浅谈路面结构内部排水设施

浅谈路面结构内部排水设施

摘要：路面的许多病害，都与侵入路面结构内水的不良作用有关，因此，设置路面结沟内部排水系统，迅速排除内部积水，对改善路面的使用性能，提高其使用寿命非常必要。

关键词：路面结构内部排水设施

Abstract: the many diseases, and into the pavement structure the internal waters of the adverse effects, therefore, set up road “ditch internal d rainage system, internal water out quickly, to improve the use of pavement performance, improve its service life is very necessary.

Keywords: pavement structure internal drainage

前言：路面的许多病害，如水泥混凝土的卿泥、错台和断裂以及沥青路面的松散、龟裂、坑槽等都与侵入路面结构内水的不良作用有关，降落到路面表面的水，不论采用何种路基路面排水设施，多少会有部分水通过路面接缝、裂缝、松散、坑槽、或面层孔隙下渗到路面结构内部中去。

1.一般原则和要求

《公路排水设计规范》明确规定，不是所有等级公路都必须设置内部排水系统，只有遇到以下几种情况才宜设置。

1.1 年降水量在600mm以上的湿润和多雨地区，路基由透水性差的细粒土(渗透系数不大于10-5cm/s)组成的高速公路、一级或重要的二级公路。

1.2 路基的侧有滞水、可能渗入路面结构内。

1.3 严重冰冻地区，路基为由粉性土组成的潮湿、过湿路段。

1.4 现有路面改建或改善工程，需排除积滞在路面结构内的水分。

在进行路面内部排水系统的设计时，通常从泄水能力、渗流时间、耐久性三方面来综合考虑、只有同时满足了这三方面的要求，才能真正起到迅速排水的作用。为此，路向结构内部排水系统的一般要求如下：

（1）各项排水没施应只有足够的泄水能力，以排除渗入路面结构内的水量。由于渗入量的估计和透水材料系数的测定精度较低，因此对设计泄水量通常采用两倍以上的安全系数，才能保证排水设施具有足够的泄水能力。

（2）自由水在路面结构内的渗透时间不能太长，路径不能太远。自由水滞留时间长，会使路面结构处于饱水的状态的时间久，从而影响路面的使用寿命；在冰冻地区，滞留时间过长还会使水分在基层内结冰，从而损坏路面结构，并使排水受阻。渗入水在路面结构中的最大渗流时间，冰冻地区不应超过1小时，其他地区不应超过2小时(重交通时)～4小时(轻交通时)；渗流水在路面结构内的渗流路径长度不发超过45～60m。

（3）路面结构内部排水设施很容易被从路面结构、路基、或路肩中流水带来的细粒逐步堵塞，应考虑采取反滤措施以防止细粒随流水渗入。同时为保证排水功能的持久性，各项设施要便于经常件的检查、清扫、疏通。

2.路面边缘排水系统

渗入路面结构内的自由水可以通过水平(向两侧路肩)渗流方式与垂直(向下)渗流方式逐渐排除，因此通常可采用在路肩结构内设置可使路面结构内的自由水横向排流出路基的没施，称为路面边缘排水系统。

路面边缘排水系统就是沿路面外侧边缘设置纵向集水沟和集水、出水管。渗入路面结构内的水分，先沿路面结构层的层间空隙或某一透水层次横向流入由透水性材料组成的纵向集水沟，并汇流入沟中的带孔集水管内，再由间隔一定距离的横向出水管排出路基之外。

路面边缘排水系统可以将面层—基层—路肩界间滞留的自由水排离路面结构、常用于基层透水性小的水泥混凝土路面，特别适用于改善排水状况不良的旧水泥混凝土路面，因为边缘排水系统可以在不扰动原路面结构的情况下改善其排水状况，从而改善原路面的使用性能和增加其使用寿命。

路面边缘排水系统的集水沟，纵向排水管、横向出水管和过滤织物(土工布)等各组成部分在施工中的要求分述如下。

2.1 透水性填料集水沟

集水沟一般设置在路肩面层以下，纵间坡度应与路线纵坡保持一致，不得小于0.25％。对新建路面，集水沟底面与基层底面齐平，最小宽度不应小于30cm；对改建路面：沟底底面可低于基层顶面，其宽度不应小于17cm，且纵向排水管两侧各有至少5cm宽的透水填料。集水沟的底部、外侧应以反滤织物(土工布)包围，以防止垫层、基层和路肩内的细粒侵入而堵塞透水性填料空隙或管孔。反滤织物可选用由聚酪类、尼龙或聚丙烯材料制成的无纺织物，能透水但不允许细粒土通过。

透水性集水沟回填料由水泥处治开级配粗集料或未处治开级配粗集料组成，孔隙率约为15％～20％，粗集料最大粒径不大于40mm，粒径4.75mm以下的细粒含量不应超过16％，2.36mm以下的细粒含量不超过6％，水泥与集料的比例可在1:6～1:10范围内选取，水灰比约为0.35～0.47；为避免带孔排水管被

堵塞，透水性填料在通过率为85％时的粒径应比排水管槽口宽或孔口直径大1.0～1.2倍。水泥处治集料的配合比，应按透水性要求和施工要求试配确定。

2.2 纵向排水管

纵向排水管通常选用聚氯乙烯(PVC)或聚乙烯(PE)塑料管，水泥管或其他材料管。排水管设三排孔，沿管周边等间距(120度)排列，每排孔沿管线方向等间距布置，一般每隔2cm设一排孔，每个孔洞的面积约30mm2(即每延米有50排孔，孔洞面积45cm2)，排水管的管径，应按设计渗流量由水力计算确定，通常在70～150ｍ范围内选定。其埋设深度，应保证它不被车辆或施工机械压裂，通常对新建路面时，排水管管底应与基层底面齐平；对改建路面、管中心应低于基层顶面，在冰冻地区，还应超过当地的冰冻深度。

2.3 横向出水管

横向出水管可选用与纵向排水管相间的材料和管径，但不设槽孔。横向出水管的间距和安设位置由水力计算并考虑附近地面高程和公路纵横断面综合确定，一般在50～100m范围内选用。出水管的横问坡度不宜小于5％，埋设出水管所开挖的沟须用低透水性材料回填。出水管的外露端头用镀锌铁丝网或格栅罩件。出水口下方应铺设水泥混凝土防冲刷垫板或对泄水道的坡面进行浆砌片石防护。出水水流放尽可能引至排水沟或涵洞内。为保证水沉畅通和便于疏通，中间段的出水管宜采用双管布置方案，出水管与纵向排水管之间采用半径不小于30cm的圆弧形承口管联结。

结束语:路面结构内部排水设施，在我国虽然已经使用很多年，但是尚需逐步积累实践经验，还需通过试验和实际施工研究对一些问题进行深入的探讨，如：表面水设计渗入量的合理确定，透水材料的组成与透水性和力学性能的关系，排水层和集水沟渗流量的计算方法，排水设施设计孔隙率的施工控制和检验力法，各项排水设施的耐久性和维护(维修)力法，采用内部排水设施对路向结构设计的影响，其他新型排水设施和方法等。