高速公路排水系統(tǒng)

1、高速公路排水系統(tǒng)的設計陳新富 劉事蓮廣東省公路勘察規(guī)劃設計院 廣州 510507摘 要： 詳細介紹了廣東地區(qū)高速公路排水系統(tǒng)的設計， 包括路基排水、 路面排水、 路面結 構層排水、結構物排水。另外介紹了挖方路塹邊坡的坡面排水設計和地下水的排水設計。 關鍵詞：高速公路 排水系統(tǒng) 設計1 引言 高速公路造成水毀的其中一個重要原因， 就是排水設施不齊全、 排水系統(tǒng)的細節(jié)設計不完善。 因此， 認真做好公路排水系統(tǒng)的設計是保證公路質(zhì)量的前提。排水系統(tǒng)的常規(guī)設計包括路基排水、路面排水、 路面結構內(nèi)部排水和橋面排水， 而邊坡中地下水的治理設計、 支擋構造物 的排水設計往往未進行深入的研究和分析， 應進行專門

2、設計。 本文將分項介紹廣東省高速公 路排水系統(tǒng)的設計經(jīng)驗。2 路基排水的設計2.1 路基地表排水2.1.1 排水溝 填方路基一般設計為排水溝。排水溝的形狀一般設計為矩形和梯形。廣東地區(qū)的矩形排水溝常用的尺寸有60cm x 60cm、60cm x 80cm、80cm x 80cm（深x寬）。排水溝深不超過 60cm的，壁厚一般為30cm，底部鋪砌厚25cm，另外鋪砌底部設置厚 10 20cm的砂墊層；排水溝深超過 60cm的，壁厚一般為 40cm,底部鋪砌厚 2540cm，鋪砌 底部設置厚 10 20cm 的砂墊層。廣東地區(qū)的梯形排水溝最常用的尺寸為60cm x 60cm x 60cm。梯形排水

3、溝的 M7.5級漿砌片石厚一般25cm，砂墊層厚15cm。對于排水溝端部，設計和施工人員往往容易忽視，而實際 上,有不少的水毀是從排水溝端部開始的。 為了防止水流進入水渠等自然河溝中沖刷排水溝 端部，排水溝端部往往加設一道隔水墻，隔水墻一般低于排水溝底11.5m。2.1.2 邊溝挖方路基及填土高度低于路基設計要求的臨界高度的路堤,一般采用邊溝地表排水形式。邊溝可采用三角形、碟形、梯形、矩形橫斷面,采用何種形式宜按公路等級、所需排水設計流 量、設置位置和土質(zhì)或巖質(zhì)選定。邊溝一般宜通過急流槽與排水溝或自然溝渠相接。2.1.3 截水溝截水溝用于挖方路段邊坡, 主要排泄來自坡頂上方的來水。 當自然邊坡

4、較緩時, 宜采用梯形 截水溝； 當山體陡峭時, 宜采用矩形截水溝。 截水溝的流水一般通過急流槽匯入到邊溝、 排 水溝或自然溝渠中。對于幾級挖方邊坡, 每級邊坡的平臺均應設置平臺截水溝, 平臺截水溝一般有 2種設計： 上 凸式和下挖式。 上凸式在高速公路中較為常用。 平臺截水溝常通過急流槽、 接水溝將水引至 邊溝或截水溝中。2.1.4 急流槽急流槽是排泄路面水、 挖方邊坡流水的重要設施, 屬于集中排水的一種。 急流槽一般有以下 幾種類型： 路堤急流槽、 截水溝接邊溝的路塹急流槽、 截水溝接排水溝的急流槽、 邊溝接排 水溝的急流槽。路堤急流槽一般用于路面集中排水的情形。 非超高段和超高段內(nèi)側路面的

5、水通過路緣帶匯集 到急流槽中, 而超高段外側路面排水先匯集到中央分隔帶的集水井中,后通過橫向排水管流入到超高段外側的急流槽中。路堤急流槽一般設置間距為 3050m。路堤急流槽尺寸一般為矩形35cm x 40cm（深x寬），壁厚2530cm，底部鋪砌25cm，溝壁和溝底鋪砌均采用M7.5級漿砌片石，溝底一般設置厚10cm砂墊層。為了增加急流槽的穩(wěn)定性，應每隔12m設置一道防滑平臺，平臺寬不小于60cm 。為了減小水流的沖刷，沿槽身每隔1m 設置一道消力檻，檻高 10cm 。在縱坡較大路段，急流槽入水口宜采用不對稱弧形，并設置低凹區(qū)；在縱 坡小的路段，急流槽入水口宜采用對稱弧形( 圖 1)。2.2

6、 路基地下排水 路基地下排水設施設置在地下水發(fā)育地段， 如挖方地段、 填挖交替路段， 主要以滲流方式匯 集水流，并就近排出路基范圍以外。類型有明溝、暗溝、滲溝、滲井。在廣東地區(qū)的高速公 路中，滲溝較為常用。滲溝一般用于挖方路段，一般設置在邊溝下方。滲溝一般深 80cm 以上，具體深度應根據(jù)地 下水的情況而定。 在滲溝的迎水面設置透水反濾土工布， 在背水面、 滲溝底部均設置隔滲土 工布。滲溝一般用砂礫材料，也可用碎石，在滲溝底部，宜設置1根1015cm的縱向軟式透水管。3 路面排水的設計在廣東高速公路中， 大多采用集中截留式路面排水方式。 從排水設施分， 路面排水設施包括 路肩排水設施和中央分隔

7、帶排水設施。路面排水設計應遵循下列原則： ( 1 )降落在路面上的雨水，應通過路面橫坡向兩側路肩排流， 以避免行車道路面范圍出現(xiàn)積水現(xiàn)象；(2)路線縱坡平緩、匯水量不大、路堤不高的情況下，宜采用橫向漫流的方式排水； (3)路堤較高、坡面容易受水流沖刷時，宜采用集中排水的方 式，即沿路肩外側邊緣設置攔水帶，匯集路面水，之后通過急流槽排出路堤。3.1 路肩排水路肩排水設施包括攔水帶、 急流槽和邊溝。 攔水帶設置在硬路肩外側邊緣， 一般由瀝青混凝 土現(xiàn)場澆筑， 或由水泥混凝土預制塊鋪砌而成。 廣東大多高速公路的路肩攔水帶為水泥混凝 土預制塊。攔水帶的斷面尺寸見圖 2。攔水帶的泄水口可設置成開口式?？v

8、坡較大時，泄水 口宜做成不對稱的喇叭口， 并在硬路肩邊緣的外側設置逐漸變寬的低凹區(qū)； 設置在平坡或緩 坡坡段上時，泄水口可做成對稱式。3.2 直線段中央分隔帶排水中央分隔帶分凸形和凹形中央分隔帶， 凹形中央分隔帶在廣東高速公路極少采用， 因此本文 僅介紹凸形中央分隔帶。直線段路基， 當中央分隔帶采用鋪面分面時， 可不設中央分隔帶地下排水系統(tǒng)， 只須在分隔 帶鋪面上設置傾向于外側的橫坡， 橫坡一般為 2% 4% 。降落在分隔帶上的表面水排向兩側 行車道，流入路面表面排水系統(tǒng)。當中央分隔帶采用植草或灌木防護綠化時，應設置地下排水系統(tǒng)，并隔一定間距(一般與路堤急流槽間距一致 )通過橫向排水管將滲溝內(nèi)

9、的水排引出路界，如圖3 所示。地下排水系統(tǒng)一般采用填石滲溝， 較少采用管式滲溝。 填石滲溝周壁和溝底設置隔滲無紡土工布， 滲溝上 方設置反濾土工布，滲溝底部一般布置一根 15cm 軟式透水管。橫向排水管一般采用 10cm 的塑料排水管，排水管用C 25混凝土包裹。3.3 超高段中央分隔帶 在超高段，在中央分隔帶上側外邊緣處應設置縱向排水溝，用于攔截上半幅路面的表面水， 并每隔一定間距 (與路堤急流槽的間距一致 )設置一道集水井， 然后通過橫向排水管排到急流 槽中。超高段中央分隔帶滲溝內(nèi)的水通過 10cm 的橫向排水管排到集水井中，再通過 30cm 的橫向排水管排到急流槽中。超高段中央分隔帶的排

10、水設施如圖4 所示。中央分隔帶縱向排水溝常用的有扁平式和路攔式。 扁平式排水溝橫斷面一般采用碟形、 三角 形、U形和矩形；路攔式排水溝多用開口圓形和側溝形。4 路面結構內(nèi)部排水的設計4.1 路面邊緣排水系統(tǒng)路面邊緣排水系統(tǒng)就是沿路面外側邊緣設置縱向集水溝和集水、 出水管。 滲入路面結構內(nèi)的 水分，先沿路面結構層的層間空隙或某一透水層橫向流入由透水性材料組成的縱向集水溝， 并匯流入溝中的帶孔集水管，再由間隔一定距離設置的橫向排水管排出路基之外。4.2 排水墊層的排水系統(tǒng)當路基存在地下水、 臨時滯水或泉水時， 如路基填土高度較低， 為攔截這些水進入路面結構 層，或迅速排除積聚在路基上層的自由水，

11、可直接在墊層下面設置由未篩分碎石組成的排水 墊層。當路基為路堤時， 水向路基坡面外側排流； 當路基為路塹或半路塹時， 挖方坡腳處須設置縱 向集水溝、排水管和橫向排水管。5 結構物排水的設計5.1 橋面排水(1) 橋面橫坡 橋面表面水首先靠橋面橫坡和縱坡組成的合成坡度排向行車道兩側或匯向一 側，然后匯集于由路緣石或護欄和橋面組成的過水斷面內(nèi)。(2) 泄水口與泄水管廣東地區(qū)高速公路的橋面較少采用泄水口，而大多采用泄水管的方式排水。泄水管一般采用鑄鐵管和鋼筋混凝土管，也有采用 PVC 塑料管。一般采用圓形斷面 形式，泄水管的直徑宜為1520cm。泄水管頂部用格柵蓋板蓋住。5.2 支擋結構物的排水(

12、1 )當回填料為透水性材料時， 直接設置泄水孔即可， 如圖5所示。泄水孔用直徑 510cmPVC 塑料管，泄水口的進水口一般用砂礫材料外裹透水土工布。泄水孔一般按23m的間距呈梅花形設置。 最下一排泄水孔的出口應高出地面 30cm 以上，其進水口底部還應鋪設厚 30cm 的黏土層，并夯實。(2)當回填料透水性不良時，可采用以下3種排水方式：在臺背或墻背與回填料之間設置由透水性粒料組成的連續(xù)排水層，排水層的厚度不小于 30cm ,其頂部和底部用厚 3050cm的不透水材料封閉，如圖5所示；沿臺背或墻背的底部設置厚3040cm、高50cm的縱向排水滲溝，并間隔 45m設置厚3040cm、寬3040cm的豎向滲溝，并在縱豎向滲溝 的交互處設泄水孔，豎向滲溝的頂