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摘要:随着经济发展的需要,高速公路的使用出现直线上升的趋势,如此繁重的工作任务,必然会给高速公路带来严重的压力,这就对于施工建设提出了更高的要求标准。实践证明,对于高速公路的主要破坏来自于雨水对路基路面的影响,地上水和地下水通过渗透对路基上的沥青结构进行破坏,都大大降低了公路的整体质量,给行车带来严重的安全隐患。如何建立完善的路基路面排水系统,有效降低水对主体工程的损害程度,提高的路基路面的结构功能和使用耐久性,成为设计施工企业长期研究的问题。
关键词:高速公路;路基路面排水;现状及养护措施
中图分类号:U412文献标识码: A
由于长途运输的剧烈增加,导致社会对高速公路的使用需求剧增,高速公路的交通流量不断增加,这也就对高速公路的路基、路面质量提出了越来越高的要求。在长期的研究过程中发现,高速路面、路基的破坏程度很大一部分因素是水,水对路面、路基额破坏已经得到公路部门的高度重视。破坏高速公路的水因素主要包括地表水和地下水两个方面,目前我国高速公路基本都是沥青混凝土材料,所以这些材料在水的长期侵蚀过程中会逐渐出现变形而使材料强度减低,然后在大量行车负荷及温度变化的反复作用下,路面就会出现裂缝、剥落、松散、坑槽、错台甚至断裂等一系列问题。水分的渗入会造成路基严重损害,会造成公路进一步破坏,严重影响行车安全。
1.高速公路路基排水设计及养护措施
路基排水设计的目的就是将影响路基强度及稳定性的地下水及地面水及时排出公路范围。路基排水设施主要由排水沟、边沟、截水沟、盲沟、渗沟、涵洞等组成,并与原有沟渠、河流等相连,设计应遵循塘路分家、路田分家的原则,使公路排水系统自成体系。
1.1 路基地下排水
路基地下排水的设施主要有:盲沟、渗沟、渗井、仰斜式排水孔等,地下水的主要特点是排水量不大,主要是以渗流方式汇集水流,对路基范围内流量较大的地下水应设置涵洞、暗沟等予以排除;对于路基范围内流量较小的地下水,可通过横向设置盲沟、纵向设置渗沟的方式排除地下水;对位于挖方段边坡上地下水,可设置仰斜式排水孔予以排除
1.2填方段排水
填方段路基排水设施以排水沟为主。排水沟起连接各种排水设施,将水引排到附近自然水道或桥涵,从而形成完善的排水系统的作用。排水沟一般采用梯形横断面,尺寸根据设计流量确定。边坡平台排水沟适宜采用混凝土预制的碟形排水沟。排水沟的长度不宜超过500 m,与各种水沟的连接应顺畅。排水沟在整个公路综合排水系统中具有重要的作用,它不仅担负着排泄地表水径流的作用,而且有排除部分构造物中积水的功能,其设置是否合理决定着整个排水系统是否能够正常发挥作用。
1.3挖方段排水
挖方段排水设计较填方段排水设计困难,排水施主要有边沟、截水沟等。
1.3.1一般边沟
各级公路的边沟习惯采用梯形(土质)和矩形(岩质)横断面。但从安全及经济的角度,采用植草防护的浅碟形排水边沟,对于地形平坦,冲刷较小的浅挖路段适应性及经济性较好;加盖板的矩形边沟较梯形边沟对与会水面积较大的深挖方路基适应性及经济性较好。路基边沟一般采用浆砌片石或水泥混凝土预制块加固,沟底纵坡坡度一般不宜小于0. 5%,最小不宜小于0. 25%,以免影响边沟水的顺利排出。边沟出水口的间距,一般地区不宜超过500 m,多雨地区不宜超过300 m,三角形和碟形边沟不宜超过200 m。
1.3.2填方边沟
当路线经山岭重丘时,地形复杂,自然冲沟分布密集。在山坡线路基纵向排水设计中,会出现边沟在两边为挖方中间为局部小填方的情况。这种情况下,由于不宜设桥涵构造物,为将边沟水引出,在填方处设置填方排水边沟,即在填方
处将地面垫起,与边沟接顺。垫起地面后,由于路基的拦阻,从山坡流下汇入自然冲沟里的水将淤集在路基处,对路基造成危害。对此,采用两种处理方法:在垫起边沟处向自然沟继续填土以2﹪纵坡与自然沟轴线相交(若此长度在本桩号占地范围内)。在此长度与自然沟宽度范围内,用25 cm厚的7. 5号浆砌片石护面,以防边沟处冲刷;当自然地面与边沟设计高差较大,在占地范围内不能相交时,在填方边沟外缘线2 m的宽度内填起地面,放坡坡度同路基坡度,并做25 cm厚的7. 5号浆砌片石护面。此范围与路基同时施工,然后开挖边沟。
1.3.3截水沟
路堑或路堤边坡上方流入路基的地表径流量大时,需设置拦截地表径流的截水沟。在设计前应进行实地调查,了解地形、地质、水文、植被等情况,对截水沟的适宜位置和排水出口的引伸范围做出合理的布局。一般截水沟设在路堑坡顶5m或路堤坡脚2m以外。截水沟截面形式一般采用梯形,尺寸大小视汇水流量确定。截水沟长以200~500 m为宜。超过500 m时,需在其间适当位置增设泄水口,并采用急流槽、跌水井等排水构造物引排。路基范围内的地下水排除方法有设盲沟、渗井等方法。在处治地下水时需注意地表水不能引入地下水的处理措施中,而地下水可以引入地表水的设施中。
2.路面排水
路面排水是高速公路路面设计的重要组成部分。一方面,由降雨形成的路面水膜影响车轮与路面的接触,易使车轮产生液面滑移,且高速行驶的车辆尾部易形成水雾,影响驾驶员的视线,危及行车安全;另一方面,路面水不及时排除,还会透过路面面层渗入到基层,使基层软化、冲刷和唧浆,影响路面的整体强度,最终导致路面过早破坏。
2.1 路面表面排水
路面排水的主要任务是迅速把降落在路面和路肩表面的降水排走,以免造成路面积水而影响行车安全。在无超高路段,通过路面和路肩横坡向路基两侧横向排流。当路基横断面为路堤时,采用两种方式排除路面表面水:即让路面表面水以横向漫流形式向路堤坡面分散排放,此方式一般在边坡进行防护且路堤不高时采用;另一种方式是在路肩外侧边缘处设置拦水带,将路面表面水汇集在拦水带同路肩铺面组成的浅三角形过水断面内,然后隔一定间距设置泄水口和急流槽,将水集中排放到路堤坡脚外。
2.2超高路段路面排水
在超高路段,内侧半幅路面排水采取无超高路段的排水方式。对于外侧半幅路面,在超高内侧中央分隔带路缘带外设置缝隙式圆形集水管,每隔一定距离设置检查井和泄水口,上盖铸铁格栅,通过横向排水管将水引出路界外。泄水口和检查井采用混凝土窨井与钢筋混凝土横向排水管连接。横向排水管可以与急流槽连接或通过挡墙的排水孔排向挡墙外的排水沟中。
2.3 中央分隔带排水
高速公路中央分隔带排水设计主要为排除中央分隔带内积水,一般包括以下几个部分:设计底坡不小于0.3%的纵向梯形或矩形盲沟,汇集中央分隔带雨水或渗水;设计间距为30 m~50 m的横向排水管,将盲沟中的水排出路基以外;设置沥青防渗层及土工布防渗层,防止水从侧面向路基渗透。
在设计过程中,同时要注意一些问题:设置凸形中央分隔带的高等级公路路基路面排水时,必须充分重视中央分隔带的排水。虽然大部分降水通过凸形中央分隔带可自排到路面上,但仍有小部分水会渗入到中央分隔带内的回填土中并进一步渗入到路面结构层及路基,并影响其强度及稳定性。因此,在凸形中央分隔带回填土下应设纵向碎石盲沟或排水暗溝,中央分隔带两侧每隔100 m左右应交错设置孔径20 cm~60 cm的横向硬塑排水管,管底纵坡不小于1%,进出口应采取防护措施。
3结语
总之,不同道路、不同地理地质情况应采用不同方法,做出合理、可靠的路基路面排水设计,使道路的排水成为一个完整的综合排水系统,使不同水源的水都可以迅速、顺畅的排出路界之外,尽量降低公路范围内各结构物的含水量。
参考文献:
[1]黄润德.高速公路路基路面排水设计浅析[J].科技风,2009(3)
[2]吴进军,郦少义.高速公路路基路面排水设计浅析[J].民营科技,2010
[3]张荣敦,郑建晓.公路路面表面水排除方法的探[J].山西建筑,2007,33
关键词:高速公路;路基路面排水;现状及养护措施
中图分类号:U412文献标识码: A
由于长途运输的剧烈增加,导致社会对高速公路的使用需求剧增,高速公路的交通流量不断增加,这也就对高速公路的路基、路面质量提出了越来越高的要求。在长期的研究过程中发现,高速路面、路基的破坏程度很大一部分因素是水,水对路面、路基额破坏已经得到公路部门的高度重视。破坏高速公路的水因素主要包括地表水和地下水两个方面,目前我国高速公路基本都是沥青混凝土材料,所以这些材料在水的长期侵蚀过程中会逐渐出现变形而使材料强度减低,然后在大量行车负荷及温度变化的反复作用下,路面就会出现裂缝、剥落、松散、坑槽、错台甚至断裂等一系列问题。水分的渗入会造成路基严重损害,会造成公路进一步破坏,严重影响行车安全。
1.高速公路路基排水设计及养护措施
路基排水设计的目的就是将影响路基强度及稳定性的地下水及地面水及时排出公路范围。路基排水设施主要由排水沟、边沟、截水沟、盲沟、渗沟、涵洞等组成,并与原有沟渠、河流等相连,设计应遵循塘路分家、路田分家的原则,使公路排水系统自成体系。
1.1 路基地下排水
路基地下排水的设施主要有:盲沟、渗沟、渗井、仰斜式排水孔等,地下水的主要特点是排水量不大,主要是以渗流方式汇集水流,对路基范围内流量较大的地下水应设置涵洞、暗沟等予以排除;对于路基范围内流量较小的地下水,可通过横向设置盲沟、纵向设置渗沟的方式排除地下水;对位于挖方段边坡上地下水,可设置仰斜式排水孔予以排除
1.2填方段排水
填方段路基排水设施以排水沟为主。排水沟起连接各种排水设施,将水引排到附近自然水道或桥涵,从而形成完善的排水系统的作用。排水沟一般采用梯形横断面,尺寸根据设计流量确定。边坡平台排水沟适宜采用混凝土预制的碟形排水沟。排水沟的长度不宜超过500 m,与各种水沟的连接应顺畅。排水沟在整个公路综合排水系统中具有重要的作用,它不仅担负着排泄地表水径流的作用,而且有排除部分构造物中积水的功能,其设置是否合理决定着整个排水系统是否能够正常发挥作用。
1.3挖方段排水
挖方段排水设计较填方段排水设计困难,排水施主要有边沟、截水沟等。
1.3.1一般边沟
各级公路的边沟习惯采用梯形(土质)和矩形(岩质)横断面。但从安全及经济的角度,采用植草防护的浅碟形排水边沟,对于地形平坦,冲刷较小的浅挖路段适应性及经济性较好;加盖板的矩形边沟较梯形边沟对与会水面积较大的深挖方路基适应性及经济性较好。路基边沟一般采用浆砌片石或水泥混凝土预制块加固,沟底纵坡坡度一般不宜小于0. 5%,最小不宜小于0. 25%,以免影响边沟水的顺利排出。边沟出水口的间距,一般地区不宜超过500 m,多雨地区不宜超过300 m,三角形和碟形边沟不宜超过200 m。
1.3.2填方边沟
当路线经山岭重丘时,地形复杂,自然冲沟分布密集。在山坡线路基纵向排水设计中,会出现边沟在两边为挖方中间为局部小填方的情况。这种情况下,由于不宜设桥涵构造物,为将边沟水引出,在填方处设置填方排水边沟,即在填方
处将地面垫起,与边沟接顺。垫起地面后,由于路基的拦阻,从山坡流下汇入自然冲沟里的水将淤集在路基处,对路基造成危害。对此,采用两种处理方法:在垫起边沟处向自然沟继续填土以2﹪纵坡与自然沟轴线相交(若此长度在本桩号占地范围内)。在此长度与自然沟宽度范围内,用25 cm厚的7. 5号浆砌片石护面,以防边沟处冲刷;当自然地面与边沟设计高差较大,在占地范围内不能相交时,在填方边沟外缘线2 m的宽度内填起地面,放坡坡度同路基坡度,并做25 cm厚的7. 5号浆砌片石护面。此范围与路基同时施工,然后开挖边沟。
1.3.3截水沟
路堑或路堤边坡上方流入路基的地表径流量大时,需设置拦截地表径流的截水沟。在设计前应进行实地调查,了解地形、地质、水文、植被等情况,对截水沟的适宜位置和排水出口的引伸范围做出合理的布局。一般截水沟设在路堑坡顶5m或路堤坡脚2m以外。截水沟截面形式一般采用梯形,尺寸大小视汇水流量确定。截水沟长以200~500 m为宜。超过500 m时,需在其间适当位置增设泄水口,并采用急流槽、跌水井等排水构造物引排。路基范围内的地下水排除方法有设盲沟、渗井等方法。在处治地下水时需注意地表水不能引入地下水的处理措施中,而地下水可以引入地表水的设施中。
2.路面排水
路面排水是高速公路路面设计的重要组成部分。一方面,由降雨形成的路面水膜影响车轮与路面的接触,易使车轮产生液面滑移,且高速行驶的车辆尾部易形成水雾,影响驾驶员的视线,危及行车安全;另一方面,路面水不及时排除,还会透过路面面层渗入到基层,使基层软化、冲刷和唧浆,影响路面的整体强度,最终导致路面过早破坏。
2.1 路面表面排水
路面排水的主要任务是迅速把降落在路面和路肩表面的降水排走,以免造成路面积水而影响行车安全。在无超高路段,通过路面和路肩横坡向路基两侧横向排流。当路基横断面为路堤时,采用两种方式排除路面表面水:即让路面表面水以横向漫流形式向路堤坡面分散排放,此方式一般在边坡进行防护且路堤不高时采用;另一种方式是在路肩外侧边缘处设置拦水带,将路面表面水汇集在拦水带同路肩铺面组成的浅三角形过水断面内,然后隔一定间距设置泄水口和急流槽,将水集中排放到路堤坡脚外。
2.2超高路段路面排水
在超高路段,内侧半幅路面排水采取无超高路段的排水方式。对于外侧半幅路面,在超高内侧中央分隔带路缘带外设置缝隙式圆形集水管,每隔一定距离设置检查井和泄水口,上盖铸铁格栅,通过横向排水管将水引出路界外。泄水口和检查井采用混凝土窨井与钢筋混凝土横向排水管连接。横向排水管可以与急流槽连接或通过挡墙的排水孔排向挡墙外的排水沟中。
2.3 中央分隔带排水
高速公路中央分隔带排水设计主要为排除中央分隔带内积水,一般包括以下几个部分:设计底坡不小于0.3%的纵向梯形或矩形盲沟,汇集中央分隔带雨水或渗水;设计间距为30 m~50 m的横向排水管,将盲沟中的水排出路基以外;设置沥青防渗层及土工布防渗层,防止水从侧面向路基渗透。
在设计过程中,同时要注意一些问题:设置凸形中央分隔带的高等级公路路基路面排水时,必须充分重视中央分隔带的排水。虽然大部分降水通过凸形中央分隔带可自排到路面上,但仍有小部分水会渗入到中央分隔带内的回填土中并进一步渗入到路面结构层及路基,并影响其强度及稳定性。因此,在凸形中央分隔带回填土下应设纵向碎石盲沟或排水暗溝,中央分隔带两侧每隔100 m左右应交错设置孔径20 cm~60 cm的横向硬塑排水管,管底纵坡不小于1%,进出口应采取防护措施。
3结语
总之,不同道路、不同地理地质情况应采用不同方法,做出合理、可靠的路基路面排水设计,使道路的排水成为一个完整的综合排水系统,使不同水源的水都可以迅速、顺畅的排出路界之外,尽量降低公路范围内各结构物的含水量。
参考文献:
[1]黄润德.高速公路路基路面排水设计浅析[J].科技风,2009(3)
[2]吴进军,郦少义.高速公路路基路面排水设计浅析[J].民营科技,2010
[3]张荣敦,郑建晓.公路路面表面水排除方法的探[J].山西建筑,2007,33