浅谈公路路基排水系统优化

浅谈公路路基排水系统优化

道路沿线的质量对维护道路端部的稳定性和道路端部的使用寿命有重要影响。因此,在路基施工过程中,应结合地区排水设施,做好公路排水系统的规划、设计以及施工,保证公路路基排水系统施工质量,避免因排水系统不完善而导致公路路基、路面发生损坏。1路基排水设计地面排水系统的设计应考虑到路基蓄水的来源并确保路面排水系统与其他排水设施的协调配合。路基蓄水来源主要是降雨、降雪以及其他水流,地面排水系统的设计应综合考虑路基蓄水量以及农田排水、路堑边坡排水等其他排水设施,从而确定排水设施的排水能力并选择路面排水设施种类。地面排水设施主要包括边沟、排水沟、截水沟、跌水、急流槽、水簸箕以及拦水缘石。1.1边沟断面、路线纵坡边沟是将路基范围内以及流向路基的地面水汇集起来并进行排水的沟槽,一般将设置在低路堤路基坡脚外侧或挖方路基路肩外侧。在路基边沟施工过程中,应确保边沟地基的坚实,边沟深度通常设计值为0.4m,施工过程中可根据当地降水量进行适当的调整,平曲线处为保证排水顺畅,边沟深度可以根据其横断面的超高值确定。边沟施工过程中应根据边沟汇水量确定其深度以及流水断面的面积大小,并在挖方地段以及填土高度小于边沟深度的填方地段设置边沟。边沟断面类型根据施工地点土的类别及特点决定,一般来讲,石质边沟断面为矩形或梯形,土质边沟断面为三角形或梯形。边沟施工长度应参考公路路线的桥涵设置距离,例如平原地形中,边沟应进行分段及出水口的设置,以避免水面溢出边沟而对路基造成冲刷。降水量大的地区,为保证正常发挥边沟排水作用,三角形边沟的长度不宜超出200m,梯形边沟的长度不宜超出300m。路线纵坡一般与边沟沟底纵坡保持一致,当边沟纵坡值较大(大于3%)时,应对纵坡进行加固以保证路基不受水流冲刷作用的影响;当路线纵坡值较小(小于0.2%)时,应适当加大边沟出水口宽度以及边沟深度,保证边沟排水顺利。1.2排水系统的布置排水沟的主要功能是将边沟、截水沟以及路基附近的积水及时引入附近的桥涵中。在排水沟的布置与施工过程中,为保证路基强度,排水沟与路基应保持不小于3～4m的距离。排水沟具体位置的确定应充分考虑施工地形特点,遵循直线原则,长度不宜超过500m,尽量保证其路线的平直度,排水沟转弯处应作成弧形,弧形半径应大于10m以保证排水时水流平缓。1.3截水压边坡截水沟的功能是对上方流来的地面水进行拦截,以减轻边沟排水负担并减少地面水对路基的冲刷和侵蚀。由于截水沟一般设置在山坡路堤上方或路堑坡顶外,因而也被称为天沟。截水沟断面形状多为梯形,地面横坡陡峭的位置可以采用石砌矩形的形式,截水沟底部宽度应大于0.5m,沟深则根据水流量的大小确定。截水沟边坡坡度根据施工土质不同,取值范围在1:1～1:1.5之间,截水沟沟底纵坡指数应在0.5%～1%之间,大于1%时要对纵坡进行加固处理以保证截水沟的排水质量。为保证截水沟排水的顺利进行,应增加出水口的牢固程度并根据实际需要设置排水沟或急流槽等,此外,截水沟长度的设计应符合排水要求,当其长度大于500m时,必须设置相应的出水口,及时将截水沟的水引入桥涵或边沟,保证排水顺畅。1.4低水流流速结构的设计方法排水沟与截水沟在纵坡坡度较大的部分可采用跌水、急流槽单级或多级的方式进行连接。由于水流会因坡度陡峭导致排水水面落差大,因此跌水和急流槽的主要功能是降低水流流速,减弱水流动过程中的能量。跌水和急流槽结构必须采用浆砌圬工的形式,根据施工地形确定跌水台阶高度且各台阶高度可以根据实际情况进行相应调整,同时,跌水台阶的坡度应与地面坡度相符合。急流槽施工过程中,若其坡度较大,可采用逐级减缓的施工坡度,上段坡度较大,下段坡度逐级减小,并保证急流槽整体纵坡坡度小于1:1.5;若其长度较长,应进行分段施工,每段长度控制在10m以内,并对段与段的连接处采用防水材料填充,保证接口完全密封,避免漏水现象的发生。2延长公路使用寿命的措施地下排水设施主要是通过拦截、汇集地下水并进行排除,降低地下水位,避免地下水对路基造成破坏,保证路基质量,延长公路使用寿命。公路排水系统中较为常见的地下排水设施包括暗沟、渗沟、渗井等。2.1降低地下水水的水位暗沟属于地下排水设施中渗沟的一种,主要通过填充在暗沟内的颗粒材料发挥其功能。不同直径的颗粒材料应分层填充在暗沟内,利用颗粒材料的透水性,将路基范围内的地下水,例如层间水、毛细水、裂隙水等进行拦截或隔断,从而达到降低地下水水位的目的。暗沟的断面形式多为矩形或梯形,梯形断面应设计成上宽下窄的形式,断面底宽取值一般在0.3～0.5m之间,高度取值一般在1.0～1.5m之间。暗沟填充材料的选择中,暗沟底部及中部多采用直径在30～50mm之间的卵石或碎石,卵石或碎石的上部以及两侧,按比例填充细颗粒直径材料,例如砾石、中砂、粗砂等,层厚控制在150mm左右,这一材料层主要起反滤作用。为保证反滤效果,材料填充的过程中,逐层填充的材料颗粒直径递减比例控制在4:1左右,并保证直径小于0.15mm的颗粒含量控制在5%以下。2.2渗流高度及渗流方式渗沟主要由排水层、封闭层和反滤层组成。依照不同地形的施工特点差异,渗沟主要分为填石渗沟、管式渗沟和洞式渗沟三种。填石渗沟断面形式多为矩形或梯形,适宜于渗流长度较短的地段。填石渗沟进行埋置时,坡度应大于1%并保证渗水材料高度高于地下水位或与地下水位持平。管式渗沟适宜于地下水流量较大、水流引出路线较长的地段,管式渗沟的高度应保证填充材料高度高于地下水位或与地下水位持平。洞式渗沟适宜于地下水流量较大的地段,为保证排水顺畅,应在其出水口处设置端墙,并对排水沟端墙出口进行加固处理以提高渗沟强度,防止水流对渗沟的冲刷;此外,应在端墙下部设置排水沟,排水沟大小与渗沟排水通道保持一致。2.3透水层的疏浚渗井的主要功能是汇集附近地层含水层中的地下水,并将所汇集的地下水通过不透水层的钻孔,输送到下层透水层中进行路基的疏通。渗井直径取值一般在0.5～0.6m,并对渗井填充材料进行筛选和清洗,使用不同颗粒直径的材料有层次地进行渗井的填充。此外,为保证渗井功能正常发挥,在渗井井壁和填充材料层之间应设置反滤层,并在渗井顶部设置封闭层,以防止渗井堵塞。3做好公路路基的排水系统的设计