试述市政道路路面结构内部排水

试述市政道路路面结构内部排水

【摘要】在进行路基路面排水系统的施工过程中，作为工程管理人员就首选要对排水系统的科学合理性进行检验和核对，保持与工程设计专家的密切沟通交流，在得到许可的时候，可以对设计进行补充和修改，保证排水系统施工的质量和使用效果。本文将从下面几个方面做出分析。

【关键词】市政道路，路面结构，内部排水

一、前言

随着经济快速发展，对市政道路的施工建设规模也日益扩大。在市政道路的建设中，为了有效保证道路质量，做到安全承载，就先要做好给排水工作，并引起高度重视。在排水的组织过程中，要结合市政道路的等级、降雨强度、地下水、地形、地质、土类、材料来源等情况进行综合考虑分析，合理布局，制定经济合理的工程措施，保证排水的效果和质量。只有做好了排水工作，才能保证路基的安全稳定，为道路的建设提供保障，才能促进经济水平的提升。

二、市政道路路面结构内部排水的材料组成

1、透水材料

用于集水沟填料及排水基层和垫层的透水性材料,可采用未经结合料处置的碎石、砾石或矿渣集料,还可以采用由沥青或水泥处置的碎石、砾石集料等.

采用沥青或水泥处置开级配集料, 可以提高透水材料的稳定性和强度.试验表明, 经结合料处置后,集料的透水性下降不多;沥青处置后集料的透水性一般要大于水泥处置后的集料.用于集水沟的透水性材料,最大粒径不得大于40 mm,用于排水基层的透水性集料, 最大粒径不得大于25 mm, 采用沥青处置时最大粒径不得大于20 mm. 另外,集料的最大粒径不得超过层厚的2/ 3, 水泥处置时,水泥用量120~ 170 kg/ m3, 水灰比0. 37~ 0. 45; 沥青处置时,沥青用量2. 0% ~ 3. 5% .排水基层或集水沟的孔隙率大约在15% ~ 25%范围以内。

2、集水管和出水管

纵向集水管和横向出水管常选用带孔的聚氯乙烯( PVC) 塑料管或水泥砼管, 管子之间采用承口管相联接. 集水管带有三排孔, 沿管周边等间隔布置( 120夹角) , 每排孔沿管长方向等间隔布置, 间距2 cm,每个孔洞面积约30 m㎡集水管管径按设计渗流量由水力计算确定,考虑到养护、清理的方便,管径通常在75~ 150 mm 范围内.横向出水管为不带孔的塑料管,管径与集水管相同,其间距和布置位置由水力计算并考虑邻近地面高程和道路的纵、横断面确定,最大间距不得超过50~ 60 m.

3、反滤层和反滤织物

为防止水在渗流过程中携带细粒土堵塞透水层或集水沟中的透水材料, 邻近透水层或集水沟的介质中含有细粒土时, 应在其间设反滤层或反滤织物.透水基层下的反滤层可采用未经处置的密级配集料、水泥或沥青处置的密级配混合料组成的下基层或垫层. 反滤织物(土工布)可采用聚酯类、尼龙或聚丙烯材料组成的无纺织物,反滤织物既要具有足够透水能力又能够阻止细粒土随水一起通过,还应具有一定的强度。

三、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。

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、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。

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。

四、水泥混凝土路面的内部排水系统设计

水泥混凝土路面结构水损害处治的思路主要包括以下几类：排堵结合，增强结构层抗冲刷能力；注重混凝土路面层、基层养生，减少裂缝病害的发生；等等。其中，水泥混凝土路面结构内部排水系统的设计也相当重要，它能够很好地将沿路面缝隙下渗到路基结构内部的自由水排出，降低水损害现象对路面使用性能与运营寿命构成的负面影响。

1、排水量的确定

内部排水设施的结构尺寸应根据排水量的高低加以确定。自由水的渗流时间即在路面结构内的滞留时间，自由水对路面基层的强度和使用性能的影响程度会随其滞留时间的延长而提高。因此，设计尺寸与透水性材料的渗透系数，都应当符合泄水能力高于路表水渗入量的基本要求，自由水渗流时间须低于规定的最大容许值即2h。具体来说，表面水渗入量的计算可依据《公路排水设计规范》（JTJ018-97）,加以确定：m3/d·m

2、确定排水结构

水泥混凝土路面结构的内部排水系统设计应从道路运营需要与经济的角度进行考虑，设计因素应当考虑到道路等级、交通繁重程度以及区域气候条件等问题。对于交通运用任务繁重的高速公路、一级公路来说，应用内部排水系统的费用，完全可通过公路使用寿命的增加与养护费用的降低得到弥补。目前水泥混凝土路面结构内部排水结构可分为三种：中央分隔带排水；路面边缘排水；设置排水基层。排水结构的选择，应当依据公路等级、地区降雨量等细节数据的测算予以确定。条件许可的情况下，多雨地区公路同时采用上述三种结构最佳。