淺談公路排水設(shè)計(jì)

`淺談公路排水設(shè)計(jì)CHANGSHHAUNIIVERSIITYOFFSCIEENCE&&TECHHNOLOGGY題目：淺談公路路排水設(shè)計(jì)小組組長：蘇行1611010400078小組成員：張文文杰小組成員:唐昊龍2016年10月淺談公路排水設(shè)設(shè)計(jì)摘要：公路排水水設(shè)計(jì)在公路路工程中占有有十分重要的的地位，必須須引起相關(guān)部部門的足夠重重視。本文主主要探討了公公路路基路面面排水的設(shè)計(jì)計(jì)，并不斷完完善排水系統(tǒng)統(tǒng)，以全面提提高公路的使使用壽命。關(guān)關(guān)鍵詞：公路路；路基；路路面；排水設(shè)設(shè)計(jì)前言隨著著交通事業(yè)的的不斷發(fā)展和和交通科學(xué)技技術(shù)的迅猛發(fā)發(fā)展，公路的的數(shù)量和質(zhì)量量都在提高，同同時(shí)，對(duì)于道道路排水設(shè)計(jì)計(jì)越來越重視視，對(duì)它的要要求也越來越越高，我國公公路排水工程程的發(fā)展經(jīng)歷歷了從無到有有到逐步完善善的過程。建建國初期及其其后2年，由于我我國經(jīng)濟(jì)比較較落后，建成成的公路技術(shù)術(shù)等級(jí)低，使使用品質(zhì)差，且且由于缺乏必必要的排水設(shè)設(shè)施，公路抵抵御自然災(zāi)害害的能力很弱弱。進(jìn)入2世紀(jì)8年代，公路路排水問題逐逐步被人們所所認(rèn)識(shí)。在該該時(shí)期出版的的路基路面設(shè)設(shè)計(jì)手冊(cè)中，對(duì)對(duì)公路排水設(shè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了一一些分析與計(jì)計(jì)算，提出了了路基路面排排水設(shè)計(jì)的要要求與規(guī)定；；在施工手冊(cè)冊(cè)中，對(duì)路基基路面的排水水施工提出了了具體的要求求和規(guī)定，闡闡明了各項(xiàng)排排水設(shè)施施工工時(shí)應(yīng)注意的的事項(xiàng)。這些些手冊(cè)在相當(dāng)當(dāng)長的一段時(shí)時(shí)間內(nèi)作為指指導(dǎo)公路排水水工程設(shè)計(jì)與與施工的工具具，在公路設(shè)設(shè)計(jì)與施工中中起到了十分分重要的作用用。20世紀(jì)90年代后，隨隨著高速公路路的飛速發(fā)展展，排水工程程的設(shè)計(jì)、施施工和養(yǎng)護(hù)愈愈來愈引起人人們的重視，排排水工程被提提到了一個(gè)相相當(dāng)重要的高高度。1998年我國制定定并發(fā)布了《公公路排水設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范(JTJ118—97)》，它不僅僅全面系統(tǒng)地地介紹了各種種排水設(shè)施的的設(shè)計(jì)要領(lǐng)，而而且在路基路路面排水的基基礎(chǔ)上，增加加了路面結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)部排水及及公路構(gòu)造物物及下穿道路路排水的內(nèi)容容，使公路排排水工程更趨趨完善和合理理。這里筆者者就水對(duì)道路路的作用及危危害、道路排排水的目的和和要求、道路路排水設(shè)計(jì)的的前景進(jìn)行詳詳述。公路排排水設(shè)計(jì)是高高速公路設(shè)計(jì)計(jì)的重要內(nèi)容容之一。在高高速公路的排排水設(shè)計(jì)前，應(yīng)應(yīng)充分了解當(dāng)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情情況，遵循公公路排水設(shè)計(jì)計(jì)的原則和規(guī)規(guī)范來設(shè)計(jì)。因因此，在高速速公路的設(shè)計(jì)計(jì)中，對(duì)于路路面的排水設(shè)設(shè)施要進(jìn)行特特別的設(shè)計(jì)與與研究，才能能確保高速公公路的穩(wěn)定和和行車的安全全，同時(shí)應(yīng)達(dá)達(dá)到與周圍環(huán)環(huán)境協(xié)調(diào)、美美化高速公路路的效果。一、水對(duì)道路的的作用及危害害路基和路面結(jié)構(gòu)構(gòu)外露在地表表，直接感受受自然因素的的影響。水是是道路上常見見的自然物質(zhì)質(zhì)，由于它的的存在，會(huì)直直接或間接影影響到道路的的濕度從而會(huì)會(huì)影響到道路路的使用質(zhì)量量與行車安全全，主要體現(xiàn)現(xiàn)在地面水對(duì)對(duì)地表的侵蝕蝕與地下水對(duì)對(duì)地基的破壞壞。(1)雨雪形成成的大氣降水水輕微會(huì)導(dǎo)致致地面積水影影響正常交通通，嚴(yán)重會(huì)造造成地面的重重病害——可以直接沖沖毀路肩、邊邊坡和路基；；滲入路基內(nèi)內(nèi)部的水會(huì)使使土基濕軟從從而引起路基基凍脹、翻漿漿或邊坡塌方方、泥石流，甚甚至整個(gè)路基基沿傾斜基底底滑動(dòng)；進(jìn)入入結(jié)構(gòu)層內(nèi)的的水分可浸濕濕無機(jī)結(jié)合料料處治的粒料料層，導(dǎo)致基基層強(qiáng)度下降降，使瀝青面面層出現(xiàn)剝落落和松散；水水泥混凝土路路面由于接縫縫多，從接縫縫中滲入的水水分聚集在路路面結(jié)構(gòu)中，在在重載的反復(fù)復(fù)作用下，產(chǎn)產(chǎn)生很大的動(dòng)動(dòng)水壓力，導(dǎo)導(dǎo)致接縫附近近的細(xì)顆粒集集料軟化，形形成唧泥，產(chǎn)產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)、斷斷裂等病害。(2)海、河、湖湖、水渠及水水庫水會(huì)影響響離這些水源源較近的道路路的使用，長長時(shí)間作用就就會(huì)造成臨近近道路路面的的嚴(yán)重積水，降降低路面材料料的強(qiáng)度，形形成各種各樣樣影響交通的的病害；如果果地上排水不不充分會(huì)使水水流進(jìn)入封閉閉性不好的道道路內(nèi)部形成成松軟土層，造造成路基沉陷陷；遇到易發(fā)發(fā)洪水季節(jié)甚甚至?xí)_毀路路基及周邊的的附屬工程構(gòu)構(gòu)造物。(3)位于地下下上層相對(duì)不不透水層一帶帶的滯水，會(huì)會(huì)軟化路基，使使路基潮濕，降降低路基的強(qiáng)強(qiáng)度。(4)在地面以以下第一個(gè)隔隔水層以上的的含水層的潛潛水，距地面面較近，在重重力作用下可可沿土層以薄薄膜形式從含含水量高的位位置向含水量量低的地方流流動(dòng)，從溫度度高的地方向向溫度低的凍凍結(jié)中心周圍圍流動(dòng)，會(huì)形形成水分集中中，造成路基基局部損壞，影影響路基的整整體強(qiáng)度和水水溫穩(wěn)定性，重重者會(huì)引起凍凍脹、翻漿或或邊坡滑坍，甚甚至整個(gè)路基基沿傾斜基底底滑動(dòng)，水還還可能造成摻摻有膨脹土的的路基工程毀毀滅性的破壞壞。(5)在地面以以下任何兩個(gè)個(gè)隔水層之間間含水層中的的層間地下水水，當(dāng)水源高高于地面時(shí)，可可以通過巖層層裂縫冒出地地面而成泉水水，上升到路路基，導(dǎo)致路路基濕軟，強(qiáng)強(qiáng)度降低，重重者也會(huì)引起起路基的整體體破壞?？傊?，路基、路路面的強(qiáng)度與與穩(wěn)定性同水水的關(guān)系十分分密切。路基基、路面的病病害有多種，形形成病害的原原因也有很多多，但水的作作用是主要因因素，無不都都與地面水和和地下水的浸浸濕和沖刷破破壞有關(guān)。水水的作用加劇劇了路基路面面結(jié)構(gòu)的損壞壞，加快了路路面使用性能能的變壞，縮縮短了路面的的使用壽命。據(jù)據(jù)新聞網(wǎng)上有有關(guān)報(bào)道：“近幾年由于于我國連續(xù)發(fā)發(fā)生了幾次歷歷史上罕見的的特大洪水，公公路水毀損失失十分嚴(yán)重，據(jù)據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)計(jì)，僅在1991年-1998年間，公路路水毀損失達(dá)達(dá)2多億元，某某些省份平均均每年水毀損損失都達(dá)億元元?！边@固然有洪洪水兇猛人力力不可抗拒的的因素，但公公路本身抗災(zāi)災(zāi)能力差，排排水設(shè)施不齊齊全，排水系系統(tǒng)不配套也也是造成水毀毀損失的一個(gè)個(gè)重要原因。因因此充分認(rèn)識(shí)識(shí)水對(duì)公路的的破壞性，認(rèn)認(rèn)真做好公路路排水系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)、施工工和養(yǎng)護(hù)已是是一項(xiàng)十分嚴(yán)嚴(yán)峻而緊迫的的任務(wù)。二、道路排水的的目的和要求求(1)道路排水水設(shè)計(jì)的目的的。就是要考考慮道路等級(jí)級(jí)、地形、地地質(zhì)、氣候、年年降雨量、地地下水等條件件，考慮不同同的水源，設(shè)設(shè)置相應(yīng)的排排水設(shè)施，使使路基、路面面形成良好的的排水系統(tǒng)。把把影響路基強(qiáng)強(qiáng)度和穩(wěn)定性性的水排到路路基范圍以外外適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)點(diǎn)，并防止地地面水漫流、滯滯積或下滲，對(duì)對(duì)影響路基穩(wěn)穩(wěn)定性的地下下水，則應(yīng)予予以隔斷、疏疏干、降低，并并引到路基范范圍以外適當(dāng)當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)，將將土基濕度降降低到一定范范圍內(nèi)，保持持路基常年處處于干燥狀態(tài)態(tài)，確保路基基、路面的強(qiáng)強(qiáng)度和穩(wěn)定性性不受地下水水和地表積水水的影響。還還必須將路面面排水和路基基排水結(jié)合起起來綜合考慮慮，將地上排排水和地下排排水結(jié)合考慮慮，將臨時(shí)性性排水設(shè)施與與永久性排水水設(shè)施結(jié)合考考慮，將道路路排水與農(nóng)田田灌溉、周圍圍環(huán)境保護(hù)綜綜合考慮，將將道路排水工工程與防護(hù)加加固工程綜合合考慮。一般把道路排水水分為地面排排水和地下排排水。路界地地面排水包括括路面(含路肩、中中央分隔帶)排水、路基基邊坡排水、溝溝渠排水等。地地下排水包括括路基地下排排水、中央分分隔帶地下排排水和縱向填填、挖方交界界處地下排水水等。(2)道路排水水設(shè)施施工的的目的。首先先應(yīng)校核全線線排水系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)是否完完備和妥善，必必要時(shí)予以補(bǔ)補(bǔ)充或修改，應(yīng)應(yīng)重視排水工工程的質(zhì)量和和使用效果。此此外，應(yīng)根據(jù)據(jù)實(shí)際情況，設(shè)設(shè)置施工現(xiàn)場場的臨時(shí)性排排水措施，保保證路基土石石方及附屬結(jié)結(jié)構(gòu)在正常條條件下進(jìn)行施施工作業(yè)，消消除路基基底底和土體內(nèi)與與水有關(guān)的隱隱患，保證路路基工程質(zhì)量量。(3)道路排水水設(shè)施養(yǎng)護(hù)的的目的。應(yīng)該該對(duì)排水設(shè)施施進(jìn)行日常性性、經(jīng)常性、季季節(jié)性的養(yǎng)護(hù)護(hù)，若發(fā)現(xiàn)有有排水不暢，淤淤積，堵塞現(xiàn)現(xiàn)象，一定要要及時(shí)對(duì)排水水設(shè)施予以補(bǔ)補(bǔ)充或修改，保保持排水設(shè)施施的正常使用用，水流暢通通，并根據(jù)實(shí)實(shí)際情況不斷斷改善路基排排水條件。(4)道路排水水設(shè)計(jì)的要求求。①排水設(shè)計(jì)要要因地制宜、全全面規(guī)劃、因因勢(shì)利導(dǎo)、綜綜合整治、講講究實(shí)效、注注意經(jīng)濟(jì)，充充分利用有利利地形和自然然水系。一般般情況下，地地面和地下設(shè)設(shè)置的排水溝溝渠宜短不宜宜長，以使水水流不致過于于匯集，做到到及時(shí)疏散、就就近分流。②各種路基排排水溝渠的設(shè)設(shè)置，應(yīng)注意意與農(nóng)田水利利相配合，必必要時(shí)要適當(dāng)當(dāng)增設(shè)涵管或或加大涵管孔孔徑，以防農(nóng)農(nóng)業(yè)用水影響響路基的穩(wěn)定定性，并做到到路基排水有有利于農(nóng)田灌灌溉。路基邊邊溝一般不用用作農(nóng)田灌溉溉渠道，兩者者必須合并使使用時(shí)，邊溝溝的斷面應(yīng)加加大，以防止止水流危害路路基。③設(shè)計(jì)前必須須進(jìn)行調(diào)查研研究，查明水水源與地質(zhì)條條件，重點(diǎn)路路段要進(jìn)行排排水系統(tǒng)的全全面規(guī)劃，考考慮路基排水水與橋涵布置置相配合、地地面排水與地地下排水相配配合、各種排排水溝渠的平平面布置與豎豎向布置相配配合，做到綜綜合整治，分分期修建。對(duì)對(duì)于排水困難難和地質(zhì)不良良的路段，還還應(yīng)和路基防防護(hù)與加固工工程相配合，并并進(jìn)行特殊設(shè)設(shè)計(jì)。④路基排水要要注意防止附附近山坡的水水土流失，盡盡量不破壞天天然水系，不不輕易合并自自然溝溪和改改變水流性質(zhì)質(zhì)，盡量選擇擇有利地質(zhì)條條件布設(shè)人工工溝渠，減少少排水溝渠的的防護(hù)與加固固工程。對(duì)于于重點(diǎn)路段的的重要排水設(shè)設(shè)施，以及土土質(zhì)松軟和縱縱坡較陡地段段的排水溝渠渠，應(yīng)進(jìn)行必必要的防護(hù)與與加固。⑤路基排水要要結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件和道道路等級(jí)等具具體情況，注注意就地取材材，以防為主主，既要穩(wěn)固固適用，又必必須講究經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益。⑥為了減少水水對(duì)路面的破破壞作用，應(yīng)應(yīng)盡量阻止水水進(jìn)入路面結(jié)結(jié)構(gòu)，并提供供良好的排水水設(shè)施，以便便迅速排除路路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的的水，亦可修修筑具有能夠夠承載荷載和和雨水共同作作用的路面結(jié)結(jié)構(gòu)。三、路基排水設(shè)設(shè)計(jì)進(jìn)行路基基排水設(shè)計(jì)的的目的就是將將影響路基強(qiáng)強(qiáng)度及穩(wěn)定性性的地下水及及地面水及時(shí)時(shí)排出公路范范圍。路基排排水設(shè)施主要要由排水墊層層、邊溝、排排水溝、截水水溝、盲溝、滲滲溝、涵洞等等組成，并與與原有溝渠、河河流等相連。設(shè)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循塘塘路分家、路路田分家的原原則，使高速速公路排水系系統(tǒng)自成體系系。（1）地面排水水設(shè)計(jì)路基地地面排水主要要是通過全線線貫通的邊溝溝來進(jìn)行的，一一般采用0.6m××0.6m的梯形邊溝溝，邊坡1：1，以25cm厚的7.5號(hào)漿砌片石石鋪砌，邊溝溝縱坡一般不不小于0．3％，坡長小小于300m，邊溝水均均應(yīng)引離路基基，排入原有有水系中的河河流、排水渠渠及取土坑內(nèi)內(nèi)，但不排入入魚塘內(nèi)，當(dāng)當(dāng)邊溝與涵洞洞、通道發(fā)生生交叉時(shí)，一一般將邊溝水水直接排入涵涵洞，或在灌灌溉涵、通道道處讓路基邊邊溝向兩側(cè)排排走或設(shè)邊溝溝倒虹吸涵通通過。在挖方方地段，還應(yīng)應(yīng)設(shè)置0．4m×0．4m的梯形平臺(tái)臺(tái)截水溝，并并在坡頂外側(cè)側(cè)設(shè)0．6m×0．6m的矩形地面面截水溝，以以排除坡面水水。截水溝均均以25cm厚的7．5號(hào)漿砌片石石鋪砌。(22)地下排水設(shè)設(shè)計(jì)邊溝設(shè)計(jì)計(jì)在高速公路路排水設(shè)計(jì)中中占有很大的的比重，設(shè)計(jì)計(jì)人員都給予予高度重視，但但在設(shè)計(jì)過程程中往往會(huì)忽忽視一些施工工中的問題。另另外當(dāng)?shù)剜l(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)常常要求增增加、改移和和調(diào)整小型構(gòu)構(gòu)造物設(shè)置位位置。還有一一點(diǎn)就是設(shè)計(jì)計(jì)中沒有充分分考慮利用高高速公路施工工中超寬填土土土方等。a.一般路段。一一般路段路基基邊溝設(shè)計(jì)主主要以填筑式式邊溝為主，盡盡量減少路基基邊溝積水現(xiàn)現(xiàn)象的發(fā)生。這這主要是吸取取已建成的高高速公路中的的教訓(xùn)：一是是部分路段在在汛期內(nèi)路基基水不能及時(shí)時(shí)排除。二是是地方群眾干干擾路基水排排入灌溉涵洞洞內(nèi)。b.軟基處理段段。如是淤泥泥質(zhì)軟土層，地地下水含量較較大，為保證證軟土段路基基的穩(wěn)定，迅迅速排除地下下水至關(guān)重要要。設(shè)計(jì)應(yīng)采采?。喊?砂墊層+超載預(yù)壓的的深層。塑料料排水實(shí)踐證證明：這些措措施可有效地地處理及砂墊墊層+超載預(yù)壓的的淺層排水處處理等措施。排排除軟土段地地下水。值得得注意的是為為確保軟土段段地下水迅速速由砂墊層排排入邊溝，需需在砂墊層與與邊溝相接的的斜面上做15cm厚的級(jí)配碎碎石(粒徑2-4cmm)反濾層，在在砂墊層底部部位置預(yù)留截截面為5cmx55cm、縱向間距距為l0m的泄水孔，且且泄水孔出口口應(yīng)高于邊溝溝底30cm。c.低矮路堤。低低矮路堤設(shè)計(jì)計(jì)應(yīng)采取護(hù)坡坡道下挖和邊邊溝加深的措措施，護(hù)坡道道高程(m)=設(shè)計(jì)高程(m)－1.8m，實(shí)際使用用效果良好,但應(yīng)注意邊邊溝出水口不不應(yīng)低于常水水位標(biāo)高或利利用的排水溝溝渠的底面標(biāo)標(biāo)高。對(duì)邊溝溝標(biāo)高及縱坡坡方向的問題題：根據(jù)路線線縱斷面和沿沿線自然地形形情況綜合確確定，通常以以沿線自然地地形為主確定定排水方向。邊邊溝底標(biāo)高控控制應(yīng)以該段段路肩邊緣最最低點(diǎn)標(biāo)高以以下大于1.7m為宜，原因因是考慮到路路線中央分隔隔帶橫向排水水管不能因邊邊溝積水而引引起倒灌。對(duì)對(duì)于個(gè)別特殊殊路段不能滿滿足1.7m要求的,可放寬至1.4～1.5m，若另一側(cè)側(cè)邊溝較低時(shí)時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用用單側(cè)布設(shè)橫橫向排水管。d.挖方路段。對(duì)對(duì)于挖方段應(yīng)應(yīng)考慮到中央央分隔帶橫向向排水管排水水要求，邊溝溝底標(biāo)高不低低于路肩標(biāo)高高1．2m，同時(shí)要求求邊溝縱坡不不小于0．5％。施工期期要求各施工工單位必須首首先在挖方段段邊坡頂開挖挖截水溝以防防止路基外側(cè)側(cè)水進(jìn)入路基基，并且應(yīng)做做好挖方段本本身臨時(shí)排水水溝的設(shè)置工工作。對(duì)于石石方挖方段，可可結(jié)合取土，盡盡量使路兩側(cè)側(cè)邊溝挖深、挖挖寬，以利截截流地下水和和降低路基中中地下水位。e.填挖交接段段。對(duì)于路塹塹和路堤交接接處，如路塹塹地下水位較較高，為防止止路塹下含水水層中的水沿沿路基縱向流流入路堤，使使路堤濕化、坍坍塌，設(shè)計(jì)增增設(shè)了橫向滲滲溝。邊溝水水進(jìn)入涵洞及及跨越通道等等情況的處理理：沿線設(shè)置置的涵洞有排排涵、灌涵和和灌排兩用涵涵。對(duì)于需排排入排涵的邊邊溝，其邊溝溝底標(biāo)高不低低于涵洞中心心的標(biāo)高；需需排入灌涵的的邊溝，其溝溝底標(biāo)高不低低于涵頂標(biāo)高高；而對(duì)于灌灌排兩用的涵涵洞應(yīng)按灌涵涵要求設(shè)置，特特殊情況時(shí)可可適當(dāng)降低。為為防止沖刷涵涵洞，原則上上采用邊溝急急流槽連接邊邊溝和涵洞洞洞口。一般情情況下邊溝盡盡量少穿越通通道，當(dāng)排水水需通過通道道排入涵洞時(shí)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采采用邊溝蓋板板涵，特殊情情況下可采用用邊溝倒虹吸吸穿越通道。四、路面排水設(shè)計(jì)路面排水設(shè)計(jì)是高速公路路面設(shè)計(jì)的重要組成部分。一方面，車輛高速行駛時(shí)，易發(fā)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(shí)排除，影響路面的整體強(qiáng)度，最終導(dǎo)致路面過早破壞，因此尤需重視路面排水設(shè)計(jì)。（1）一般路段的路面排水。一般路段是指不設(shè)超高的路段。路面排水根據(jù)路線縱坡采用分散漫流式和集中截流式兩種形式。當(dāng)路線縱坡＜0.3％時(shí)，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，路面水沿縱坡和橫坡經(jīng)路堤邊坡排入邊溝；當(dāng)路線縱坡≥0.3％時(shí)，路面排水采用集中截流式，在硬路肩邊緣土路肩范圍內(nèi)設(shè)置瀝青混凝土攔水緣石，匯集路面水，每隔一定距離經(jīng)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(shè)置了超高的路段，路面水易浸占超高側(cè)行車道，并穿過凸形中央分隔帶緊急開口進(jìn)入另一側(cè)行車道，從而影響行車安全，故應(yīng)及時(shí)排除超高側(cè)匯集的路面水。如在超高側(cè)行車方向左側(cè)路緣帶設(shè)置了縱向排水溝，并每隔一定距離設(shè)置了集水井及橫向排水管，這樣超高側(cè)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(shè)計(jì)主要為排除中央分隔帶內(nèi)積水，可分為施工期間和道路營運(yùn)期下滲水的排除。施工期間排水量取決于最大瞬時(shí)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