李長(zhǎng)松,王世強(qiáng)

(黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司)

1 前 言

水是影響公路質(zhì)量和使用品質(zhì)的一大要素,設(shè)計(jì)完善的排水系統(tǒng)是十分重要的。路面排水設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、降水量、地形、地貌、地質(zhì)及水文地質(zhì)條件等因素,結(jié)合路基排水、橋涵結(jié)構(gòu)物排水、地下排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì),合理地布置路面排水設(shè)施,使排水系統(tǒng)有機(jī)地構(gòu)成一個(gè)完整、暢通的排水體系,確保路基、路面穩(wěn)定和行車(chē)安全。

公路排水設(shè)計(jì)包括路界地表排水、路面內(nèi)部排水、地下排水和公路構(gòu)造物及下穿道路排水等;路界地表排水包括路面表面排水、中央分隔帶排水和坡面排水。坡面排水顧名思義是排除邊坡上的降水,并匯同路面水迅速、快捷地排出路界以外。坡面排水設(shè)施按其功能可分為邊溝、排水溝、截水溝、邊坡平臺(tái)截水溝及邊坡急流槽等,按斷面形狀可分為三角形、矩形、梯形、U形、碟形等。主要針對(duì)高等級(jí)公路排水設(shè)計(jì)的特點(diǎn),闡述路基排水設(shè)計(jì)及中央分隔帶的排水設(shè)計(jì)。

2 高速公路路面排水形式

2.1 路面排水形式

(1)一般路段的路面排水。一般路段是指不設(shè)超高的路段,路面排水根據(jù)路線縱坡采用分散漫流式和集中截流式兩種形式。當(dāng)路線縱坡小于 0.3%時(shí),路面排水采用分散漫流式,路面水沿縱坡和橫坡經(jīng)路堤邊坡排入邊溝或排水溝;當(dāng)路線縱坡不小于 0.3%時(shí),路面排水采用集中截流式,在硬路肩邊緣土路肩范圍內(nèi)設(shè)置瀝青混凝土或預(yù)制水泥混凝土攔水緣石,匯集路面水,每隔一定距離經(jīng)泄水口流入邊坡急流槽,排至路基排水溝。

(2)超高路段的路面排水。設(shè)置了超高的路段,路面水易浸占超高側(cè)行車(chē)道,并穿過(guò)凸形中央分隔帶緊急開(kāi)口進(jìn)入另一側(cè)行車(chē)道,從而影響行車(chē)安全,故應(yīng)及時(shí)排除超高側(cè)匯集的路面水。一般有3種方案:①中央分隔帶每隔10～15m間距設(shè)開(kāi)口明槽,將超高側(cè)路面水排至另一側(cè)路面,通過(guò)橫坡或邊坡急流槽排至邊溝或排水溝,此方案施工簡(jiǎn)單,但對(duì)另一側(cè)行車(chē)道帶來(lái)行車(chē)安全影響。②在超高側(cè)內(nèi)側(cè)利用側(cè)石或設(shè)置擋水緣石,并每隔一定距離在中央分隔帶設(shè)置集水井及橫向排水管,將超高側(cè)路面水匯集到集水井,并通過(guò)橫向排水管流入邊坡急流槽,再排入路基邊溝或排水溝。③在超高側(cè)內(nèi)側(cè)路緣帶設(shè)置縱向小邊溝,并每隔一定距離設(shè)置集水井和橫向排水管,這樣超高側(cè)路面水沿縱坡及橫坡流入小邊溝,再排入路基邊溝。

2.2 路面結(jié)構(gòu)排水

從公路路面設(shè)計(jì)看,高等級(jí)公路基本采用瀝青混凝土,即保證面層工程粒徑,又較好封住路面,認(rèn)為不使降雨滲入路面就可以了,全線設(shè)置路側(cè)緣石或牙石,這種習(xí)慣做法實(shí)質(zhì)給路面結(jié)構(gòu)排水帶來(lái)隱患。

為排除瀝青封層上的積水,高等級(jí)公路尤其是高速公路往往會(huì)在土路肩內(nèi)設(shè)置外包土工布的縱、橫向排水碎石盲溝;另外,也會(huì)根據(jù)公路等級(jí)和所屬區(qū)域等情況,對(duì)土路肩表面硬化處理,將路面水及時(shí)排出路基之外。

2.3 中央分隔帶的排水

高等級(jí)公路中央分隔帶分為凸形和凹形兩種,凹形中央分隔帶可采用淺平式縱向排水溝,經(jīng)集水井和地下橫向排水管,排去表面水。對(duì)于凸形中央分隔帶,雖然大部分降水通過(guò)凸形中央分隔帶橫坡可自排到路面上,但仍有少部分水會(huì)滲入到中央分隔帶內(nèi),必須引起重視。在設(shè)計(jì)時(shí),高等級(jí)公路在中央分隔帶范圍內(nèi)的路基及路面結(jié)構(gòu)層上涂雙層瀝青或鋪設(shè)防滲土工布,以阻止?jié)B入到中央分隔帶回填土中的雨水進(jìn)一步滲入路面結(jié)構(gòu)層及路基,并在中央分隔帶底部設(shè)縱向碎石或礫石盲溝(碎礫石粒徑不大于 4cm,含泥量不大于3%),或者同時(shí)增設(shè)縱向帶孔塑料管,然后在路兩側(cè)每隔 50～100m左右交錯(cuò)設(shè)置直徑為 5cm的橫向硬塑管,使雨水排出路基范圍。硬塑管進(jìn)口處用土工布包裹,碎石盲溝上鋪土工布以便與回填土隔離。

2.4 有中央分隔帶時(shí)彎道超高路段的排水設(shè)計(jì)

中央分隔帶排水是高等級(jí)公路排水設(shè)計(jì)的重要組成部分。中央分隔帶排水設(shè)施由排水溝(明溝、暗溝)、滲溝、雨水井、集水井、橫溝排水管等組成。設(shè)置中央分隔帶排水設(shè)施時(shí),應(yīng)根據(jù)分隔帶寬度、綠化和交通安全設(shè)施的形式和分隔帶表面處理方式等,選擇不同的排水方式。

在中央分隔帶有表面鋪面(薄層現(xiàn)澆水泥或水泥預(yù)制塊)的情況下,中央分隔帶表面采用與兩側(cè)路面相同坡度的雙向橫坡,使降落在中央分隔帶表面的水流向兩側(cè)路面進(jìn)入路面表面排水設(shè)施。

當(dāng)中央分隔帶表面未采用鋪面封閉時(shí),分隔帶表面做成向內(nèi)微凹的橫斷面形,降落在分隔帶的雨水,一部分通過(guò)中央分隔帶時(shí)回填土的滲透性向下滲透;另一部分沿路線縱坡流動(dòng)(在流動(dòng)過(guò)程中水仍可向下滲),最后排至橋涵水道中。此外,中央分隔帶排水系統(tǒng)主要由滲溝、滲溝內(nèi)的集水管和橫向排水管組成。

高等級(jí)公路彎道超高路處在利用中央分隔帶進(jìn)行排水設(shè)計(jì)時(shí),上側(cè)半幅的表面上不得橫向漫流經(jīng)過(guò)下側(cè)半幅路面。在超高路段上的中央分隔帶,除應(yīng)滿足一般路段上的中央分隔帶排水所具有的功能和構(gòu)造外,還應(yīng)設(shè)置攔截和排泄上側(cè)半幅路面水流的排水設(shè)施。

彎道超高處的路段在中央分隔帶表面為凸形有表面鋪裝時(shí),在中央分隔帶緣石外測(cè)設(shè)置縱向格柵式蓋板溝,并在中央分隔帶內(nèi)設(shè)集水井,最后通過(guò)集水井及與集水井相連的橫向排水管排除路基范圍外。

彎道超高處的路段在中央分隔帶為凹形無(wú)表面鋪裝時(shí),在中央分隔帶內(nèi)設(shè)置縱向格柵蓋板溝,上側(cè)半幅路面的表面水直接漫流進(jìn)入中央分隔帶內(nèi)的格柵式蓋板溝內(nèi),并沿溝底縱坡排入集水井,最后通過(guò)與集水井相連的橫向排水管排除路基范圍以外。這種排水系統(tǒng)不僅能順暢排除上側(cè)半幅路面的路表水.還能有效地排除中央分隔帶內(nèi)的積水,但其匯水面積及設(shè)計(jì)徑流量均較大,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理地確定橫向排水管的管徑和間距,以確保排水能力。