高速公路路面排水设计分析

高速公路路面排水设计分析

随着我国经济建设的发展，越来越多的高速公路建成通车，与此同时发展的公路运输结构也变得十分复杂，影响高速公路使用寿命的因素逐渐增多。文章针对高速公路排水设计进行分析，将排水过程中所需要考虑的问题进行重点说明，希望能够为高速公路路面排水设计提供帮助。

标签：高速公路；路面；排水设计

引言

在高速公路中的道路交叉点会设计匝道，匝道曲面汇合处在排水性能上来说相对特殊，在这一区域中横向坡度大，水面聚集区域广，容易形成积水，同时这些地段一般为填方地段，桥梁的排水管设计尺寸相对较小，加大了此地段的积水。以匝道曲面排水为例，这些区域的积水汇集面较大，道路通车后，对路基路面的冲刷影响相当严重。

1 积水对高速公路路面的影响

高速公路为沥青路面，水损害一直是威胁高速公路路面的主要因素之一，尤其在交通荷载和温度变化的作用下，水会渗透到沥青的集料中，使沥青和石料之间的附着性大大降低，在水分浸泡和动力压的作用下，使沥青膜发生剥离，最终降低整体粘结面使路面被直接被破坏，水损害造成高速公路路面损害的主要表现在如下几个方面。

1.1 渗透

水会在沥青表面的毛细管道中渗入，直接造成路面性能和使用寿命的降低，并且在自由渗水的过程中，使地基中的无黏结粒状材料降低，降低承载力，使路面产生唧浆，产生错台和开裂。

1.2 行车荷载方面造成的影响

水积留在沥青路面不能马上排除，这使整体路面上形成一个水膜层，当有车辆高速行驶通过后，就降低了路面的抗滑性，同时在行驶上荷载的作用下，沥青表面的毛细管道会出现收缩，这加快了水的渗透，使路面强度被降低。常见的不均匀荷载形式主要由单向混合交通所造成的，车辆在形式的过程中大货车、拖挂车速度较慢，行车的荷载停留时间长，对路面、路基的作用较大，使部分路段容易造成不均匀下沉，最终形成错台，最大错台高度高达5公分。

1.3 填充材料失效

沥青路面在温度的影响下会出现膨胀，气温上升到一定程度后连接缝中的填

充材料会被挤出，气温下降后沥青路面的收缩较快，会将填充物挤出，这样就形成了孔隙。使雨水能够沿着缝隙发生渗透，并且破坏基层，造成接缝变形。缩缝在温度变化中又会发生多次收缩，使拉裂成真缝。填缝料会在反复的拉伸过程中失效，在加上超重车的荷载作用，使接缝出现破损，直接导致渗水。

1.4 排水设计缺陷

在调查过程中发现出现唧泥和翻浆，都是由于积水在路面停留时间过长所造成的，这些积水主要来自路表面。很多路面在纵坡和横坡处不能很好的将水排出，这是因为很多路面虽然存在排水坡度，但在盲沟和暗沟的设计中并不完善，使水汇集到一点，不能排出，造成了板体的不均匀沉降，使路基在下渗过程中，产生了强度的下降。

2 高速公路防排方面建议

首先在设计上不能留死角，要保证整幅路面都设计有排水在中央分隔处设置好分隔带，降低水渗透到路基结构中的可能性，同时保证路面结构在整体上具备多条排水基层和路肩盲沟。沥青路面在维修过程中会形成一定的接缝，有些一个修补面中存在多个裂缝和空隙，这使路面中出现的裂缝和松散面，雨水在这些裂缝处会直接渗入。沥青混凝土在这一过程中形成了大量的脱空区，所以排水率的设置十分重要。

在很多地段对于边沟的深度要合理控制，防止有水渗入到界面中，基层和底基层都有一定透水性，边沟中的雨水就会直接的渗透到结构层中，尤其是在超高路段和大坡度地段时，边沟中的雨水更容易进入到结构层内部。另外在盲沟和渗沟的设置中，挖方地区要比填方地区更容易损坏。所以在进行线路设计时要合理的选择平坡和缓坡，以此提高公路的排水性能，最后对公路上所有的排水设施都要进行及时的维护，保证排水管道的有效性。

3 路面结构层内部排水

设置路面结构层内部排水系统，将水迅速排除到路面和路基结构外，有利于改善路面使用性能，提高其使用寿命。路面结构层排水系统分为路面边缘排水系统和路面排水层排水系统。路面边缘排水系统是将渗入路面结构层内的水分，先沿路面结构层的层间间隙或层内空隙横向渗流入由透水性材料组成的路肩纵向集水沟，再集中排出路外。路面排水层排水系统是在路面结构中采用透水層材料做基层或底基层，渗入路面结构层的水分，先通过竖向渗流进入排水层，然后由横向渗流进入路肩纵向排水沟，再由一定距离设置横向出水口，排离路外。

匝道地段，由于坡度转换的问题，常处于超高路段，所以在进行匝道排水设计时，还要将超高问题考虑到其中，超高段的排水要根据现场的设计形式进行完善，常规设计中队超高地段会采取漫流形式来进行排水，这就使曲面地段要出现最低点集中排水的现象。但是南方地区的在处于雨季中，下雨量极大，集中排水已经显得十分吃力，在加上漫流的排水形式，使排水更加不能满足实际要求。另

外在超高地段的设计中，超高点都是使用横纵像排水沟进行积水拦截的。

集中排除超高外侧的路表水，并根据汇水面积、降雨强度等，计算确定合理的纵向水沟的过水面积以及横向排水管的间距等。在凹曲线最低点段以及纵坡较小的路段，必要时可适当设置中央分隔带开口，适当减少横向排水管的个数，以保证路基的稳定性。同时当出现特大暴雨时，可解决纵向水沟或横向排水管的泄水能力不足问题。所以在匝道地段中要想解决路面的超高排水问题，就要加长结构渗水层的流经，并且通过中央分隔、边沟汇集等多种排水形式进行排水，在主要匝道口还要对集水井的数量进行适当增加。

很多超高位置的排水汇流量很大，这使纵向水沟和横向的排水在设计过程中要把接头的牢固性放在首位，尤其是混凝土排水管的选择上，必须使用无接头管进行连接，防止路面积水的又一个作用是提高形成安全，所以降低结构层的防排水措施是十分重要的，常见的做法是在路面上设置横坡，保证整个路面降水同能通过不同坡率汇集到统一地点。在路面的结构使用方面要提高混凝土路面的表层致密性，降低雨水的渗透。很多高速公路在边沟的设计上不重视，但是边沟是提高排水效率的重要设计，变动的宽度不能低于60cm。同时在边沟下部位置设置矩形渗沟，来提高抗渗能力。

4 结束语

从上所述，加强高速公路的路面排水设计十分重要。我国的自然气候十分复杂，尤其是南方地区季节性连雨天十分常见，这就为高速公路的防排水设计提出了很多新的难题，沥青混凝土路面在排水设计上要多使用边缘性排水形式，并且保证结构之间的孔隙率能够满足渗水要求，在结构层中设置上下封层，来有效缓解水危害的问题。

参考文献

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