高速公路路基路面排水设计研究

2023-01-24

1、路基路面排水设计原则

1.1 实地勘查

在开始设计公路路基路面的排水时, 要先对公路进行全面地检测, 相关设计人员和施工人员要采取必要的勘查工作, 以保证排水设计的有效性。在设置排水系统上, 避免占用相应的农田排水。一般情况下, 可采取路基排水和农田灌溉相结合的方法来有效防止资源浪费, 同时, 在进行排水作业时, 可采用挖掘排灌渠道来保障公路排水的合理性。

1.2 因地制宜

在进行公路路基路面的排水设计时, 不仅要加大工程的投入力度, 还要降低对周围地理环境所造成的损坏, 应选择因地制宜的办法来有效提升公路工程的实际建设效果。通常, 设计排水时, 要全面观察地质施工的具体排水状况, 增加防护措施, 强化排水系统管理, 以保障公路工程能够发挥最佳作用。

1.3 营造环境

在路基路面的排水设计上, 不仅要全方位保护路基路面的使用性能和强度, 还要能够预测出排水时会发生的一系列问题, 并列出科学有效的预防方法, 进而提升整个工程的施工质量。与此同时, 国家及相关部门要加大环境保护的宣传力度, 强化监测工作的实施, 不断改善环境, 有效避免水土流失等问题的发生。

2、工程案例概况

2.1 项目概况

本工程为某一高速公路设计实例, 此工程全长58.1km, 在设计时遵循双向四车道原则, 分离式路基宽度是12.25m, 整体式路基宽度是24.5m, 设计行车速度是80km/h。下面将分析和探究此工程的路基路面排水设计。

2.2 工程地质

此工程所处地理位置较复杂, 落差大, 最低点的高程是204m, 最高点的高程是570m, 而相对高差最大可达366m。10°~35°为所处地形坡角, 通常切割深度处于10m~30m之间。

2.3 水文地质

此工程的相关水文地质实况相对简单, 基岩裂隙水形式赋存与第四系松散层类孔隙水是其主要的地下水, 且地下水的分布状态为树枝状, 另外, 此工程在夏季时的降雨量比较大。

3、路基排水设计

3.1 排水沟与边沟

通常在设计的过程中, 采取的主要方式为边沟和排水沟的有效结合。在填方相关路段时, 应设置30cm厚M7.5浆砌片石梯形排水沟。且排水沟尺寸是80cm×60cm, 类型为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ, Ⅰ型排水沟适用于一般路段;Ⅱ型排水沟适用于水田路段;Ⅲ排水沟适用于改沟路段。

而在设计边沟时, 则使用填筑式。对于挖方路段要据实际情况设置混凝土矩形盖板边沟, 如表1所示为边沟的基本技术指标。将泄水孔设置于边沟两侧, 且使内径保持在5cm, 并将UPVC短管插于泄水孔里, 接着用反滤材料填充其进水口, 再将其包裹住, 在这里可采用渗水土工布。

3.2 截水沟

通常, 60cm×60cm为截水沟的惯用尺寸, 截面类型可选取陡梯形或矩形。M7.5浆砌片石是截水沟的关键使用材料, 厚度要把控在25cm左右, 而通常挖方路段边坡顶外的距离和设置截水沟的位置要把控在5m以上。另外, 还要设置一定的路基排水系统, 且位于截水沟两端的出口处, 通常采取急流槽和跌水。一般截水沟的宽度为200-5OOmm, 如果宽度高于500mm, 就要将泄水口设置于截水沟之间, 且断面通常选取梯形形式, 沟底宽度要大于0.5m, 沟底纵坡设计则高于0.5%, 如果周围的地质条件很差的话, 就会导致边沟变形或者产生渗漏问题, 这个时候就要及时采用合适的防水方法来进行排水。

3.3 急流槽

如果路基路面所处位置是在陡坡, 且在进行排水时就可选用这种排水方式, 同时它的构造比较适合用在水位落差相对很大且消耗能量多的区域, 单级和多级是其基本的排水方式, 变宽及等宽是沟底的两种类型。而在沟渠排水、山区公路路基排水中, 则适合用急流槽, 其核心作用在于以路堤边坡上的集流管或者急流槽把拦水带区域泄水口的水统一进行汇集和排放。

3.4 渗沟及渗井

渗沟及渗井一般适用于地下水流比较小的区域, 有效拦截地下水, 或者将地下水位降低。同时, 在引水段很长且地下水流量很大的区域则适用管式和洞式渗沟。本工程采用矩形形式的填石渗沟, 其主要组成部分包含反滤层、排水管和封闭层。

3、路面排水设计

3.1路表水排水

一方面, 进行路表水排水的关键方法是横向漫坡法, 其适用的路面状态包括:路面堤坡相对很低、集水总容量小及路基的坡面抵抗冲刷力极强。另一方面, 可设置合理的拦水带, 通常对于水流冲刷力比较大的区域很适用, 用此方法的话就可以使更多的自由水由排泄口进行排放。

3.2中央分隔排水

在进行中央分隔排水设计时, 可对于道路基础设施, 绿化带等进行全面分析和规划, 并结合人文、地质等因素设置科学的排水方式。一般分为两种:一是中央分隔带的实际宽度比3m小的时候, 可采取横断面模式, 在中间分隔带的两端可使用双向横坡截面的方法, 将公路路面中的水分别引入公路两侧。另一种则是当中央分隔带的实际宽度比3m大的时候, 设置合适的横向坡度截面, 呈现向内浸水的特点, 其主要步骤是将地表水集中汇入公路中间的凹陷区域, 再利用坡度的惯性使其汇入到横向路基中。

综上所述, 促进我国交通运输事业健康平稳发展的根本条件就在于确保高速公路的持续畅通运行。其中, 公路路基路面的含水量与其平稳性和强度密切相关, 因此国家及相关建设部门对于路基路面的排水工作要加强研究, 结合实际的公路地况和相关规定, 制定出科学合理的高速公路排水方案, 全方位对路基路面进行排水设计, 使其稳定性和强度不断提升, 从而有效强化高速公路的排水系统, 促进公路事业的可持续发展。

摘要：当下, 国民经济快速发展, 国家及相关部门对于公路建设的投入也在不断加大, 其建设的要求和标准也更高。因此为了确保公路的整体稳定性和安全性, 降低运输的总成本, 延续公路的使用期限, 就要保证在公路建设的时候, 使路基路面的耐用性和平稳性最佳。如果排水设施不健全或排水设计不科学的话, 就会造成路基路面产生损坏, 所以, 在进行公路施工的时候, 要严格把控好路基路面的排水设计, 进而有效提升公路的整体质量和使用期限。基于此, 本文对高速公路路基路面排水设计进行了详细地分析和研究。

关键词：高速公路,路基路面,排水设计