊溝。 （3）中央分隔帶排水。高速公路中央分隔帶排水設計主要為排除中央分隔帶內積水，可分為施工期間和道路營運期下滲水的排除。施工期間排水量取決于最大瞬時降雨量及中央分隔帶的匯水面積。一般情況下，由于高速公路中央分隔帶內設置有通訊、監控用管線的人手孔，因此，中央分隔帶排水長度應為