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摘要：在公路工程中，路基是重要的承载结构，能将行车荷载从路面传递至地下持力层，因此对路基的刚度、强度、稳定性提出了较高要求。本文首先分析了防排结合式防水的应用优势；然后结合工程案例，介绍了交通工程路基防排结合式防水设计方法和施工要点，以供参考。
关键词：公路工程；路基；防排结合；防水设计；施工要点
引言
路基是道路的组成部分之一，路基施工质量不达标，在水体侵蚀下就会发生变形，因路面不平整影响行车舒适性，严重时还可能造成路面塌陷。此外，路基所处的水环境复杂，随着地下水位提升，会对路基产生冲刷、侵蚀损害，直接降低路基的性能。而且道路运营期间，路基隐蔽在地下，出现微小的侵蚀和损害难以及时发现，会导致侵蚀损害进一步发展，最终造成严重事故。新形势下，国家在基础设施建设上的投入力度加大，改进路基防水设计和施工方案，提高道路的性能质量，成为从业人员的关注重点。
1．防排结合式防水的应用优势
如下图1，是水体侵蚀路基的示意图。数据显示，我国汛期因洪水造成的道路和桥梁破坏，其经济损失高达数十亿元，其中大多数原因在于路基毁坏。在防水工程设计上，主要包括防水、排水、截水、堵水等措施，考虑到工程环境比较复杂，一般会联合采用多种措施。具体到道路工程中，路基防水常用排水沟，但实践证实防水效果差，难以保证路基的安全性。对此，防排结合式防水方案，是将防水措施、排水措施联合起来，具有双重功效，因此优势明显，分析如下：第一，防排结合式既能排除流动水，又能削弱水流的渗透效果，有效避免路基结构受到侵蚀。第二，单纯采用防水措施，要使用高性能的防水材料，施工成本高；单纯采用排水措施，排水沟的尺寸大、布置密集，施工难度大。相比之下，防排结合式不仅施工操作简单，而且布置灵活，能降低施工成本。第三，随着运营时间延长，防排结合式能保证路基的承载力，通过延长使用寿命，提高道路工程的经济效益。
图1：路基所处的水环境示意图
2．交通工程路基防排结合式防水设计方法
2.1 工程概况
以国内某高速公路为例，本标段线路长度为7.2km，设计时速为90km/h，其中路基宽度为24.5m。该工程位于山地区域，海拔高度在400-1500m之间，地势四周高、中间低。施工期间，一方面地势陡峭，另一方面夏季雨水充足，会导致水流聚集在一起，具有较大的水灾风险。通过对现场环境进行综合分析，最终决定在路基施工期间，采用防排结合式防水方案。
2.2 初步防水设计
以地质勘察报告为准，同时结合施工技术、机械设备、成本造价等要素，初步防水设计由三个方面组成：第一，路基防水。铺设路基时，选用合适的防水材料，并使用防水土工布，能提高路基的水稳定性，防止路基被水体冲毁。第二，地表排水沟渠。地表排水采用截水沟、排水沟、边沟等，其中排水沟、边沟设置在道路两侧，两者和道路中线保持平行，并且设置适宜纵坡，能保证地表水及时进入蓄水池，以便后期统一处理。截水沟设置在路堑上方，可以阻止积水进入路基范围内，要求截水沟和路堑坡顶、路堤坡脚之间控制好距离，避免水体侵入边坡。第三，地下排水沟管。地下排水采用暗沟、渗沟，将其设置在路基下方，主要作用是降低地下水位，避免水体渗入路基；同时在暗沟、渗沟的末端设置疏通井，促使水体经横向渗水管排出。
2.3 确定关键参数
第一，设计降雨重现期。该参数指的是设计降雨标准的重现周期，关系到防排水设施的断面尺寸、防水等级的确定。依据《道路排水设计规范》，道路的等级不同、排水设施不同，设计降雨重现期也不同，具体见表1。本工程属于高速公路，同时考虑到地质复杂、雨季长，要适当提高设计降雨重现期的取值，并确定排水设施的断面和截面尺寸，具体见施工要点部分。
表1：设计降雨重现期的参考标准
式中代表沟渠全长的集水面积。
结合本工程，纵坡坡度设计后，经验算结果确定如下：①排水沟的坡度为1%-1.5%；②边沟和截水沟的坡度为0.75%-1.5%；③暗沟的坡度为0.75%-2.0%；④渗沟的坡度为1.0%-2.0%。
3．交通工程路基防排结合式防水施工要点
3.1 路基施工
本工程中路基宽度为24.5m，挖方作业采用机械设备，并且预留出0.5m的厚度，转变为人工开挖，防止出现欠挖、超挖等情况。施工要点如下：第一，使用防水材料类型为防水沥青，具体掺量根据现场试验计算得到。第二，路基压实时，采用机械设备，遵循先慢后快、先轻后重、先两侧后中间的顺序。压实过程中，对于路基含水量的控制，以最佳含水量为准，将偏差控制在±2%的范围内，相邻压实度的重合距离为2m。第三，在路基上方铺设防水土工布，其中接缝部位要重合20mm，然后进行特殊处理，例如涂抹沥青。
3.2 排水沟施工
排水沟设置在路堤两侧，使用浆砌片石砌筑，采用梯形截面，底部宽0.8m，深度、厚度为0.8m、0.3m，斜坡坡率为1：1，纵坡设计为1.5%。排水沟施工要点如下：第一，开挖期间，严格按照设计图纸控制断面尺寸，避免超挖、欠挖，必要时可以使用浆砌片石填补超挖部位。第二，安装排水管道前，要使用砂浆平整沟底，保证平整度、密实度达标。吊装管道前，再次检查坑底，避免出现积水和杂质，复核平面位置、纵向标高等要素。第三，在排水沟边缘部位设置沉降缝，宽度为20mm，相邻间距为15m，并使用M10砂浆嵌缝，提高接缝的密封性。
3.3 截水沟施工
截水沟设置在路堑上方，用于截流地面积水，断面形状为矩形，厚度、深度为0.3m、0.5m，使用浆砌片石砌筑形成。截水沟施工要点如下：第一，开挖沟槽时，严格按照设计图纸，控制截面形式、尺寸，清理沟槽底部，保证基底稳定性。第二，使用浆砌片石砌筑时，采用分层分段施工法，按照先沟底、后边墙的顺序。砌筑施工保证一次完成，如果出现施工间隔，要预留斜槎，方便后续施工处理。第三，设置沉降缝，间隔距离控制在50m，并使用M10砂浆勾缝，形成凸缝，宽度、厚度为20mm、10mm。施工完成后，委派专人洒水养护，时间控制在7-14天。
3.4 边沟施工
边沟设置在道路两侧，作用是汇集、排除地表积水。本工程边沟使用浆砌片石形成，深度、厚度为0.6m、0.3m，采用矩形截面。边沟施工要点如下：第一，沉降缝间距控制在30m，宽度为20mm，使用M10砂浆勾缝。第二，在砌筑顺序上，以纵向标高为准，按照从低到高的顺序砌筑，确保一次施工完成。
3.5 暗沟和渗沟施工
暗沟、渗沟设置在地下，其一可以降低地下水位，保证路基的干燥性；其二当地下水位升高时，将地下水阻挡在路基范围外。以渗沟为例，本工程中截面形状为矩形，在底基层下方、外围，均铺设防水土工布、排水垫层，使用碎石、砾石、有孔塑料管、混凝土等组成。施工要点如下：第一，在渗沟底部设置反滤层，使用砂石、碎石、砂砾，粒径逐层减小，避免杂质引起堵塞。第二，封闭渗沟顶部，铺设防水土工布，防水层厚度控制在0.5m，避免水体入侵路基。第三，渗沟顶部不能低于地下水位，保证渗沟的排水效果。
4.结语
在道路工程中，路基防水是一个重要环节，本文结合工程案例，介绍了防排结合式方案的应用优势。在防水设计上，主要是确定设计降雨重现期、沟渠底部纵坡等参数；并从路基、排水沟、截水沟、边沟、暗沟和渗沟等方面，总结了施工要点。希望为类似工程提供经验借鉴，以提高路基防水质量。
参考文献
[1] 李彦霏.高速公路路基防排结合式防水方案设计与施工控制[J].北方交通，2017，（10）：81-83.
[2] 李佳文.高速公路路基防水施工技术探讨[J].建筑工程技术与设计，2018，（21）：1852，1853.
论文作者:刘树堂
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/26
标签：路基论文; 渗沟论文; 排水沟论文; 边沟论文; 工程论文; 暗沟论文; 水沟论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;