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摘要：公路路基、路面排水设计对公路的使用状况尤为重要，排水系统及排水设施的完善与否直接影响公路路基、路面的正常使用寿命。因而，对于设计者来说，应对公路排水设计充分的认识，充分考虑影响排水的因素，针对不同条件采用相应合理的排水设计。
关键词：高速公路；排水设计；路基
Abstract: highway subgrade pavement drainage design of highway use situation is important, drainage system and drainage facilities perfect or not directly influence the highway subgrade pavement of normal life. Hence, for designer, meet the road drainage design of understanding of, and fully consider influence factors of drainage, according to different conditions using relevant reasonable drainage design.
Keywords: highways; and Drainage design; roadbed
中图分类号：X734 文献标识码：A文章编号：
一、概述
随着国家经济建设的发展，对公路建设要求也随之越来越高，高速公路的比例也越来越大，以往建成的大多数高速公路没有设置完善的排水系统，使公路路基、路面的稳定性及强度损坏严重，难以保证行车的安全性，以至于影响公路的正常使用，也缩短了公路的使用寿命。本文以某河南高速公路路基路面排水设计为例，探讨对高速公路排水设计的理念及方法，仅供大家借鉴参考。
二、基路面排水设计目的与要求
把降落在路界范围内的地表水有效的汇集并迅速排除出路界，同时把路界外可能流入的地表水拦截在路界范围外，以减少地表水对路基和路面的危害以及对行车安全的不利。并将公路地下水引排到公路的下侧方，避免公路路基和路面结构遭受地表水和地下水的浸湿、冲刷等破坏作用。
路基路面排水设计的要求是将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基及路面具有足够的强度与稳定性。
三、工程实例
1 工程概况
河北省境内的一段，项目区属北亚热带大陆型湿润季风性气候带。夏季暴雨频繁，区内多年平均降雨量800～1200mm。在设计该高速路基路面排水时，充分考量当地的自然条件，结合路基路面排水设计的理念，创立了较为合理的设计方案，以下将做详细介绍。
2 路基路面排水设施的分类
排水设施根据其所处的位置和功能分路面排水设施与路基排水设施。路面排水设施由路肩排水和中央分隔带排水设施所组成，路基排水设施分为地表排水设施和地下排水设施。地表排水设施由边沟、截水沟、排水沟、急流槽等组成。地下排水设施由渗沟、明沟和槽沟、渗井等组成。
3、 高速路基路面排水的分类
（1）路界地表排水
①路面表面排水设计
高速主线路面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。路面表面排水的主要任务是迅速把降落在路面上的雨水，通过路面和路肩设计的横坡向两侧排走，以避免造成路面積水而影响行车安全。
②中央分隔带排水设计
高速中央分隔带排水设计：中央分隔带采用凸形，中间植草、栽种灌木。为排除渗入中央分隔带内部的水，在分隔带底面铺设土工布进行封闭，底部设纵向透水管，四周填以米石，米石上铺反滤土工织物，组成分隔带内的地下排水设施，中央分隔带下渗水汇集到纵向排水渗沟中，在通过设置横向排水管将渗沟内的水排出路界。纵向排水渗沟两侧及底面可用抹砂浆、涂沥青、粘贴土工布封闭。填方路段每隔60米左右设一道横向排水管，挖方路段在挖方起终点填挖交界处的填方路基内各设一道横向排水管，将水引出路基。横向排水管直径采用直径为11.6cmPVC管，管底纵坡不小于1%，出口修建急流槽及防护措施。
③坡面排水 高速坡面排水设施由边沟、截水沟、排水沟、急流槽等组成， 沟底纵坡坡度不宜小于0.5%。土质沟渠的最小纵坡为0.25%；沟壁铺砌的沟渠的最小纵坡为0.12%。沟槽的顶面高度应高出设计水位0.1米—0.2米。
边沟设计排水：边沟设置在路肩外侧或低路堤坡脚外侧，用以汇集和排除路面、路肩、边坡及流向路基的小量地面水。高速边沟设计，一般路堤宜采用梯形，在场地宽度受到限制时，可用石砌矩形。当挖方高度大于6m时，可选用100cm×80 cm矩形边沟 ；当挖方高度小于6m，大于2m时， 可选用60cm×60 cm矩形边沟。当挖方高度小于2m时，可选用浅碟形边沟。
截水沟设计排水：设置在挖方路基边坡坡顶以外或山坡路堤上方的适当处，用以截引路基上方流向路基的地面径流，防止其冲刷和侵蚀挖方段和路堤坡脚，并减轻边沟的泄水负担。地面岩石裸露和坡面不怕冲刷的路段，可不设置截水沟。截水沟断面的形式一般为梯形，当地面横坡较陡时，可作成石砌矩形。
（2）路面内部排水
高速路面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。考虑到部分降水仍将会渗入至路面结构层中，这部分水在行车荷载的作用下会形成强大的动水压力，进而使沥青与骨料剥离，产生病害，为了排除渗进路面层中的水，在路肩基层顶面处设置无砂砼排水盲沟。排水盲沟首先要铺设二布一膜防渗土工布，靠近路基边坡一侧设置C15号无砂砼块铺砌或现浇，高34cm，上宽为30cm，下宽为25cm。在其与基层中间铺设10cm厚，粒径为0.5~1cm的碎石垫层，在碎石与无砂砼顶上铺设反滤土工布一层。及时将影响沥青路面的水排出。同时为使景观优化，在透水土工布上回填种植土，种植花草。
（3）地下排水
在地下水位较高的路段，为了切断、拦截有害的含水层和降低地下水位，保证路基的稳定和干燥，降低因地下水造成的危害，需修建渗沟将下水排除。高速填石渗沟为矩形，在渗沟的底部用较大碎石或卵石（粒径3~5cm）填筑，在碎石或卵石的两侧和上部，按一定比例分层（层厚约15cm），填较细颗粒的粒料（中砂、粗砂、砾砂），做成反滤层，逐层的粒径比例，大致按4：1递减。砂石料颗粒小于0.5mm的含量不应大于5%。用土工布包裹有孔的硬塑管时，管四周填以大于塑管孔径的等粒径碎石、砾石，组成渗沟。顶部作封闭，用双层反铺草皮或其它材料（如土工合成的防渗材料）铺成，并在其上夯填厚度不小于0.5m的粘土防水层。填石渗沟的埋置深度，应满足渗水材料的顶部（封闭层以下）不得低于原有地下水位的要求。当排除层间水时，渗沟底部应埋于最下面的不透水层上。
四、结束语
目前，高速公路已通车多，运营情况良好，质量相当稳定，这与排水设计的完善是分不开的。
路面排水系统的不完善，是影响高速公路行车安全、造成公路早期破坏的主要原因之一。作为高速公路的设计与施工，完善的路面排水系统的设计与施工是必不可少的，鉴于目前很多公路建设者已经认识到路面表面排水系统的重要性，本人更着重强调路面表面下渗水排水系统的重要性。下面是我的几点见解:
(1)高速公路超高缓和段的排水设计应作多方面的考虑。当超高过渡段的线型设计需要采用较长回旋线时，超高渐变率过小，超高缓和段的渐变过程产生较长横向排水不畅路段，使该段路面滞水，引起路面排水不良，产生影响行车安全、土基工作区含水量过大导致强度和稳定性降低、路面易破坏等一系列问题。在多雨及水系发达的地区，这些问题尤为突出。目前可采取的方法有:①超高缓和段可考虑采用透水路面的型式快速排除路面表面的积水;②可参照日本《规范》的规定用限制超高缓和段长度代替限制超高渐变率或者两者结合加以规定;③在超高渐变段设置斜脊式路拱。
(2)路面边缘排水系统中自由水在路面结构层内沿层间渗流的速率要比向下渗流的速率慢许多倍，并且部分自由水仍有可能被封堵在路面结构内，因而，边缘排水系统的渗流时间较长，路面结构处于潮湿状态的时间要比排水基层排水系统长许多。排水基层排水系统，由于自由水进人排水层的渗流路径短，在透水性材料中渗流速率快，其排水效果比边缘排水系统好得多。
参考文献
[1]交通部公路排水设计规范J(TJ018—17）
[2]公路设计手册路基交通部第二公路勘察设计院
[3]《公路交通科技》（应用技术版） 200603期
[4]《公路排水设计》规范
关键词：高速公路；排水设计；路基
Abstract: highway subgrade pavement drainage design of highway use situation is important, drainage system and drainage facilities perfect or not directly influence the highway subgrade pavement of normal life. Hence, for designer, meet the road drainage design of understanding of, and fully consider influence factors of drainage, according to different conditions using relevant reasonable drainage design.
Keywords: highways; and Drainage design; roadbed
中图分类号：X734 文献标识码：A文章编号：
一、概述
随着国家经济建设的发展，对公路建设要求也随之越来越高，高速公路的比例也越来越大，以往建成的大多数高速公路没有设置完善的排水系统，使公路路基、路面的稳定性及强度损坏严重，难以保证行车的安全性，以至于影响公路的正常使用，也缩短了公路的使用寿命。本文以某河南高速公路路基路面排水设计为例，探讨对高速公路排水设计的理念及方法，仅供大家借鉴参考。
二、基路面排水设计目的与要求
把降落在路界范围内的地表水有效的汇集并迅速排除出路界，同时把路界外可能流入的地表水拦截在路界范围外，以减少地表水对路基和路面的危害以及对行车安全的不利。并将公路地下水引排到公路的下侧方，避免公路路基和路面结构遭受地表水和地下水的浸湿、冲刷等破坏作用。
路基路面排水设计的要求是将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基及路面具有足够的强度与稳定性。
三、工程实例
1 工程概况
河北省境内的一段，项目区属北亚热带大陆型湿润季风性气候带。夏季暴雨频繁，区内多年平均降雨量800～1200mm。在设计该高速路基路面排水时，充分考量当地的自然条件，结合路基路面排水设计的理念，创立了较为合理的设计方案，以下将做详细介绍。
2 路基路面排水设施的分类
排水设施根据其所处的位置和功能分路面排水设施与路基排水设施。路面排水设施由路肩排水和中央分隔带排水设施所组成，路基排水设施分为地表排水设施和地下排水设施。地表排水设施由边沟、截水沟、排水沟、急流槽等组成。地下排水设施由渗沟、明沟和槽沟、渗井等组成。
3、 高速路基路面排水的分类
（1）路界地表排水
①路面表面排水设计
高速主线路面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。路面表面排水的主要任务是迅速把降落在路面上的雨水，通过路面和路肩设计的横坡向两侧排走，以避免造成路面積水而影响行车安全。
②中央分隔带排水设计
高速中央分隔带排水设计：中央分隔带采用凸形，中间植草、栽种灌木。为排除渗入中央分隔带内部的水，在分隔带底面铺设土工布进行封闭，底部设纵向透水管，四周填以米石，米石上铺反滤土工织物，组成分隔带内的地下排水设施，中央分隔带下渗水汇集到纵向排水渗沟中，在通过设置横向排水管将渗沟内的水排出路界。纵向排水渗沟两侧及底面可用抹砂浆、涂沥青、粘贴土工布封闭。填方路段每隔60米左右设一道横向排水管，挖方路段在挖方起终点填挖交界处的填方路基内各设一道横向排水管，将水引出路基。横向排水管直径采用直径为11.6cmPVC管，管底纵坡不小于1%，出口修建急流槽及防护措施。
③坡面排水 高速坡面排水设施由边沟、截水沟、排水沟、急流槽等组成， 沟底纵坡坡度不宜小于0.5%。土质沟渠的最小纵坡为0.25%；沟壁铺砌的沟渠的最小纵坡为0.12%。沟槽的顶面高度应高出设计水位0.1米—0.2米。
边沟设计排水：边沟设置在路肩外侧或低路堤坡脚外侧，用以汇集和排除路面、路肩、边坡及流向路基的小量地面水。高速边沟设计，一般路堤宜采用梯形，在场地宽度受到限制时，可用石砌矩形。当挖方高度大于6m时，可选用100cm×80 cm矩形边沟 ；当挖方高度小于6m，大于2m时， 可选用60cm×60 cm矩形边沟。当挖方高度小于2m时，可选用浅碟形边沟。
截水沟设计排水：设置在挖方路基边坡坡顶以外或山坡路堤上方的适当处，用以截引路基上方流向路基的地面径流，防止其冲刷和侵蚀挖方段和路堤坡脚，并减轻边沟的泄水负担。地面岩石裸露和坡面不怕冲刷的路段，可不设置截水沟。截水沟断面的形式一般为梯形，当地面横坡较陡时，可作成石砌矩形。
（2）路面内部排水
高速路面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。考虑到部分降水仍将会渗入至路面结构层中，这部分水在行车荷载的作用下会形成强大的动水压力，进而使沥青与骨料剥离，产生病害，为了排除渗进路面层中的水，在路肩基层顶面处设置无砂砼排水盲沟。排水盲沟首先要铺设二布一膜防渗土工布，靠近路基边坡一侧设置C15号无砂砼块铺砌或现浇，高34cm，上宽为30cm，下宽为25cm。在其与基层中间铺设10cm厚，粒径为0.5~1cm的碎石垫层，在碎石与无砂砼顶上铺设反滤土工布一层。及时将影响沥青路面的水排出。同时为使景观优化，在透水土工布上回填种植土，种植花草。
（3）地下排水
在地下水位较高的路段，为了切断、拦截有害的含水层和降低地下水位，保证路基的稳定和干燥，降低因地下水造成的危害，需修建渗沟将下水排除。高速填石渗沟为矩形，在渗沟的底部用较大碎石或卵石（粒径3~5cm）填筑，在碎石或卵石的两侧和上部，按一定比例分层（层厚约15cm），填较细颗粒的粒料（中砂、粗砂、砾砂），做成反滤层，逐层的粒径比例，大致按4：1递减。砂石料颗粒小于0.5mm的含量不应大于5%。用土工布包裹有孔的硬塑管时，管四周填以大于塑管孔径的等粒径碎石、砾石，组成渗沟。顶部作封闭，用双层反铺草皮或其它材料（如土工合成的防渗材料）铺成，并在其上夯填厚度不小于0.5m的粘土防水层。填石渗沟的埋置深度，应满足渗水材料的顶部（封闭层以下）不得低于原有地下水位的要求。当排除层间水时，渗沟底部应埋于最下面的不透水层上。
四、结束语
目前，高速公路已通车多，运营情况良好，质量相当稳定，这与排水设计的完善是分不开的。
路面排水系统的不完善，是影响高速公路行车安全、造成公路早期破坏的主要原因之一。作为高速公路的设计与施工，完善的路面排水系统的设计与施工是必不可少的，鉴于目前很多公路建设者已经认识到路面表面排水系统的重要性，本人更着重强调路面表面下渗水排水系统的重要性。下面是我的几点见解:
(1)高速公路超高缓和段的排水设计应作多方面的考虑。当超高过渡段的线型设计需要采用较长回旋线时，超高渐变率过小，超高缓和段的渐变过程产生较长横向排水不畅路段，使该段路面滞水，引起路面排水不良，产生影响行车安全、土基工作区含水量过大导致强度和稳定性降低、路面易破坏等一系列问题。在多雨及水系发达的地区，这些问题尤为突出。目前可采取的方法有:①超高缓和段可考虑采用透水路面的型式快速排除路面表面的积水;②可参照日本《规范》的规定用限制超高缓和段长度代替限制超高渐变率或者两者结合加以规定;③在超高渐变段设置斜脊式路拱。
(2)路面边缘排水系统中自由水在路面结构层内沿层间渗流的速率要比向下渗流的速率慢许多倍，并且部分自由水仍有可能被封堵在路面结构内，因而，边缘排水系统的渗流时间较长，路面结构处于潮湿状态的时间要比排水基层排水系统长许多。排水基层排水系统，由于自由水进人排水层的渗流路径短，在透水性材料中渗流速率快，其排水效果比边缘排水系统好得多。
参考文献
[1]交通部公路排水设计规范J(TJ018—17）
[2]公路设计手册路基交通部第二公路勘察设计院
[3]《公路交通科技》（应用技术版） 200603期
[4]《公路排水设计》规范