关于公路路面的排水设计分析

■张建兰，章 拓 ■.吉安市公路局吉安分局，江西 吉安 34300;.吉安路桥工程局，江西 吉安 343000

之所以要对公路进行排水设计，是因为公路表面的积水如果不能及时排出，会导致积水滞留，从而影响公路的正常使用，公路只要随时保持干燥，降低湿度才能降低交通安全事故的发生，因此，公路的路面排水设计非常重要。

1 公路路面排水不畅的影响及设计原则

1.1 公路路面排水不畅的影响

由于一些公路的排水系统设计存在问题，导致了公路很多安全问题的产生，特别是遇到梅雨季节时，积水无法直接排放出去，而公路上的车流量特别多，并且有超载超重的现象，积水长期留在公路上，经过汽车的碾压会让公路路面产生剥离的情况，最终会促使坑槽的形成。所以对公路路面进行排水设计是保证公路正常运行的重要措施。在我国公路目前的排水系统中，比较重要的是路肩排水设施，由自然降水或其他原因造成的积水长期堆积在公路路面，会直接影响上公路的使用寿命。我国主要的降水都集中在夏季，降水量多且雨季漫长，而我国公路大多采用的是纵向集中排水方式，在进行排水时对靠近路肩的道路有很大的影响，那段路很容易受到排水的影响从而出现坑槽的情况。在遭遇梅雨季节时，路面的降水会被拦水带堵住，因此降水会在拦水带与硬路肩之间形成水坑，从而积累降水，降水量大的时候，水坑也会随之增大，且由于拦水带与硬路肩形成一个三角形将水堵在里面，积水很难排出，等到积水满了就会溢出硬路肩，向行车道路面流去，并且由于公路时有超载超重现象出现，因此公路上难免会出现裂痕，流到行车路面的积水就会随着路面裂痕渗入路面内部，从而将路面的材料腐蚀，大型车辆通过时就会对公路的承载能力造成影响，长期下去，公路就会出现瘫痪的现象。因此，对公路路面进行排水设计时非常重要的。

1.2 公路路面排水设计原则

对公路路面进行排水设计的主要目的是将公路上多与的积水排出，降低其湿润度，使公路保持干燥，防止公路因为积水过多额发排出而出现强度降低以及稳定性也降低的现象，从而影响公路的使用寿命，设计排水的任务就是避免积水过多而损害公路。其设计的主要原则要遵循以下几点。

其一，设计单位在对公路进行排水设计时，首先要遵循的是实际原则。设计单位在设计时应先在当地进行实地考察，根据当地的基本情况来进行初步的布局，充分了解当地农田所在的位置，在设计时尽量避开农田所在位置，并且要了解当地的排灌系统，所设计的排水系统要与其相协调，同时最重要的是不能破坏当地的生态环境，避免因环境破坏而出现水土流失的现象。

其二，设计单位在设计前期要做好充分的前期准备原则。在当地进行实地考察时，重点考察当地的地形、气候等，根据对这些因素的考察结果来规划排水系统，同时了解当地的桥梁建设在哪些地方，在设计时将桥涵和路基排水相协调，从而建设一个完整的排水系统。

其三，结合当地排水设施的原则。当地的排水设施一般都为临时的排水设施，设计单位设计的排水设施则是永久性的，为了不让临时排水设施和永久性排水设施相冲突，设计单位要将两者相结合起来。一是保证新建设施的稳固性，二是能降低一定的成本。

其四，特殊处理原则。公路所经过的地方不一定都是平坦的，对于一些特殊的地方，如黄土、膨胀土等要给予高度重视，在对这些地方的设计上也要进行特殊性处理。

2 公路路面排水需要注意的问题

2.1 坡度的要求

公路的排水量与排水坡度呈正比，也就是说路面坡度和路肩横坡的坡度值大小决定了公路排水量的大小，坡度越大则排水量越大，但是不能超过其范围规定的数值，如果路基横坡的坡度过大，则车辆经过时容易出现安全事故。所以，对路面坡度的设计应该注意几个问题:其一，我国南方的雨季较长，所以，对于这些地区的路面坡度要格外注意，必须要将坡度规定到安全范围内，并在这个范围内选取较高的坡度值。而对于北方地区来说，由于有冰冻现象，因此在排水设计上首先保证行车安全再保证路面积水能及时排放，在安全坡度范围值内应选取较低的数值。其二，由于我国公路的排水设计大多是纵向设计，因此，对于硬路肩来说，横向坡度不宜过低，宜采用较高的值。并且为了能让排水系统顺利施工，对于路面坡度的设计要考虑人性化因素，也就是说为了施工便利，硬路肩的横坡方向不能与行车道相同，而要采用相反的方向，以免导致硬路肩的积水流到行车道上形成水坑从而影响车辆通行。

2.2 注意公路路面局部积水

在我国的公路中，行车在公路上会形成一条线，比较美观有序，因为我国对公路的设计就是线型设计，这样的设计使车辆在运行中提高自身的舒适度之外还保持了美观，但是这样的设计还存在着不足，其没有考虑公路的综合性，特别是高速公路。从理论上说，超高渐变率要比平常的要慢一些，且超高渐变段也要相对长点。但是经过实际研究发现，其实这个理论也存在问题，超高渐变率的值如果相对较小，那么在超高渐变段内，等于零或接近零的路面横坡坡度路段不会再规定的范围内，而是超出范围，出现这样的情况，在有积水时，积水就会在停在公路路面上，进而破坏路面结构，给行车带来很大的安全隐患。因此，在设计坡度时，要着重考虑超高渐变段的影响因素。

2.3 挖方路段的排水问题

由于一些公路所在地区地质条件恶劣，因此在公路施工中，受环境因素的影响，很多挖方路段的排水系统会受到损害，人们对这个问题的解决措施往往是只注重了表面。具体方法是在路面结构中添加碎石排水垫层，在路面的侧段设置边缘渗沟，而排水管的设计要求是下边沟1底的标高必须超过路肩标高，且规定超过值为1.2 米，边沟纵坡不能低于0.5%。我国对公路路面排水设计也制定出了相关规定，如在《公路路面路基排水设计规划》中，明确规定了边沟纵坡要高于0.12%，只有高于这个值才满足排水的需求。

目前人们对公路路面排水系统中的问题并不是很关注，路面排水系统的问题主要有几点:在一些公路的建设中，由于工作人员的疏忽，在进行挖方路段坡度设置时，往往将较长路段的纵坡坡度设计过小，因此在施工完成后会发现，路面和边坡的积水不能汇集到一起，而在超高路段中，以中央分隔带为中心，并在每个合适距离的位置设置横向排水管，以此将积水汇集从而一并排出，根据这个理论，可以得出如果挖方路段太长，则纵坡不能太小，否则会使该挖方路段的排水设计施工很难进行，同时所设计出的排水系统是错误的。除此之外还有一种挖方路段排水设计，是将凹形曲线设计在挖方路段的最低点，这样的设计其实是不合理的，这种设计会导致路面积水以及进入路基结构材料的水不能及时排出，从而一直停留在凹形曲线内，长期下去会对公路路面造成伤害，从而影响公路寿命。

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3 公路路面排水的设计

3.1 路面排水设计

3.1.1 分散排水方法

分散排水的概念是首先将土路肩加固，然后通过加固后的路肩采用漫流的方式来进行排水。一般来说，即使工程造价同意用这种方法，但是实际都不会采用这种方式。虽然分散排水的优势是不影响车辆正常行驶，且能快速的排水，减少积水对路面造成的损害，但是其缺点也不能忽视，其必须要有相应的坡面防护，而设置坡面防护需要成本，因此施工的成本会上升。

3.1.2 集中排水方法

对集中排水的设计是在路肩外侧边缘安置拦水设置，如安置拦水埂或拦水带，设置好后，水会通过路面路拱横坡和纵坡流到拦水带与路肩形成的三角形内，再通过边坡的流槽统一排出，这种方法的缺点在上文已经提到过，如果其水量太多，就会出现积水不能及时排出去，进而导致公路不能正常使用，长期下去也会缩短公路的使用寿命。面对这样的问题，设计人员可以将泄水口的间距缩短一点，在南方等降水量较大的地区可以适当改变路拱横坡的坡度，将其坡度加大一点就能很好的解决这个问题。

3.1.3 路基排水设计

对于路基上的积水，设计人员通常采用的方法是将积水引到桥梁或涵洞地方，然后通过这些将边沟和排水沟内的积水排出，使积水远离路基范围，边沟和排水沟的尺寸不宜过大，也不宜过小，而是要根据积水的流量来决定。

由于一些地面路段的纵向坡度较大，在排水时很容易将排水沟冲坏，为了避免此类问题，设计者可以对坡度较大路段的排水沟进行改造。由于水的冲力比较大，设计者可以从减少水冲力下手，边沟急流槽就具有消力作用，因此可以将排水沟改为边沟急流槽，由于一些排水沟会经过鱼塘和水塘，为了避免排水沟受到损害，应在排水沟上设置护坡道，但是在与无护坡道的路段衔接时要注意观察其是否真正衔接好，当排水所经地点有泉眼时，不能直接设置边沟和排水沟，而是先设置盲沟，使积水通过盲沟进入边沟或排水沟。

3.2 对超高段路面的排水设计

目前对于超高段路面的排水方法主要有漫流和集水两种方式。

3.2.1 漫流排水方法

漫流排水方式简而言之就是先将让分隔路基的中央分隔带硬化，使中央分隔带成为积水的通道，水可以经过其向另半幅路基流去，然后再一并排出，这种方式也有局限性，其防眩板没法安装，并且积水不在超高侧时，会对路面造成影响，从而影响公路的正常使用，所以，现在很少用漫流排水。

3.2.2 集水排水方法

集水排水方法主要有中央分隔带集水和路缘带集水。

中央分隔带集水的基本概念是将钢筋混凝土板的集水槽转移到分隔带中，并在集水槽上进行绿化，为了进行排水，要在集水槽侧边设置排水孔，要实现中央分隔带的排水，首先要在其结构层下设置盲沟，再以排水管为媒介将水引到边坡急流槽。不过这一步有个问题需要注意，为了防止积水渗入，影响公路的质量，要在分隔带下面和路面结构上铺防渗土。

路缘带集水方法主要是针对于超高路段，在该路段设置集水槽，并在上面设计铸铁雨篦子，以此来收集积水，再进行统一排出。其优点是有很多空间来做绿化，并且其与地下其他管线互不干涉，但是其也有缺点，缺点之一是其美观程度还需要提升，并且其很容易被行车压坏从而出现交通事故。

3.3 坡面排水

由于一些边坡是土质边坡，并且对于一些土质边坡且坡度还比较高的地段需要进行填挖，在填挖时会受到降水等情况，雨水的冲力比较大，因此会对边坡造成一定的影响，所以边坡一定要非常稳固才能承受雨水的冲刷，不至于出现坍塌等事故。

要想让边坡稳固，首先填方要做好防护措施，可以设计一个带肋的共性湖泊，并将其肋设计为槽型，以此便于积水的排放。而挖方主要是将填方做好的拱形护坡或护面墙拿来使用，且要对其设置纵向排水沟，护面墙内会设有一定间距的边坡急流槽，挖方就可以将水通过护面墙而降水引到边沟进行排放。如果在填挖时，没有掌握好其高度而导致高度过小时，则可以在边坡坡面上铺上草皮，再将漫流的坡面水排出。

4 结束语

公路路面的使用寿命与其排水效果呈正比，公路路面首先要保持干燥才能保证其稳固程度。对公路路面的排水设计不能盲目设计，首先要根据当地的实际情况进行分析，再进行合理布局，然后结合本文对路面排水设计的方法进行综合考虑，选择合适的排水方案进行施工，才能延长公路的使用年限。

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