浅谈公路路基路面排水的优化

浅谈公路路基路面排水的优化
1、基于路基路面排水的优化设计原则研究
在路基路面排水优化设计中，应主要依据以下指导原则来进行设计：
对于路基路面排水，应与桥涵等泄洪设施相结合来进行综合设计，相互配合形成完备的排水系统；排水系统的设计，不但要保证路基路面的安全稳定，还要结合工程建设的实际情况以及周边自然环境的特点，减少对自然环境的破坏，防止水土流失现象的出现，实现路基路面排水系统以周边环境的协调共存；严格按照有关规定，对排水系统建设污水进行处理，坚决杜绝污水的随意排放，以免造成对周边农田和水资源的污染；公路路基路面排水系统的建设应与当地的农田灌溉系统相互配合，实现排水和灌溉协调共存；应依据相关的水力学验算，确定路基路面排水设施的结构及相关尺寸，来满足路基路面排水的相关需要；对于水流速度不大的地区，可以借助植草型边沟以及排水沟来实现排水的目的；为增加路面行车安全，并达到道路美观的效果，应尽量采用暗埋形或浅碟形边沟；对于道路地下排水，应进行完善的水文地质调查和相关排水设备设计。

2、公路路基路面排水优化设计要点研究
2.1路面排水优化设计要点
（1）路面表面排水优化设计要点
路面表面排水是针对路面表面以及路肩位置的自然降水，通过排水设施以实现快速排除路面的积水，从而保证道路行车安全性。

当路面不存在超高设置时，路面积水可通过路面表面以及路肩向道路两侧实现横向排除。

路面表面排水的优化设计主要有以下两方面组成：一是预先在填方路基位置设计相关排水防护设施，使路面降水以横向漫流的方式，向路堤坡面进行分散式的排放，已达到路面排水的目的；二是通过在道路路肩位置的外侧边缘进行拦水带等相关设施的设置，实现对路表积水的拦截和集中，并在一定位置通过泄水口、排水池等相关设施讲积水排除到路基路面范围以外。

（2）中央分隔带排水优化设计要点
对于中央分隔带排水方式，应根据其宽度进行不同优化设计。

对于分隔带宽度小于3m的情况，应对路面表面采取铺面封闭的优化设计方案[1]。

铺面封闭
优化设计方案的原理记载将铺面的横坡坡度设计与两侧路面横坡保持一致，从而使路面降水在横坡的作用下排向道路路面两侧。

铺面封闭的适用范围较小，主要针对道路绿化程度要求不高，而且自然降水程度不大地区的相应路段。

对于宽度大于3m，且表面呈微凹形态、无铺面封闭的道路中央分隔带，主要采用分隔带内表面排水优化设计[2]。

分隔带内表面排水优化设计，主要是通过路面的横坡将自然降水汇集到中央分隔带处，并借助纵向设置的排水管道或集水井，将路面降水排除到路幅范围以外。

分隔带内表面排水优化设计主要适用于降水量较大的地区。

当中央分隔带宽度恰好为3m，而且表面凸起且无铺面封闭情况下，主要采用复合式排水优化设计[3]。

复合式排水优化设计是将路面积水通过三部分排除，第一部分通过横坡降水排到路幅以外的排水设施内，以实现排除路面积水的目的；第二部分水通过路侧植物的吸收来排除；第三部分是通过在路面内部的盲沟和横向排水管，将下渗的降水排除到路基范围以外。

复合式排水优化设计主要适用于绿化程度高、降水量适中的路基路面排水。

（3）路面内部排水优化设计要点
路面结构内部排水设计主要是针对从路面表面的裂缝或路基等位置深入到路面内部的自由水的排除设计方式。

路面内部排水的优化设计主要有以下两方面组成：路面边缘排水系统优化设计和排水基层排水系统优化设计[4]。

路面内部排水系统设计在路面边缘设计采用透水性填料，并配合设计相关的路面内部积水设施、纵向和横向排水管以及排水过滤设施等，组成完善的路面内部排水系统。

这种优化设计方案主要适用于包含不透水基层的水泥路面，尤其是适用于排水性能不良的旧水泥混凝土路面。

2.2路基排水优化设计要点
路基作为道路路面的基础应该具有良好的强度和稳定性。

为了保证路基的强度和稳定性，应通过一定的措施将渗入到路基内部的水排除道路及范围之外，保证道路路基不受降水的侵害，保持干燥的状态。

这就要对路基排水系统进行优化设计，通过一定排水设施的防、排、疏合理组合，降低路基内部的湿度保持在合理限度之内。

路基排水优化设计根据排水流程，主要可以分为道路路基内部排水优化设计和道路路基外部排水优化设计。

道路路基内部排水设计主要通过在路基底层位置设计相关的垫层以实现阻止水渗入土基内部，或是在路基设计中适当的提高填土高度，以满足排水需求；路基外部排水的优化设计，是借助路基周圍的
农田灌溉设施或其他排水设施，与路基排水设施相结合，完成对路基附近水的排出。

（1）路基内部排水优化设计要点
路基内部排水设计的主要影响因素是不同来源的水对路基干湿程度的作用。

对于路基干湿程度的影响，主要有大气降水、相邻农田的灌溉水源、路面积水渗入、地下水源等。

对于路基内排水，可以在路基填土高度设计中适当的提高路基的最小填筑高度，并对路基中的软基部分进行相关碎石换填处理，不但通过阻隔低下毛细水上升的手段来满足了路基土保持干燥状态的需要，而且还在一定程度加强了路基的强度及承载力，充分发挥了路基内部排水设计中的优化性。

在道路路基底部设计相关的排水层，将路面下渗的水通过排水层排出到相应的排水设施内，并通过一定的排水通道将道路渗水排除到路幅以外，保证路基的稳定性以达到排水的目的。

设计中的排水层应采用透水性良好，强度高的砂石来铺筑。

（2）路基外部排水优化设计要点
在路基外部排水优化设计中，需要对路堤边沟的排水纵坡提出相应要求。

对于浆砌片石边沟，路基外部排水优化设计要求边沟的纵向坡度必须满足道路排水的需要，不应小于0.2%。

对于降水量较大的地区，为保证路基外部排水畅通，要求路基外部排水设施的沟底纵坡坡度应大于0.3%。

路基外部排水设施的排水方向应依据所处地区的地形地貌决定。

当道路路基外部的排水设施需要将水排入到道路涵洞时，路基外部排水优化设计要求排水沟的底部标高用高于涵洞的进口处的相应标高；而当排水设施需要将水排入灌溉涵洞时，路基外部排水优化设计要求排水沟的底部标高应该高于灌溉涵洞顶部的相应标高。

在路基外部排水优化设计中，应该尽量减少或避免排水设施穿越通道，无法避免时，应设计相关的倒虹吸管道穿越通道。

3、结语
本文通过对公路路基路面排水优化设计原则进行了研究，并在此基础上分别提出了公路路基和路面排水优化设计要点，为公路路基路面排水优化设计的发展奠定了坚实的基础，并为我国公路路基路面的排水系统的设计提供了理论依据。

参考文献：
[1]李刚，张永刚，赵永国，张留俊.高速公路排水优化设计[J].公路，2009，（11）：98-101.
[2]张荣敦，鲁军瑛，郑建晓.公路路面表面水排除方法的探讨[J].山西建筑，2007，33（23）：282-283.。