关于高速公路路基路面排水设计

 概述

高速公路排水设计对于高速公路路基的稳定性及路面的使用寿命有着显著的影响。高速公路排水设计应包含以下两个方面的内容：其一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响，一般称之为第一类排水；其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外，最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响，减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害，这称为第二类排水。

路基路面排水

一、第一类排水设计通常采用适当提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。施工期间一般都考虑在施工前开挖临时排水边沟，排除施工期地表水并降低地下水，同时在路基底部掺加低剂量石灰处理，设置40cm 厚的稳定层等。采用这一系列措施可起到事半功倍的效果。边沟是排水的一种重要方式,所以边沟的设计更为重要。

（1）一般路段的路基边沟设计原则：以填筑式边沟为主，尽量减少路基边沟积水现象的发生。

这主要是吸取已建成的高速公路中的教训：部分路段在汛期内路基水不能及时排除。地方群众干扰路基水排入灌溉涵洞内。

（2）路基边沟纵坡的要求：根据交通部部颁《公路路基排水设计规范》要求，采用浆砌片石修筑的边沟为满足排水需要，边沟纵坡应不小于0.12％，由于大营段位于丘陵岗区和冲积平原区，原地形既有较大起伏又有部分平坦地段，本着既要解决路基排水问题，又要经济合理的原则，确定路基排水边沟沟底纵坡一般情况下不小于0.15％。

（3）对于边沟水进入涵洞及跨越通道等情况的处理：沿线设置的涵洞有排涵、灌涵和灌排两用涵。对于需排入排涵的边沟，其边沟底标高不低于涵洞中心的标高；需排入灌涵的边沟，其沟底标高不低于涵顶标高；而对于灌排两用的涵洞应按灌涵要求设置，特殊情况时可适当降低。为防止冲刷涵洞，原则上采用边沟急流槽连接边沟和涵洞洞口。一般情况下边沟尽量少穿越通道，当排水需通过通道排入涵洞时，应优先采用边沟盖板涵，特殊情况下可采用边沟倒虹吸穿越通道。

（4）对边沟标高及纵坡方向的问题：根据路线纵断面和沿线自然地形情况综合确定，通常以沿线自然地形为主确定排水方向。边沟底标高控制应以该段路肩边缘最低点标高以下大于1.7m 为宜，原因是考虑到路线中央分隔带横向排水管不能因边沟积水而引起倒灌。对于个别特殊路段不能满足1.7m 要求的，可放宽至1.4～1.5m，若另一侧边沟较低时应优先采用单侧布设横向排水管。

（5）对于挖方段边沟：考虑到中央分隔带横向排水管排水要求，边沟底标高不低于路肩标高1.2m，同时要求边沟纵坡不小于0.5％。施工期要求各施工单位必须首先在挖方段边坡顶开挖截水沟以防止路基外侧水进入路基，并且应做好挖方段本身临时排水沟的设置工作。

二、第二类排水设计一般包括：路面表面排水、超高段路面表面层排水、路面边缘排水、中央分隔带排水及和纵横向盲沟排水等方面,以下结合沈大路排水做以介绍。

（一）路面表面排水

主线填方段及匝道路面采用集中排水，路面水通过边坡泄水槽排入边沟，主线泄水槽间距20 米，匝道泄水槽间距28 米，泄水槽净宽80cm,槽身采用浆砌片石砌筑，进水口花岗岩条石和花岗岩板拼接而成；主线挖方以及设置路间墙的路段采用散排水，土路肩设置平原石，顶面采用浆砌块石砌筑，路面水通过土路肩直接流入边沟。在设有泄水槽的位置，土质排水沟在一定长度范围内采用浆砌片石进行砌护。

（二）路面边缘排水

主线填方两侧土路肩在与缘石下出水口的对应位置设置砂砾盲沟以利于路面结构层中的水排出到路基之外。 

（三）超高段路面表面层排水

超高段表面层排水采用在中央分隔带边部每隔4m 设置小集水井的集中排水形式，小井之间采用预制的水泥混凝土暗管连接。纵向每隔一定距离在分隔带内设置大集水井，超高内侧的路面水通过暗管汇集到大集水井中，再由埋在路基下的横向排水管排到低侧的挖方边沟或填方边坡泄水槽中，根据具体的横截面，如果向低侧排水有困难，则在高侧增设净宽50cm 的泄水槽，将横向排水管的水排除。当两侧排水都有困难时，横向排水管可伸入到路基排水沟中。集水井采用混凝土现浇，纵向暗管、横向排水管采用水泥混凝土预制后进行搭接，其中集水井及横向排水管均采用50 号高强抗冻抗盐腐蚀混凝土。

（四）中央分隔带排水

高速公路中央分隔带排水设计主要为排除中央分隔带内积水，可分为施工期间

和道路营运期下渗水的排除。

施工期间排水量取决于最大瞬时降雨量及中央分隔带的汇水面积。一般情况下，由于高速公路中央分隔带内设置有通讯、监控用管线的人手孔，因此，中央分隔带排水长度应为两个人手孔之间的间距，一般路段的最大间距为180m。

沈大高速公路大营历年年平均降雨量在635-950mm 左右，根据本次设计中央

分隔带宽为3m，计算出中央分隔带施工期需要的最大排水能力为：

由以往高速公路设计经验可知，高速公路横向排水管长为15m 左右，横向排水管坡度为2％，采用以上公式计算出施工期最大瞬时降雨量时所需要的横向排水管管径为255mm。如果按有关排水设计规范要求50m 设置一道横向排水管，即排水长度缩短为50m，则需要的横向排水管管径为75mm。

但在实际施工过程中存在许多问题，如中央分隔带是在基层施工后进行开挖施工的，开挖的边沟表面粗糙，沥青不易粘结牢固，不能形成均匀、无破损的防渗层。土工布因有接缝，不能形成整体而达到完全不透水的程度。因此，当盲沟积水时侧面仍将无法阻止水渗入路基。

由于施工质量不易控制，造成横向排水管标高误差或产生淤塞，从而使上游横向排水管排水不畅，大量的水流向最低处，而最低处的横向排水管由于设计时

包裹无纺土工布或产生淤塞，使排水能力严重不足，从而导致下游中央分隔带积水严重，有的下雨后几天中央分隔带仍有积水，使路基长时间浸泡，影响了路基、路面的强度。

由于通讯、监控管线人手孔的设置阻断了中央分隔带排水，造成中央分隔带积水或积水渗入人手孔。为了解决这些问题，采用以下办法处理：对于设计底坡小于0.3％的，采用锯齿形纵向矩形碎石盲沟，并于盲沟底部设置软式透水管和每隔30～50m 设置集水槽汇集中央分隔带雨水或渗水；根据以上计算，中央分隔带每隔30～50m 设置一道横向排水管，将盲沟中的水排出路基以外；在中央分隔带内设置2cm 厚水泥砂浆层、沥青防渗层及土工布防渗层，防止中央分隔带中水从侧面向路基渗透。

沈大路大营段填方段的中央分隔带内设软式透水管和防水土工布，并每隔一定距离设置集水坑，用以汇集从中央分隔带渗入的水，并通过横向塑料排水管排出路基边坡、边坡泄水槽或排入路基边沟中，施工时，应先将中央分隔带内的填土按着设计进行开挖，然后埋放软式透水管。挖方路段的中央分隔带排水与路基顶面的纵向盲沟相结合考虑。

路面渗水的排水设计

沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、横向出水管和过滤织物（土工布）组

成的路面边缘排水系统。

通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管，将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限，考虑到排水路径的限制，因此，设计中采用每10m 左右设置一道Ф5cm 横向排水管以确保路面下渗水的排除。