应用技术 ｌ■ 浅议高速公路排水设计 周学伟刘国杰 （辽宁乾成工程设计咨询有限公司 １１０００３） ［摘 要］公路排水是直接影响路基路面稳定性，保证行车安全与舒适度的重要制约因素。近年来，随着高速公路建设工程的飞速发展，高速公路项目中各 种各样的排水问题也随之摆在了技术人员的面前，而排水设计工作又是走在其最前面，如何做好高速公路的排水设计，笔者通过本文，结合几年来的设计工作经验 提出了自己的建议和看法。 ［关键词］高速公路排水中图分类号：Ｕ４１２．３６＋６ 设计 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１０）３３—０２４４－０１ １前言 高等级公路交通量大，行车速度快，是交通运输体系中最方便快捷的运输 方式，其整体稳定性很大的制约因素就是水，无论是来自地下地表的水，还是天 然的降水，都会使路基路面的稳定性和耐久性不同程度的降低，影响公路的整 体性能。 早期建设的高速公路在近几年来出现了明显的不同程度的损坏，相当一部 分是由于排水设计不够合理，排水设施不够完善，地下水与路面水相互渗透，加 之车辆荷载的反复作用，各种相关的病害相继产生，个别的甚至严重影响交通 行车安全，需要引起广大工程设计人员的特别关注与重视。 ２基本捧水设计方式 ２．１边沟排水 在高速公路施工图实际的排水设计工作中，边沟是最常见的排水结构，所 占的比重自然也相当大。边沟看来结构简单，容易造成设计人员的轻视，很多 人具体情况不做具体分析，大概了解设计项目地形地质特点和公路等级标准就 直接找相似项目设计直接套用了事。 虽然一般的边沟设计不需要进行水文和水力计算，但是绝不能不考虑实际 情况，一般考虑安全性选用三角形或碟形边沟，如遇条件时采用矩形断面 则需在沟顶加盖带孔槽的混凝土盖板。边沟的纵向坡度与最大长度与涵洞位 置的设置要综合考虑。除了排水本身的设计以外，对于排水边沟自身的防护 也是值得注意的，如土质边沟的植物防护，浆砌片石或混凝土预制块的防冲刷 防护等。 ２．２路面渗水 防止路面表面的水进入到路面结构内并长期滞留而导致路面材料强度降 低，尤其是在结构层层间结合处，加之重载交通而使得路面寿命降低。一般排 水要求，路面内部总泄水能力大于渗入路面结构内的水量，在路面内的最大渗 流时间，冰冻地区不应超过１ｈ，其他地区不应超过２ｈ（重交通）～４ｈ（轻交通）。 路面边缘排水系统包括：透水性填料集水沟、纵向排水管、横向出水管 和过滤织物。纵向排水管可采用管径为７０～１５０ｍｍ的ＰＶＣ管，且纵坡与路线 纵坡相同：横向出水管管径与纵向排水管相同即可，间距５０￣１００ｍ，坡度不小 于５％。同时配以沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟，将渗入路面面层的水 引出路基之外。 ２．３超高段排水 路线的超高段排水是个比较特殊的部分，高速公路路面超高的排水主要通 过路缘带集水及分隔带集水。前者是在超高段外侧的左侧路缘带设置集 水槽，每隔７Ｏ～１００ｍ设置集水井，集水井设横向排水管、边坡急流槽。尤其 注意在挖方路段对于集水井与集水槽相连接的预制混凝土板标高设置，保证最 小纵坡大于等于０．３％，可将水引至填方路段通过横向排水设施排出。在长挖 方段，则需开挖加深边沟来解决。 针对路缘带集水方式下，铸铁雨篦子易损坏而降低安全系数的情况。可 采用分隔带集水，即将集水槽设置在分隔带内，只需在集水侧的路缘 石预制时预留以１０ｃｍ间距的５×５ａｍ的泄水孔即可。不但提高了安全系数， 而且集水槽上可覆盖种植土进行绿化，美观实用。 路缘带集水可留下足够的空间绿化，且不与地下管线干扰，缺点是设置于 路缘带的水蓖子影响美观，且车辆在高速行驶时易压坏铸铁雨蓖子，导致发生 交通事故。 ２ ４分隔带排水 分隔带排水一般以分隔带表面的形式区分，因分隔带的宽度不同而选 择不同的分隔带形式。沥青混凝土路面分隔带宽度大于等于３ｍ时， 常采用凹形结构，雨水横向聚集在分隔带中间，其底部设置纵向排水渗沟， 根据路面宽度判断分隔带表面渗入量和纵坡排水能力来确定横向排水管 的设置间距，最终通过边坡急流槽排出。在其内部，路面结构层与之应设置防 水层，防止水渗入路面结构层。分隔带宽度小于３ｍ时，常采用封闭铺面 防水，其横坡略大于路面横坡，此外还有凸形分隔带形式，需在路面结构层 端部采用水泥砂浆抹面，并在分隔带底部与与路面结构层间铺设防渗土工 布，防止渗流。针对沟底设计纵坡小于０．３％的情况，可采用锯齿形纵向矩形 ２４４ Ｉ科技博芜 碎石盲沟，并在其底部每隔３０～５Ｏｍ设置集水槽以汇水。 ３提膏捧水效率 ３．１优化设计 从根本做起，在路面结构自身结构上下功夫。在做好路面排水设计的前 提下，采用密级配的面层设计，优先采用改性沥青面层，合理设置必要的封层， 例如采用沥青石屑等材料均可，不但可提高层间的相互结合力，更可有效降低 面层渗水。 ３．２改善材料 选用新材料、新工艺制造的沥青材料，改善沥青砼的水稳定性和耐久性， 可添加３％～５％的水泥取代矿粉或１％～１．５％的消石灰粉，沥青与矿料之间的粘 附性提高了，其抗水能力也自然相应有一定的改善 近些年也出现了不少性 质品质都很优秀的防水材料，例如：ＪＢＳ一１５００渗透结晶型刚性防水齐ｊ是以硅烷 为基础，添加无机、有机凝胶材料进行交链反应，生成了憎水性、抗渗性、 粘结性的防水材料。喷涂到桥面混凝土的表面，可深入的渗透至桥面混凝土 内部与游离碱产生化学反应，生成稳定的晶体憎水物质，有效阻塞混凝内部毛 细空隙，使桥面混凝土具有永久防水功能，同时对其具有保护作用。设计人员 需广泛涉猎新产品、新材料，对于有实践证明的改良材料优先设计使用。 ３．３提高工艺 施工工艺对公路排水同样重要，对于路面施工工艺，压实度是个非常重要 的硬性指标，根据实践经验，沥青路面的空隙率小于７％时，面层内的水在行车 荷载下一般不会产生动水压力，不易造成水破坏：当实际空隙率大于１５％时，自 由水可在空隙中流动造成水破坏的可能也不高。但空隙率在７％～ｌ５％之间 时，水很容易渗入并滞留在沥青混合料内，通过重载作用和反复的行车荷载作 用产生明显的毛细压力或动水压力，造成面层的水破坏。由此看出，沥青面层 的压实度与排水密切相关，直接影响到整个公路的质量问题。 结语 高等级公路设计中，水是制约因素中占很大比重的先决条件之一。排水 设计需要顺应可持续性发展的大前提，排水设计不但要满足最基本的排水、 防护的功能需求，还要配合景观绿化，方便日后运行维护，节约材料及其相关造 价成本等等。而且不单单要只考虑设计的合理性，还要考虑与施工相适应，既 要方便施工，又要靠施工的成熟工艺来达到防水排水的最佳效果。我们广大 公路设计人员，应根据公路交通量及其等级、降雨强度、地下水、地形、 地质等情况综合考虑设置经济、合理、实用的排水工程结构和设施，灵活运 用设计规范与相关行业标准，把高速公路的排水设计做到最好。 参考文献 ［１］公路排水设计规范（ＪＴＪ０１８—９７）［ｓ］． ［２］公路工程质量检验评定标准（ＪＴＧＦ８０／１—２００４）． ［３］姚祖康．公路排水设计手册［Ｍ］．北京：人民交通出版社，１９９８． ［４］杨铁轮．高速公路排水设计的改进［Ｊ］．兰州铁道学院学报，２００２， （０３）
