曲纹网状PE 硬式透水管盲沟在高速公路路面基层水侵病害防治中的应用

曾平安 欧阳衡 陈志方 邓少伟

（广州交投城市道路建设有限公司）

0 引言

在珠三角地区，雨水丰盈，浸水侵害是该地区高速公路路面基层病害多发的主要成因。

良好而完善的排水系统是高速公路的保护伞，在其日常运营中充当着重要的角色。本文以广州东南西环高速公路路面基层浸水侵害病害处置为例，阐述曲纹网状PE 硬式透水管盲沟在高速公路路面基层浸水侵害病害防治中的作用。

1 项目概况

广州东南西环高速公路（以下简称东南西环）东接广州北环高速公路黄村站连广深高速公路，向南跨越珠江、经过海珠区和荔湾区，然后向南海市的盐步、黄岐延伸，最后在浔峰洲与北环高速公路连接，是广州市环城高速公路的重要组成部分，是广东省、广州市和珠江三角洲地区高速公路网的枢杻和中心，是广州战略性交通设施之一，由东环线、南环线、西环线三段组成。起点桩号为DK23+158.998，止点桩号为DK60+900，全长37.74公里（含短链642.53m），其中主线路基段长10.922 公里，路面结构为水泥混凝土，桥梁段长26.476 公里，除丫髻沙特大桥及其副航道桥的桥面为沥青混凝土结构外，其余桥梁段的桥面均为钢筋混凝土结构。东南西环第一期工程广氮立交至三滘路段于1996 年11 月动工，1999 年2 月建成通车；第二期工程三滘至浔峰洲立交路段于1998 年10 月动工；2000 年6 月26 日全线建成通车。全线桥涵设计荷载等级采用汽车-超20 级、挂车-120，计算行车速度100 公里/小时，采用六车道全封闭、全立交。

东南西环主线混凝土路基段2015 年加铺7cm 厚沥青罩面，现为沥青混凝土路面，经过多年行驶，路基内积存微量水和混凝土路面出现不同程度的沉降和损坏，夏季暴雨侵袭后雨水不能及时排出路基，导致混凝土板块横缝脱离，唧泥从横缝渗出，破坏沥青路面结构，沥青面层经雨水破坏行及车多次碾压后松散掉落，造成路面出现连续坑槽病害。

图1 路面病害照片

2 施工工艺

本项目选取东南西环高速公路主线路基段横缝沥青面层病害严重位置进行盲沟施工，左右幅共计60 条盲沟。根据主线路基段断面结构形式，确定盲沟形式如图2、图3 所示。

主线路基段断面结构为7cm 细粒式沥青面层+28cm C50 混凝土面层+15cm C30 混凝土垫层+25cm水泥稳定碎石。

图2 盲沟布设图

图3 盲沟截面大样图

盲沟长度为4m，由路肩伸至慢车道50cm，宽度50cm，根据主线路基段原断面结构形式，确定盲沟埋深为75cm，纵断面结构为7cm 细粒式沥青面层+28cm C50混凝土面层+15cm C30 混凝土垫层+25cm 级配为4～8cm 的碎石。

图4 盲沟施工照片1

盲沟排水管采用曲纹网状PE 硬式透水管（俗称“硬式透水管”、“渗水管”、“集水暗管”、“盲沟管”等），是一种以高密度聚乙烯（HDPE）为主要原料，添加一定比例的抗氧化和抗酸碱腐蚀剂等，在高温情况下通过热挤出机，经环向均匀摇摆挤出后冷却成型的具有均匀密集小孔的三分之二平面透水（俗称透水层）、三分之一平面不透水（俗称不透水层）的网状管材。网孔结构充分利用了“虹吸原理”和“毛细现象”，集水量更大且集水速度更快，管材一次成型，集透水、排水为一体，又可预防二次渗漏[4]。管材结构图如图5、图6。

图5 管材结构图

图6 管材实物图

曲纹网状PE 硬式透水管主要有以下特点：

⑴集水量大、排水速度快[6]。

开孔率可达到50%～100%，且开孔结构为曲纹漏斗形式，充分利用了“虹吸原理”和“毛细现象”，能够有效将管壁表面的雨水全部接收并排放出去，集排水量是传统渗水管的10 倍以上。

⑵使用寿命长、节能环保。

能够使用50 年以上不变质，由于是采用高密度聚乙烯（HDPE）为主要原料，且添加了抗氧化和抗酸碱腐蚀剂，管材不会腐烂，抗老化性好，且节能环保，对土壤污染小。

⑶施工便捷、节省工期。

管与管之间只需要使用简单的直通和弯头等配件承插连接，另外管材不需要加工钻孔，节省因钻孔而浪费的加工时间，在埋管回填时无需用土工布包扎管壁，只需在端头30cm 外壁采用透水土工布包裹即可。

⑷环刚度高、适用范围广。

曲纹网状PE 硬式透水管环刚度可达到8KN/㎡，可根据施工要求定做符合相应抗压强度的管材。

⑸抗地震、抗沉降性能好。

因为是HDPE 材质，所以具有优良的环柔性，就算管材被挤压或弯曲变形，也不会轻易破裂，不会影响其本身渗排水性能，也不会因为路基沉降而断裂。

⑹可降低后期维护成本。

因为管材结构为一边开孔和一边不开孔，能有效防止二次渗漏，有效将集水迅速排除，避免水土流失，对道路的保护能力强，延长道路基础的使用寿命，几乎不需要任何维修，较传统透水管能够节省10 倍以上的后期维护成本。

⑺装卸运输方便。管材质量轻，且不易损坏，搬运方便。

盲沟设计的关键点包括：

⑴采用曲纹网状PE 硬式透水管作为排水管，直径选为11cm，透水量可达488.03cm3/s，确保渗水能被迅速且大量排走；

⑵盲沟纵坡为1%，保证排水通畅；

⑶选用4cm～8cm 的卵石或单级配碎石作为盲沟内填料，并确保含泥量不大于5%(含泥过高会造成盲沟管封堵)；

⑷盲沟的出口点直接引至路基外低处，不影响路基；

⑸为防止长期使用后盲沟内的卵石或碎石被水流中携带泥土淤堵，在端头30cm 外壁采用透水土工布包裹，从而起到隔断端头泥土的作用。

图7 盲沟施工照片2

3 曲纹网状PE 硬式透水管盲沟的优势

本项目以传统盲沟作为对比，简述曲纹网状PE 硬式透水管盲沟与传统盲沟之间的优势。传统盲沟采用的是不锈钢管梅花开口并采用土工布包裹，结构形式如图8。

不锈钢管盲沟主要有以下几点缺点：

⑴不锈钢管开孔位置容易锈蚀；

⑵人工打孔耗时耗力，不仅麻烦且透水性能得不到保障；

⑶管材较重不易操作，运输成本高；

⑷人工打孔，底面容易二次透水，造成后期维护成本高；

⑸土工布容易造成孔壁堵塞，使用寿命有限。

图8 盲沟结构构造图

曲纹网状PE 硬式透水管盲沟的优势主要有以下几点[8]：

⑴曲纹网状PE 硬式透水管重量轻，易于操作及运输；

⑵管材抗老化性优越，使用寿命长，为普通管材的5 至10 倍；

⑶曲纹网状PE 硬式透水管透水性好，为普通管材的2 至3 倍；

⑷管材使用PE 材质制作，环柔性能好，不会因施工不当损坏管材，安装省时省力。

⑸管面2/3 表面积透水，1/3 位不透水密封状态，能有效防止二次漏水，有效降低后期维护成本；

⑹只在端头30cm 外壁采用透水土工布包裹，管壁不用土工布包裹，长时间使用不易造成堵塞，使用寿命较长。

4 盲沟的排水作用

通过在路基段设置曲纹网状PE 硬式透水管盲沟，主要起到以下作用[12]：

⑴路面渗水和路基残留水能够通过盲沟被有效排出，但不可避免的是会有部分雨水通过路面面层渗入基层，尤其是雨季期间暴雨频繁，雨水更容易渗入路基，如果内渗的雨水不能被及时排出，路面的稳定性会受到很大的影响，容易引发路面破坏，这是众多路面破坏原因中的一种；

⑵边坡内层间水、裂隙水会侵入路基、路面进而导致路面破坏，这是路面破坏的另一种原因。而在设置盲沟之后，边坡内的层间水、裂隙水能够被引导从而直接流入盲沟的碎石或卵石内，再经滤水管排走；

⑶通过长期追踪观察设置了盲沟管的路段，发现在雨季期间，与未设置盲沟管的路段相比，设置了盲沟管的路段盲沟管内有大量水排出，证明此设计是成功的。盲沟管的设计对道路路面的排水有着很大的帮助，能够确保路面的技术状况良好；

⑷对比更换路面板块维修，本项目设置盲沟可节约养护费用大约125 万元，可节约较多的财政资金，也可减少大量的占道施工时间，减少因占道施工而引起的交通拥堵，具有较好的社会经济效益。

图9 施工完成照片1

图10 施工完成照片2

5 结束语

综上所述，曲纹网状PE 硬式透水管盲沟可以有效排出路面渗水和路基残留水，防止路面因积水而导致路面破坏。

通过工程应用表明，无论是处治效果还是施工产生的社会经济效益来看，曲纹网状PE 硬式透水管盲沟都是一种性价比极高的养护技术。