广东省交通规划设计研究院股份有限公司 广东省 510507
摘要：本文分析了由于公路路线设计不良导致的路面排水不畅带来的危害，并从公路路线设计角度提出了优化路面排水的方法，为今后类似工程的设计提供参考。
关键词：公路；路线设计；路面排水
中图分类号：文献标识码：A
前言
随着我国公路里程的增加，公路建设过程中由于排水不畅或水损害所造成的经济损失和交通安全事故变得越来越严重，排水设计的重要性日益突出。
在公路工程设计中，通过加强路基路面排水措施、改善路面结构排水性能是路面排水设计的常规方法，但是从公路路线平、纵、横设计的角度来改善路面排水则能够更有效、更彻底地解决路面排水的问题。因此，研究公路路线设计对公路路面排水优化的影响具有重要意义。
1.常规路线设计对排水的影响
路线设计包括路线平面、纵断面、横断面及平纵组合设计[1]。其中常规的可优化排水的设计主要从纵断面、横断面和平纵组合设计角度考虑[2]。
1.1纵断面设计
1.2横断面设计
在横断面设计中，道路的横向坡度越大，路表雨水的排除就越顺畅，路基、路面的水毁可能性就越小。然而，由于路拱坡度所产生的水平分力会增加行车的不稳定性，增加侧向滑移的危险，同时也使乘客产生不适，因此，横坡确定应同时考虑排水和行驶稳定性，不设超高的一般路段采用2%~2.5%的路拱横坡。
1.3 平纵组合设计
在平纵组合设计中[3]，应尽量做到平曲线与竖曲线完全对应，采用“平”包“纵”组合能较好地满足路面排水的要求。如果平曲线与竖曲线完全对应，则圆曲线段与竖曲线的底部(顶部)对应，而圆曲线上存在的超高有较大的横向坡度，有利于路面排水。当平曲线与竖曲线错开时，要避免竖曲线的顶点位于平曲线的缓和曲线上，特别要避免位于超高过渡的零坡断面处。
2.路线设计造成排水不良影响的案例分析
在进行公路路线设计时，受到地形和结构物（桥梁、隧道等）的制约，难以避免地会出现小于1%的缓坡路段。虽然《公路路线设计规范》[4]第8.2.3条规定“公路的纵坡不宜小于0.3%”，意味着只要纵坡大于0.3%是允许的，但是从实际工程案例中可发现，在0.3%~0.8%这些缓坡路段，经常出现排水不畅导致交通事故频发的交通黑点[5]。
以广东某山区高速公路为例，该公路通车一年多，有几处固定路段在雨季时交通事故频发。经排查肇事原因，均为路面积水引起的车辆滑移导致的。核查原设计图纸，发现事故频发点均位于小纵坡路段。
由图2可知，中分带的高程是随-0.5%的纵坡逐渐下降的，而行车道外侧路肩的高程随着横坡的增大而逐渐上抬，超高上抬趋势大于纵坡下降，此时纵坡与超高渐变的高程叠加后，将形成合成纵坡为0的排水不畅带。同理，当纵坡逐渐上抬的，而行车道外侧路肩的高程随着横坡的减小而逐渐下降，超高下降趋势大于纵坡上抬时，同样也会形成合成纵坡为0的排水不畅带。表1中的交通黑点路段均属于此类排水不畅路段。
由于此类排水不畅路段是路线的平面、纵面几何设计造成，工程交工后难以进行纠正，通过加强路面排水措施也很难纠正排水不畅情况，只能通过交通安全标志进行提醒与引导以避免事故的频繁发生。因此，在设计阶段应尽量避免在超高过渡段上设置缓坡。
3.路线设计改善排水不畅路段的设计案例
广东沿海地势平坦，部分地区取土困难，在进行公路设计时会采用低路堤设计，以控制填土高度、减少土方与用地，响应“绿色公路”中设计期“降低路堤，集约节约”的号召。
采用低路堤设计将不可避免地大量采用1%以下的纵坡，因此将不可避免地在缓和曲线上设置缓坡。以下湛江地区某高速公路设计案例中，设计人员通过在缓和曲线上设置不同方向的小纵坡，进行方案对比后，较好地避免了排水不畅路段的出现。
3.1设计路段概况
该高速K27+000至K27+500段所在地形起伏较小，受涵洞与桥梁结构物限制，同时也为了降低填方高度，该路段原设计采用了纵坡-0.5%的缓坡路段，后接纵坡为2%，其中K27+200至K27+360段位于平面圆曲线的缓和曲线上，缓和曲线上设置了超高过渡段，超高由-2%渐变至+2%，如图3所示。显然该原设计的左幅路段为典型的在超高过渡段上设置缓坡的排水不畅设计，且凹曲线最低点接近超高过渡段，进一步加剧了排水不畅的情况。
对上述两方案的左幅路面高程进行等高线描绘可知：方案一在缓和曲线上设置了+0.4%的缓坡，虽然其坡率比原设计的-0.5%更缓，但由于超高与纵坡均为上抬趋势，两者是正叠加，因此路面高程呈均匀上升，无排水不畅路段(见图6)；方案二改移变坡点后凹曲线最低点远离超高过渡段，但-0.5%的缓坡仍处于超高渐变段上，且两者为互相叠加抵消，导致路拱横坡为0%的路段附近路面高程变化较小，靠近外侧路肩处出现了积水路段(见图7)。因此，方案一虽然抬高了路基填土高度，增加了一定的工程量，但保证了路面排水，避免了公路建成后出现积水路段，从交通安全和后期维护的角度来说，具有较高的社会经济效益。
综上所述，当在超高过渡段上不可避免设置缓坡时，可通过改变纵坡方向，使纵坡与超高渐变的上抬或下降趋势一致，可保证路面排水通畅，避免路面积水。
4.结语
路基路面排水设计除了常规的加强路基路面排水措施、改善路面结构排水性能外，通过路线平、纵、横设计的角度改善路面排水更能彻底有效地解决路面排水的问题，且能防患于未然。因此，在保证公路路线设计满足规范的同时，应对疑排水不畅路段提出不同的路线设计方案进行详细比选，特别针对位于超高渐变段上的缓坡路段，应采取纵坡与超高渐变的上抬或下降趋势一致的设计，以保证路面排水顺畅，在设计阶段杜绝公路建成后积水路段的出现，提高公路的使用年限，确保运营期间的交通行驶安全。
参考文献
[1]张雨化.道路勘测设计[M].北京:人民交通出版社, 1999.
[2]刘俊宝.公路设计因素对交通安全的影响研究[D]．长安大学硕士学位论文,2002.3.
[3]潘兵宏,赵一飞.基于路面排水要求的公路几何设计[J].中南公路工程,2005.9:109-112.
[4]JTG D20-2006,公路路线设计规范[S]. 北京:人民交通出版社, 2006.
[5]邹健.浅论道路线形设计对交通安全的影响及改善措施[J].公路,2002.6:42-47.
[6]JTJ B01-2014,公路工程技术标准[S]. 北京:人民交通出版社,2014.
附：
作者简介
尹健标，男，汉族，1984.8–，籍贯：广东东莞，学历：硕士，工作单位：广东省交通规划设计研究院股份有限公司。
论文作者:尹健标
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/11
标签：路面论文; 路段论文; 公路论文; 曲线论文; 缓坡论文; 路线论文; 不畅论文; 《基层建设》2017年第12期论文;