潭邵高速公路路面防排水设计精选资料

1、潭邵高速公路路面防排水设计吴善周 钟梦武 吴超凡 （湖南省交通科学研究院）【摘 要】 潭邵高速公路路面防排水系统是目前我省已建与在建公路中最为完善的，本文从路表防排水设计、路面内部防排水设计，中央分隔带防排水设计，及桥面防排水设计四个方面进行了简要介绍。 【关键词】 高速公路 路面 防排水设计 一、前言众所周知，是危害公路的主要自然因素，公路的损坏主要是在雨季。诸如路基沉陷、冲刷、坍塌、翻浆，沥青路面松散、剥落、龟裂，水泥混凝土路面唧泥、错台、断裂等病害，都不同程度地与地表水和地下水的侵蚀有关。水的作用加剧了路基和路面结构的损坏，加快了路面使用性能的变坏，缩短了路面的使用寿命。因而，公路的防排

2、水系统是公路工程的重要组成部分，对保证公路的使用品质和使用寿命具有十分重要的作用。湖南省地处欧亚大陆东部，属亚热带季风性湿润气候，由于受太阳辐射、大气环流和地理环境的影响与制约，有降雨量大，雨季长的气候特点。这对公路来说是十分不利的，因此，我们在进行潭邵高速公路路面深化设计中，十分重视路面防排水设计。潭邵高速公路与我省目前营运中的所有公路相比，在路面防排水系统设计方面是最为完善的，现将潭邵高速公路路面防排水设计情况简要介绍如下：二、潭邵高速公路路面防排水设计1、 路表防排水设计路面表面防排水设计是高速公路防排水设计的重要组成部分。路面水如不能有效及时地排除，在路表会形成一层水膜，不但导致高速行

3、驶的汽车产生“水飘”现象，容易引起交通事故，而且高速飞转的车轮会使雨水雾化，遮挡后面车辆司机的视线，影响高速行车安全。另外，路面上的雨水下渗会引起路面早期破坏，严重者还会影响路基强度和稳定。因此，路表防排水设计的任务是在尽量防止雨水下渗的情况下迅速将降落在路面上的雨水排走。在潭邵高速公路路面防排水设计中，除按通常做法设置2%的横坡将雨水排向路基两侧外（超高路段则是通过超高排水系统排至边沟中），还从以下三个方面重点进行了设计。（1） 为提高高速公路沥青路面抗滑性能，我国许多高速公路都采用AK结构做表面层，但AK结构一般孔隙率较大，漏水严重，容易引起沥青路面水损害。对此，路面设计组在公路沥青路面设

4、计规范（JTJ014-97）提供的AK-13A型级配基础上，通过反复试验进行了级配调整，为潭邵高速公路沥青路面设计了改进型AK-13表面层。其孔隙率为3%5%，矿料级配如下表如示。在保证高速公路所需表面抗滑功能的前提下，提高了沥青表面层的密水性能，为防止雨水下渗设置了第一道至关重要的防线。改进型AK-13级配组成表筛孔（mm）1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075通过百分率（%）10090-10064-7834-4622-3416-2812-229-176-125-8（2） 为防止路面雨水冲刷路堤边坡，潭邵高速公路所有填方路段（超高外侧除外）均设置路肩沟，并根

5、据路线纵坡大小通过水力计算，结合结构物、地形、边坡状态及其它排水设施等情况，一般每隔30-70m设置一条急流槽，将路面雨水迅速集中排至排水沟中。在此需要说明一下的是，现行公路排水设计规范（JTJ018-97）与公路路基设计规范（JTJ013-95）中要求采用拦水带结构进行路堤路段路面雨水的集中排除，但该结构不利于路面雨水迅速排离路面，容易导致局部积水，并增大了雨水的下渗量。因此，我们在潭邵高速公路上没有采用拦水带的排水形式，而是采用路肩沟的排水形式。 （3）超高路段路表水的排除采用集中排水的形式。在中央分隔带内设置纵向矩形排水沟，并根据路线纵坡大小通过水力计算，结合构造物、地形等情况，一般每隔

6、60-150m设置一座集水井和一根横向排水管，使超高外侧路面上的雨水流入纵向矩形沟中，经集水井通过横向排水管等排水设施排至路基外。为方便施工和解决以往采用水泥管所带来的接头漏水问题，横向排水管采用大口径（有外径31.5cm与40cm两种）、无接头的PVC-U型管。2、 路面内部防排水设计尽管设计中采取了有效的路表防排水措施，但水泥砼路面存在各种接缝、裂缝，沥青路面则存在许多孔隙，且在使用过程中迟早会或多或少地产生裂缝、松散、坑槽等病害。雨水会通过路面接缝、孔隙与裂缝、松散、坑槽等病害处下渗至路面结构层内部。此外，切方地段的边沟水也有可能由侧向渗入到路面结构层内部。当路床土质为吸水性强的土时，渗

7、入路面结构层内部的水很容易被路床土所吸收，土基强度迅速降低，在车辆荷载的作用下，路面将迅速破坏。当路基土为低透水性土（如粘性土），且两侧土路肩也由这种土填筑时，进入路面结构层内部的雨水，无法向下或向两侧迅速渗漏，而被长时间积滞在路面结构内部，使路面各结构层和路床土长时间处于潮湿状态，强度就会下降，变形增加，从而使路面结构的承载力降低，使用寿命大大缩短。更为严重的是，由于路面是层状结构，当温度与湿度发生变化时，结构层将会出现膨胀和收缩现象从而导致各结构层产生相对位移，各层之间就会出现许多空隙。进入空隙内的自由水在行车荷载的作用下会成为高孔隙水压力和高流速的水流。冲刷层面材料并从缝隙处向外喷射带冲

8、刷材料的“泥浆”，导致沥青面层出现剥落和松散，水泥混凝土面层出现错台和板底脱空，继而产生断板等病害，从而使整个路面结构的使用性能迅速变坏。因此，路面内部防排水系统是非常重要的。潭邵高速公路路面内部防排水系统主要从下面五个方面进行了设计。（1） 对于沥青路面，除表面层采用较密实的改进型AK-13结构有效地防止雨水下渗外，其中面层、底面层也均采用密实型的沥青混凝土结构，为防止雨水下渗提供了第二道和第三道防线。（2） 不论是沥青砼路面，还是水泥砼路面，在水泥稳定碎石基层上，均设置了“透层+封层”的防水结构层。使通过面层下渗的雨水难以继续下渗至基层、底基层及路基内部，同时，可以保护基层顶面，提高抗冲刷

9、能力。另外，进行该结构层的施工，速度很快，且基层完工后可马上进行，既可减少施工过程中的雨水下渗，又可保护基层不被施工车辆损坏。透层沥青采用煤油稀释沥青，沥青用量为0.7kg/m2。封层采用1cm厚的单层沥青表处或6mm厚的稀浆封层。（3） 除超高外侧外，在路肩部位的路面边缘均设置了碎石盲沟，可以有效地排除渗入结构层内部的雨水。而对于超高外侧，渗入路面结构层内部的雨水，则通过超高横坡渗流至中央分隔带内的渗沟后，再经中央分隔带排水系统排至路基外。（4） 为防止地下毛细水渗入路床与路面结构层内，路面设计中要求所有土质切方路段，均在两侧边沟下设置排水盲沟。对于石质切方路段，则在路床上设置10cm厚的级

10、配碎石隔水层，同时也起排水作用与调平作用。（5） 为防止边沟雨水倒灌进入路面结构层（特别是超高外侧容易引起雨水倒灌现象），对边沟进行了加深，从以往通常采用的0.6m深加至0.8m深。3、 中央分隔带防排水设计（1） 对于中央分隔带设置波形梁钢护栏的路段，全线设置带软式透水管或PVC管的碎石盲沟，根据构造物、超高集水井的分布情况及纵坡大小、地形等情况，每隔50100m设置小型集水井（50cm宽×50cm长×30cm高）与20PVC横向排水管，将渗水排走，或排至超高集水井中，利用超高横向排水管排流。同时，为加强中央分隔带两侧界面的防渗，在界面上设置水泥砂浆抹面，并在中央分隔带内

11、满洒一层沥青防渗层，沥青用量为1.3kg/m2（但超高外侧靠中央分隔带的侧面，不抹水泥砂浆，不洒沥青）。另外，为减少雨水下渗，中央分隔带表面设计成6%的双向横坡，尽可能使雨水从表面排流，参见“图一：设置波形梁钢护栏路段的中央分隔带布置图”（图示为水泥砼路段的，沥青砼路段与此类似）。图一：设置波形梁钢护栏路段的中央分隔带布置图（2） 对于中央分隔带设置砼护栏的路段，采取了封闭措施，只在超高纵向排水沟的边部设置带软式透水管的盲沟，小型集水井与横向排水管的布置与设置波形梁钢护栏的路段相同。参见“图二：设置砼护栏路段的中央分隔带布置图”。图二：设置砼护栏路段的中央分隔带布置图（3） 考虑预制水沟接头多，漏水严重。为减少超高纵向水沟漏水，要求超高纵向矩形水沟采取现浇工艺施工，每10m设一道1cm宽的伸缩缝，缝内填塞沥青麻絮。4、 桥面防排水设计对桥面沥青混凝土铺装层渗水采取了防排结合的原则，一方面在砼桥面顶洒乳化改性沥青防水层，防水层防止下渗水对结构砼及钢筋的侵蚀破坏；另一方面，在桥面标高较低一侧的砼防撞护栏的边缘设置一条7cm宽×10cm高的小水沟，使渗入结构层内部的雨水通过横坡渗流至小水沟，再经桥面泄水孔排走，参见图三。 图三：桥面结构防排水示意图三、结束语路面防排水设计的完善与否，直接关系到路面的使用品质和使用寿命。虽