公路施工中路基路面的強度與穩(wěn)定性同水的關系十分密切。路基路面的病害有多種,形成病害的因素亦很多,但水的作用是主要因素之一,路基沉陷、沖刷、坍塌、翻漿,瀝青路面松散、剝落、龜裂,水泥混凝土路面唧泥、錯臺、斷裂等病害,都不同程度地與地表水和地下水的侵蝕有關。水的作用加劇了路基和路面結構的損壞,加快了路面使用性能的變壞,縮短了它們的使用壽命。因此路基路面設計、施工和養(yǎng)護中,必須十分重視路基路面排水工程。

路基路面排水的一般原則

(1)排水設施要因地制宜、就地取材、經(jīng)濟適用,并做到系統(tǒng)規(guī)劃,合理布局,與當?shù)嘏潘O施相協(xié)調(diào),并充分利用有利地形和自然水系;

(2)路基排水溝渠的設置盡量與環(huán)境協(xié)調(diào),必要時可適當?shù)卦鲈O涵管或加大涵管孔徑;

(3)設計前必須進行深入細致的調(diào)查研究,詳細劃分流域,重點路段要進行排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃,做到路基路面綜合設計和分期修建;

(4)路基排水要注意防止附近山坡的水土流失,盡量不破壞天然水系,盡量選擇有利地質(zhì)條件布設人工溝渠;

(5)路基排水要結合當?shù)厮臈l件和道路等級等具體情況,注意就地取材,以防為主;

(6)為減少水對路面的破壞作用,應盡量阻止水進入路面結構,并提供良好的排水措施,以便迅速排除路面結構內(nèi)的水,建筑亦可具有能承受荷載和雨水共同作用的路面結構。

排水設備布置構造

地面排水設備

(1)邊溝。

(2)截水溝。

(3)排水溝。

(4)跌水。

(5)急流槽。

(6)倒虹吸、渡水槽等。

地下排水設備

(1)暗溝(管)。

(2)滲溝(井)。

(3)盲溝。

(4)檢查井。

特點:排水量不大,主要以滲流方式匯集水流,并就近排出路基范圍以外。

路面排水設計

路面表面排水

基本原則:

(1)降落在路面上的雨水,應通過路面橫向坡度向兩側排流,避免行車道路路面范圍內(nèi)出現(xiàn)積水;

(2)在路線縱坡平緩、匯水量不大、路堤較低且邊坡坡面不會受到?jīng)_刷的情況下,應采用在路堤邊坡上橫向漫坡的方式排除路面表面水;

(3)在路堤較高,邊坡坡面在未做防護而易遭受路面表面水流沖刷,或者坡面雖已采取防護措施但仍有可能受到?jīng)_刷時,應沿路肩外側邊緣設置攔水帶,匯集路面表面水,然后通過泄水口和急流槽排離路堤;

(4)設置攔水帶匯集路面表面水時,攔水帶過水斷面內(nèi)的水面,在高速公路及一級公路上不得漫過右側車道外邊緣,在二級及二級以下公路上不得漫過右側車道中心線。

攔水帶可由瀝青混凝土現(xiàn)場澆筑,或者由水泥混凝土預制塊鋪砌而成。

采用水泥混凝土預制塊攔水帶時,應避免預制塊影響路面內(nèi)部水的排泄。攔水帶的頂面應略高于過水斷面的設計水面高(水深),按設計流量公式計算確定。

圖:流量計算公式

 

超高路段中央分隔帶

三個要求:

(1)寬度小于3m且表面采用鋪面封閉的中央分隔帶排水,降落在分隔帶上的表面水排向兩側行車道,其坡度與路面的橫坡度相同;

在超高路段上,可在分隔帶上側邊緣處設置緣石或泄水口,或者在分隔帶內(nèi)設置縫隙式圓形集水管或碟形混凝土淺溝和泄水口,以攔截和排泄上側半幅路面的表面水;

緣石過水斷面的泄水口可采用開口式,格柵式或組合式;碟形混凝土淺溝的泄水口采用格柵式;

(2)寬度大于3m且表面未采用鋪面封閉的中央分隔帶排水,降落在分隔帶上的表面水匯集在分隔帶中央的低洼處,并通過縱坡排流到泄水口或橫穿路界的橋涵水道中;

(3)表面無鋪面且未采用表面排水措施的中央分隔帶,降落在分隔帶上的表面水下滲,由分隔帶內(nèi)的地下排水設施排除。

路面結構內(nèi)部排水 路面結構內(nèi)部水的危害:

(1)浸濕各結構層材料和路基土,易造成無粘結粒狀材料和地基土的強度降低;

(2)使水泥混凝土路面產(chǎn)生唧泥,隨之出現(xiàn)錯臺、開裂和整個路肩破壞;

(3)進入空隙的自由水在行車荷載的作用下,會形成高孔隙水壓力和高流速的水流,引起路面基層的細顆粒產(chǎn)生唧泥,結果失去支承;

(4)在冰凍深度大于路面厚度的地方,高地下水位會造成凍脹,并在凍融期間降低承載能力;

(5)水使凍脹土產(chǎn)生不均勻凍脹;

(6)與水經(jīng)常接觸將使瀝青混合料剝落,影響瀝青混凝土耐久性和產(chǎn)生龜裂。

設置條件:

(1)年降水量為600mm以上的濕潤和多雨地區(qū),路基由透水性差的細粒土(滲透系數(shù)不大于10-5cm/s)組成的高速公路、一級公路或重要的二級公路;

(2)路基兩側有滯水,可能滲入路面結構內(nèi);

(3)嚴重冰凍地區(qū),路基為由粉性土組成的潮濕、過濕路段;

(4)現(xiàn)有路面改建或改善工程,需排除積滯在路面結構內(nèi)的水份;

(5)路面內(nèi)部排水系統(tǒng)中各項排水設施的泄水能力均應大于滲入路面結構內(nèi)的水量,且下游排水設施的泄水能力應超過上游排水設施的泄水能力;

(6)滲入水在路面結構內(nèi)的最大滲流時間,冰凍地區(qū)不應超過1小時,其它地區(qū)不應超過2小時(重交通)~4小時(輕交通)。滲入水在路面結構內(nèi)的滲流路徑長度不宜超過45m~60m;

(7)各項排水設施不應被滲流從路面結構、路基或路肩中帶來的細料堵塞,以保證系統(tǒng)的排水能力不隨時間推移而很快喪失。