公路排水设计优化探究

陈昕

陈昕(杭州市交通规划设计研究院)

摘要：公路排水设计决定路基的稳定性和路面的使用寿命，合理的排水设施设计，才能保证路基的稳定、路面的良好的使用性能以及行车安全。文章阐述了当前公路排水设计现状，分析了相关问题，提出了公路排水优化设计策略。

关键词：公路排水设计优化

0引言

无论是地下水还是地表水，都会对公路路面造成相关损害，因此，公路设计中，排水设计是非常重要的一环。水份通过空隙进入路面结构层内，并浸入矿质集料内，由于表面张力的作用，使其粘附被削弱或完全剥离，汽车轮胎对路面的挤压搓揉作用及与路面间的真空吸附作用加速了剥离的进程，致使路面很快损坏。因此，公路工程优化设计，必须重视排水设计。

1公路排水设计现状概述

所谓公路排水系统(DrainageSystem)，指的是公路工程中，所有拦截、收集以及排放低下水的排水总设施以及总构筑物所又称的总体，统称公路排水系统。毫无疑问，公路排水系统，他包括四个方面，即路界表面排水、路面表面排水、坡面表面排水以及内部排水。在公路排水设计中，必须因地制宜，充分考虑到地形地貌以及天然水体等相关因子，合理计算各种排水措施，水力条件等。关于排水设计问题，其具体表现为：①路面地表的排水设备在设计中很少考虑到周边地势地形，而且忽略天然水体的容纳能力，排水系统部完善，导致道路形成水损害。毫无疑问，公路地表的排水构筑物包括边沟以及急流槽等相关设施，在整体道路的设计中，必须充分勘察道路的地势地貌，研究道路附近水体详细资料以及雨水等排放等级标准。如果在设计中，所涉及到的排水设施与实际不行，应重新设计，否者必定导致此段公路的排水体制形成严重问题，更有甚者，公路路面排水无法进行排除，使得路面排水系统完全丧失排水能力，造成严重损失。②路面排水设计问题：路面积水是影响路面最主要的因子，长时间淤积在路面的水，经过渗透，会变成自由水，而进入路基内部，从而降低路基混凝土强度，由于水分子的表面张力，导致路面错台和开裂，对公路的使用性能造成致命的影响。③环境融合问题。当前形势下，公路排水系统的设计往往不考虑环境的影响，往往由于种种原因，导致周边环境遭受破坏。当前来看，无论是雨水还是污水，都需要处理后排放，而从公路排水设计中而言，大部分都只是直接排走，这样或多或少对环境造成一定的影响。

2公路排水设计优化策略

高速公路的路基路面排水设计的好与坏，直接关系其使用年限。在这几当中必须从路基以及路面排水出发，充分考虑排水对周边环境的影响，才能做到合理优化公路排水设计。

2.1路基排水设计策略路基排水的设计一般有边沟、截水沟以及路堤急流槽等。边沟填方的公路必须设计边沟排水，其形状以倒梯形设计为多。对于我国大部分地区而言，其公路边沟的倒梯形设计尺寸为：顶3.5m；底1m；下底也为1m。边沟排水形式适合于这种情况，当上挖方路基及填土高度比路基设计要求的临界高度的路堤要低。除了倒梯形设计之外，三角形以及矩形等相关断面设计形式。随着公路等级的不同，或者公路所在地区降雨以及排水流量的不同，所设置的边沟形式也不同，通常对于排水等级较高的公路，采用断面面积较大的形式。边沟通过急流槽，通过排水设备一般在设计上与自然沟渠衔接为宜。

截水沟作为排水重要设施，其主要用于挖方路段边坡，旨在排除上部水，其形式也采用梯形为宜。当上部破面较大，水量流量很大时，可采用矩形断面结构。截水沟出来的水一般进入边沟，然后再排入天然沟渠中。当挖方的边坡不止一级时，应在各个边坡处设置截水沟。这种分级截水沟一般可设计为上凸式和下挖式两种。在我国高等级公路中，普遍采用下挖式。分级截水沟里的水是从急流槽引入，一级一级低流向下面，从而达到优化排水设计目的。对于矩形截水沟而言，其尺寸为30×40cm，壁厚为10cm，并在其底部加设20cm砌块。沟边一级其底部必须用C20混凝土进行浇注，为方便排水，通常情况下，将沟底部设置砂垫层，其厚度为10cm。为固定急流槽，每隔1-2m设置固定措施，当水量较大时，在设计中必须考虑加设消力槛。

2.2路面排水优化设计

2.2.1集中排水集中排水简单来讲就是将地表水汇集在一起，统一排放到路基两侧的排水沟。集中排水主要是通过设置预制混凝土拦水带来实现的。预制混凝土拦水带与硬路肩组成三角形的过水断面，过水断面每隔一段距离设置急流槽和泄水口，地表水在路面纵横合成坡度作用下汇集于此，流经泄水口和急流槽时集中排放到排水沟。集中排水因需要设置拦水带，故容易造成地面积水，加上路面平整度的影响，致使拦水带周围积水严重，对混凝土路面造成破坏。另外，为了便于对地面水进行统一排放而设置的泄水口和急流槽以及各防护工程措施，严重影响了路容美观。

2.2.2分散排水分散排水简单来讲是利用路面和路肩的纵横合成坡度将地表水以漫流的方式分散排放到路基两侧的排水沟，主要是通过加固土路肩来实现的，而边坡防护宜采用骨架护坡，这是因为骨架护坡具有截水排水的功能，可以最大程度的降低地表水对路堤边坡的冲刷。若路基断面为路堤，漫流地表水由骨架网截流，分散排放到路基两侧的排水沟，截流沟或天然沟渠内；若路基横断面为路堑，横向漫流的表面水汇集于边沟内。分散排水不同于集中排水，无需设置拦水带，因此不会使路面水积聚而影响道路的正常使用。

2.3与环境融合，合理设计排水系统公路排水系统是公路建设不容忽视的重要组成部分，公路排水系统设计的好坏在某种程度上决定了公路景观的优劣，因此要合理设计排水系统，就必须要充分考虑周围环境因素，使排水系统与周围环境相融合，实现人与自然环境的和谐发展，尊敬自然，保护环境。因此，在进行截水沟设计之前，必须要认真考察当地的地形与地貌，然后根据实际环境确定截水沟的位置及走向，不宜使截水沟突兀于边坡之上，最好将其隐身于自然环境之中，最大程度的做到不影响路面美观。而对于截水沟的防护形式则宜采用植物等天然材料进行防护，尽量避免浆砌片石或混凝土的防护形式。在设计边沟时也应尽可能采用暗沟和可绿化的边沟形式。总之，对于各排水构造物的设计，要根据当地的地形地貌，认真设计，开拓思路，最大程度的提高与周围环境的协调性，实现人与自然地和谐发展。

3结语

公路排水设计在公路工程中的地位十分重要，当前我国公路设计中，尤其是高速公路，其排水问题较为严峻，因此必须从设计的角度出发，从路基、路面以及地下排水三个方面来优化公路排水设计，才能充分保障公路的使用性能。

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