山西省公路局临汾分局 山西 临汾 041000
摘要：本文从公路的整体排水系统进行勘察设计出发，进而细分到路基，路面及边沟的设计，分别对它们的设计分析探讨。
关键词：二级公路；排水设计；边沟设计
1.引言
随着我国经济的快速发展，对于公路的建设要求也越来越高，特别是公路的安全性，成为人们关注的重要话题。而水是影响公路安全及质量的重要因素。对于公路而言，由于水而造成的病害逐渐增多，严重的甚至影响到行车的安全。因此，完善路基路面的排水系统是确保安全的重要前提。
2.排水设计一般原则
二级公路的排水设计直接影响到二级公路的稳定性及其使用寿命。排水系统的主要目的是将土体的湿度减少到可接受范围，确保其含水量在一定范围内。二级公路应该根据现场的地质及降水条件合理的布设排水设施，并与沿线所经过的桥涵相配合，确保整个路线的排水系统处于良好状态，以保证公路的稳定性及强度。
排水系统一般应遵循下列原则：
（1）排水系统应尽量避开农田，减少对农田的占用，并且应与现场农田配合使用，或适当的增加排水管径以便于灌溉农田。通常情况下，农田的灌溉渠道不可以选取边沟，若无法避免时，应防止取水过程的流水对边坡的稳定性造成影响，采取相应的加固措施。
（2）排水系统的设计应根据实际现场调查确定其规划，并因地制宜的设计。排水通道应设置于地质条件较好的地段，避开地质条件较差的地区，以便减少对排水系统的加固等预防措施，进而降低资金投入。
（3）排水系统的排水口应接至天然的河道，减少其他工程的施工，不可直接流入农田，影响农业生产。
3.二级公路排水形式
二级公路的排水系统主要有路基地下排水和路基地表排水，地下排水的设计主要是确保地下水能及时的排出，减少灌溉水对路基的强度和稳定性的影响。地下排水系统的设计主要采取提高路基的填土高度和设置隔水垫层的方法，在施工时通常先开挖临时的排水边沟清除地表水，同时往路基的底面加入少剂量的石灰等，以降低地下水。表面排水的设计主要是将确保地表水的及时排出，减少降水对于路面结构及使用性能的影响。表面排水的设计主要包括：（1）路面的边沟，急流槽等。（2）中间分隔带的盲沟，横向排水沟等。（3）泄水孔。（4）路肩地段的排水管等，将水排除路基外。排水系统的设计要点主要为各自分家，使其自成体系。
3.1路基排水
路基排水的设计过程中应遵循的原则如下：在设计之前，应先对现场的地形地质及水文条件进行分析研究，合理的配备排水通道，使其都能发挥各自的功效。在地形地质条件较差，且排水较为困难的路段，应使排水系统与防护措施相结合，从整体进行更改规划，确保排水系统的科学有效性。此外，路基排水的设计应综合考虑对周围环境的影响，排除的水不能导致环境遭到破坏，不能出现水土流失等。因此，在设计应避免对当地的天然水系及水流性质的破坏，应尽量使排水系统与当地的农田排水系统相结合，避免占据农田。应避免在边坡处设置排水管道，若无法避免时，应采取扩大沟道的防范措施。
路基的地面排水主要是采取设置贯通全线的边沟来进行的，边沟的设计参数如下表1所示。
截水沟主要是用于截流地表径流，防止对边坡的冲刷，还可以降低排水系统的负担。地下水会将路基的土层浸泡软化，致使路基产生坍塌，从而影响到路面的结构。在公路的修建中，应重视地下排水系统的设计。
（1）软土地基段的排水设计。在二级公路的沿线经常会遇到软土层，地下水的含量较大。为了确保在软土层上面能成功建设路基，并确保其稳定性，排除地下水是首要的任务。设计过程中通常采取排水板，砂垫层，换填砂砾等措施，但为了确保地下水可以成功且快速排出，应在砂垫层与排水沟相接的地方设置相应的反滤层，且泄水孔不可以低于边沟高度。
（2）低矮路堤。二级公路的建设往往会有很多低矮路堤，既路基标高与地面相差1.5米的距离。为了确保地下水可以及时的排出，防止路基处于湿润状态，在设计的过程中应加深排水沟所处的深度，使地下水位降低。但排水沟出水口的设计标高应高于常水位。
（3）挖方路段。若二级公路经过丘陵区，其一般的路基都设计为路堑形式。对于土质的挖方段，特别是边沟较长且较缓的路段，应采取渗沟隔断地下水的渗流；对于石方挖方段，可采取边沟加宽及加深的方法，截流地下水或降低地下水位。不管哪种情况下，都应该注意纵坡及沟深，以确保边沟的出水口标高高于常水位。
（4）填挖交接段。对于路基的填挖交接段，如路堑地段的水位较高，为了避免其水流如路堤，应相应的设置横向渗沟截流水流。
3.2路面排水
（1）一般路段。一般路段就是指没有设置超高的路段。路面排水可由纵坡来区分，当纵坡小于0.3%时，路面的排水应该采取分散漫流式，大于0.3%时，采取集中截流式，既在路面边缘处设置混凝土拦截水流，使水流汇集到一处，并隔一定距离设置泄水口，使水流流入急流槽排出路面。
（2）超高路段。对于设置了超高的地段，路面水容易积聚在行车道，影响行车的安全。故应该及时的排除积聚的路面水，消除安全隐患。对于超高路段的路面排水，一般可采取下列方法：1.在中间分隔带设置水槽，将超高侧的积水排到另一侧，并通过横坡将其排除入边沟，此种方法施工较为简单，但容易对对侧车道造成影响。2.在超高侧设置混凝土挡水石，隔一定距离设置集水井，通过排水管将水引入边沟，排除路面。3.在超高侧设置边沟，并隔一定距离设置集水井，使路面水流入小边沟再引到路基边沟。
4.边沟设计
边沟在公路的排水系统中占据较大的比例，在排水系统的设计过程中应重视边沟的设计。但实际设计中通常容易忽略现场施工的问题。如边沟的尺寸不符合现场需求，边沟没有合理的防护措施等，又如施工完毕后未能按照设计要求将填入回埋，而是堆放于两侧，下雨时造成边沟的堵塞等现象，使边沟无法发挥其作用，导致降水深入路基而造成崩塌等现象，影响公路安全。
4.1边沟流量
边坡的排水能力主要由边沟底部坡度，截面尺寸，表面粗糙程度等决定。在边沟的设计过程中，应考虑边沟的流量，根据相关规范要求，二级公路的一般采用1：1.0-1：1.5的边坡，可根据此计算边沟的排水能力。
4.2边沟断面形式
边沟的断面类型主要有三角形，梯形及矩形，类型选取依据是公路的等级及所处的地形地质条件。二级公路一般采取梯形断面，若处于岩石挖方地段，也可以采取矩形断面。但它们的宽度及深度都要大于0.4m。
4.3边坡设计原则
（1）一般路段的路基边坡设计原则：为了避免积水现象，应以填筑式的边沟为主。
（2）路基边沟纵坡要求：根据《公路路基排水设计规范》，采用浆砌片修筑的边沟纵坡应大于0.12%。
（3）边沟水排入通道的处理：对于边沟水排入涵洞的处理，要求边沟的标高高于涵洞中心标高；对于边沟水排入灌涵的处理，要求其边沟标高高于洞顶标高；为了防止边沟水的排入冲刷到涵洞，应将边沟连接与涵洞洞口排水系统，在桥头位置设置相应的跌水措施。通常情况下应避免边沟水流水通道，但排水无法避免时应选取边沟盖板涵洞。
5.结语
公路建设过程中由于地形地质等的影响，排水工程的设计难以顾局全局，针对性较差。每一条公路的排水设计都应结合现场的地形条件，对设计进一步的优化。
参考文献
[1]张力.对公路路基路面排水设计的探讨[J].工程建设与设计，2017（24）：101-102.
[2]张飞，肖成宇.公路设计对路面排水的影响分析[J].交通世界，2017（35）：59-60.
论文作者:张霞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/1
标签：边沟论文; 路基论文; 路面论文; 排水系统论文; 公路论文; 标高论文; 路段论文; 《建筑学研究前沿》2018年第20期论文;