沥青公路路基路面排水设计分析

沥青公路路基路面排水设计分析

摘要：根据对沥青公路排水病害以及机理的分析，文章归纳出重要的损坏形式和病害形式，以及浅谈了其损坏的机理，对排水系统以及新型的防排水的系统进行了较为深入的研究。排水设计在实际应用中也得到了初步的验证。新型的材料由于其特点能够在实际工程中得到广泛的应用。

关键词：公路路基；公路路面；排水设计；应用

一、排水系统存在的问题及成因

水与公路的路基路面的强度与稳定性密切相关，排水设施设计与施工的优良与否是直接决定路面水损害的因素。影响路基路面的水，根据其来源的不同可以分为地面水和地下水两大类。其中，地面水主要来自大气降水以及水库水。大气降水是对公路影响最大的水源。地面水对路面结构也会产生冲刷以及渗透，导致路基整体失稳，导致水毁。由于路基土体中由水，这样会使土体过湿，导致强度下降。

沥青路面排水的目的在于迅速排除降落在路面范围之内的积水，其过程有两个关键点，即有效汇集雨水，然后通过排水设施能够迅速的排除到路面范围之外，确保路面结构能够处于在干燥状态，除此之外，也能保证路基范围内的土基湿度能够降低到一定的范围内，这样不仅能够保证路基的强度，还可以保证路基的稳定性，这样可以减少地表水对道路结构的危害，减少对于行车安全的威胁。

二、沥青路面主要的水损害

随着我国经济的快速房展，沥青公路建设进入高潮时期，路网也在逐渐加密。排水设计日益成为民众关注的重点，之前的排水设计作为非主体工程，通常都被忽略，从而造成设计施工上的缺陷，为此公路水损坏的问题一直围绕着工程的施工阶段，甚至成为公路破坏的主要因素，通过对沥青路面的调查，沥青路面主要的水损害主要有如下几点：因为排水不畅通而引起的路面积水，路面发生坑槽，路基的沉降，边坡发生水毁；因为边沟设计不合理造成路基强度下降，通道积水影响通行，路缘带排水不良引发局部的破坏；边坡排水设施由于设计不当或者施工不当从而引起冲刷和失稳的现象。这些病害的出现，不仅影响公路的景观，而且还会危害到行车安全，造成路面的早期破坏，从而造成养护成本大大增大，甚至会引发一些不良的社会影响。调查分析表明：目前的排水设计以及施工的设计过程过于经验化，未引起足够的重视；排水设施的引流环节若衔接不畅的话，很容易导致排水系统崩溃；传统的排水材料自身具有局限性，施工过程难以得到保证。

三、路面排水设施与方案

1、路面排水设计目的

路面排水设计是为了快速排除落在路面路基范围内的积水，有效汇集雨水，然后通过排水设施将雨水排到路面路基范围以外，以确保路面路基处于干燥状态，这样不仅能够保证路基范围内的土基湿度控制在一定范围，也能确保路基路面具有足够的强度和稳定性，以减少雨水对道路结构的危害，减少对行车安全不利的影响。

2、排水设施

根据《公路排水设计规范》，路面的排水系统由路面表面排水和路面内部排水两个系统组成。这两个部分在沥青路面排水过程中是不可分割的两部分。其中，地表排水系统由路面表面排水、坡面排水和共用排水设施组成。

3、路面表面排水设施

3.1路拱横坡

沥青路面横坡的设置是为了能够迅速排除降落到路面的水，水在自重的作用下，水就会流向路基边缘。

3.2路堤拦水带

为了防止路表的降水漫流，雨水流向路堤边坡，从而冲刷边坡。有些工程设置了路堤拦水带。一般而言，是将硬路肩外侧设置高于路面条状结构，拦截，汇聚沿路拱横坡流向边坡坡面的水，在指定地方进行集中排放，拦水带有三种高度，分别是高、中和低这三种拦水带，拦水带具体高度的选择是根据当地的降雨量以及路面坡面水流的具体情况进行选择的。

3.3出水口

用于集中排放路面降水的设施称为出水口，出水口也分三种形式，分别是开口式出水口，格栅式出水口以及组合式出水口。出水口的设施的间距要根据实际情况进行设置。

4、共用排水设施

4.1边沟

为了汇集雨水，排除路面，路肩和边坡的流水，在路基两侧设置边沟。边沟也分多种形式，多为L形，梯形，蝶形，三角形，矩形以及U形边沟。根据形式不同，可以分为明沟和暗沟，边沟多用石材砌成，边沟中部允许其他水的引入，也不能与其他的人工沟渠合并运用。

4.2排水沟

排水沟的水量很大，是集合了边沟，截水沟，路基低洼处水汇集排至事先指定的地方的沟渠。排水沟作为引水的主要结构物，横断面采用较大的梯形。

4.3集水井

设置在出水口下方，起汇集作用的隐蔽设施，流到集水井的水被排到指定地方。

4.4泄水槽

泄水槽一般是设置在坡面上，将山上的水从山顶引导到坡脚泄水槽对沥青公路路基的保护作用很大。

四、防治措施

1、控制集料含泥量和细集料含量

控制集料含泥量和细集料含量必须从集料加工源头抓起。首先，应选择干净的片块石进行破碎加工，铲运时不能粘有泥土；第二，碎石加工设备必须配备除尘装置，既可防止污染周边环境，又可以控制粉尘含量，将细集料中0.075mm 以下的粉尘控制在10%以内；第三，禁止雨天加工和运输集料；第四，拌和场及进场道路必须清洁硬化，防止泥土污染；第五，控制拌和机产量，调整好除尘装置，确保不必要的粉尘能排除干净，不可一味追求拌和机产量而忽视了粉尘含量；第六，集料的下脚料应废料不用。通过以上措施将粗集料含泥量控制在1%以内，细集料砂当量指标达到60%以上。

2、提高沥青路面水稳定性

为提高高速公路沥青路面水稳定性，可采取以下措施：一是集料与沥青的粘附等级应达到5级，允许沥青膜有移动，但是不能有裸露的石料；二是必须对沥青混合料进行水稳定性检验，要求残留稳定度不小于85%，冻融劈裂残留强度比不小于80%；三是如果集料抗剥离能力不足，可渗入一定剂量的抗剥离剂或石灰，以提高沥青与集料的粘附能力；四是可采用该性沥青，以提高胶结料的粘附能力。

五、沥青路面排水存在的问题以及病害

通过对研究路段的调查，发现沥青路面排水存在的主要的问题如下：表面积水严重；泄水槽损坏严重，从而导致边坡冲刷严重，局部产生沉陷；排水沟受到冲刷；沥青路面内部积水。

沥青路面表面积水主要因为沥青路面所采用的可能不是透水型，加上平整度和车辙的影响，施工过程控制不严，导致路面不平，所以导致沥青路面表面积水，然而一旦沥青路面表面积水，就会加速沥青路面的破坏，从而产生一种恶性循环。