２０１０年第３期 （总第１９３期） 黑龙江交通科技 ＨＥＩＬＯＮＧＪｌＡＮＧ ＪＩＡＯｌＴＯＮＧ ＫＥＪＩ Ｎｏ．３，２０１０ （Ｓｕｍ Ｎｏ．１９３） 高速公路路基路面排水设计 孙剑峰 （黑龙江交通发展股份有限公司） 摘要：随着我国高速公路建设加快，路基排水设计不当而造成的工程病害日益增多，直接造成国家财产的 损失。因此，高速公路路基排水设计的重要性愈益突出，对保证高速公路的使用性能和使用寿命十分重要。 关键词：高速公路；路基路面；排水设计 中图分类号：１５４１６．１ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８—３３８３（２０１０）０３－００４６一Ｏｌ １高速公路排水设计概述 根据高速公路所处地理位置，采用当地历史最大小时降 高速公路排水设计对于高速公路路基的稳定性及路面 雨量，以流入边沟的水不溢出边沟为限，并假设高速公路的 的使用寿命有着显著的影响。高速公路排水设计应包含以 路基平均填土高度为３．５ ｍ，由此，汇水带宽约为２３ ＩＩ１，则可 下两个方面的内容：其一是要考虑如何减少地下水、农田排 依据不同的边沟沟底坡度、不同的边沟底宽（或边沟截面 灌水对路基稳定性及强度的影响，一般称之为第一类排水； 积）的排水能力，计算出所能承受的路面排水最大长度。高 其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外，最大限度地 速公路一般每公里设置三道涵洞，即３００ ｍ左右有一道涵 减少雨水对路基、路面质量的影响，减少因路表水排水不畅 洞，也就是说路面排水长度一般在１００—２００ ｍ之间。 或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害，这 通过分析、计算确定，高速公路边沟采用５０ ＣｔＴＩ的梯形 称为第二类排水。 边沟即可满足路基排水需要。 第一类排水设计通常采用适当提高路基最小填土高度 （２）边沟设计的原则。①一般路段的路基边沟设计原 或在路基底部设置隔水垫层等办法。施工期间一般都考虑 则以填筑式边沟为主，尽量减少路基边沟积水现象的发生。 在施工前开挖临时排水边沟，排除施工期地表水并降低地下 这主要是吸取已建成的高速公路中的教训：部分路段在汛期 水，同时在路基底部掺加低剂量石灰处理，设置４０ Ｃｌｒｌ厚的 内路基水不能及时排除；地方群众干扰路基水排人灌溉涵洞 稳定层等，采用这一系列措施可起到事半功倍的效果。 内。②路基边沟纵坡的要求：根据交通部部颁《公路路基排 第二类排水设计一般包括：（１）通过路面横坡、边沟、边 水设计规范》要求，采用浆砌片石修筑的边沟为满足排水需 沟急流槽等，将路表水迅速排出路基以外；（２）设计中央分 要，边沟纵坡应不小于０．１２％，由于本项目位于丘陵岗区和 隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管，将施工期进 冲积平原区，原地形既有较大起伏又有部分平坦地段，本着 入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排 既要解决路基排水问题，又要经济合理的原则，确定路基排 出路基之外；（３）设计泄水孔以迅速排除桥面水；（４）设计中 水边沟沟底纵坡一般情况下不小于０．１５％。③对于边沟水 采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管，将渗入路 进入涵洞及跨越通道等情况的处理：沿线设置的涵洞有排 面面层的水引出路基之外。 涵、灌涵和灌排两用涵。对于需排人排涵的边沟，其边沟底 综上所述，笔者结合高速公路在设计以及施工中出现的 标高不低于涵洞中心的标高；需排人灌涵的边沟，其沟底标 问题谈一点自己的体会。 高不低于涵顶标高；而对于灌排两用的涵洞应按灌涵要求设 ２高速公路边沟排水设计 置，特殊情况时可适当降低。为防止冲刷涵洞，原则上采用 边沟设计在高速公路排水设计中占有很大的比重，设计 边沟急流槽连接边沟和涵洞洞口。一般情况下边沟尽量少 人员都给予高度重视，但在设计过程中往往会忽视一些施工 穿越通道，当排水需通过通道排人涵洞时，应优先采用边沟 中的问题，如边沟的尺寸不考虑具体情况，死搬硬套有关规 盖板涵，特殊情况下可采用边沟倒虹吸穿越通道。④对边沟 范、规定；又如施工单位大都未能按有关设计要求将原地表 标高及纵坡方向的问题：根据路线纵断面和沿线自然地形情 土、河塘清淤土等弃土运送至取土坑内用于复垦还田，而是 况综合确定，通常以沿线自然地形为主确定排水方向。边沟 弃放于路线两侧河塘中，造成部分河塘无法将路基水排人。 底标高控制应以该段路肩边缘最低点标高以下大于１．７ ｍ为 另外，由于沿线农田为分户承包，当地乡镇为了减少地方矛 宜，原因是考虑到路线中央分隔带横向排水管不能因边沟积 盾的产生，常常要求增加、改移和调整小型构造物设置位置。 水而引起倒灌。对于个别特殊路段不能满足１．７ ｍ要求的， 还有一点就是设计中没有充分考虑利用高速公路施工中超 可放宽至１．４—１．５ ｍ，若另一侧边沟较低时应优先采用单侧 宽填土土方等。 布设横向排水管。⑤对于挖方段边沟：考虑到中央分隔带横 （１）边沟尺寸选定。边沟的排水能力主要取决于以下 向排水管排水要求，边沟底标高不低于路肩标高１．２ ｍ，同时 几个设计参数：边沟底流水坡度、边沟截面尺寸、形状、边沟 要求边沟纵坡不小于０．５％。施工期要求各施工单位必须首 的表面粗糙程度。 先在挖方段边坡顶开挖截水沟以防止路基外侧水进人路基， 依据江苏省高速公路设计及公路排水设计规范要求，高 并且应做好挖方段本身临时排水沟的设置工作。 速公路的边沟一般采用边坡为１：Ｉ的梯形明沟，因此，可采 ３高速公路中央分隔带排水设计 用《公路设计手册路基》中梯形断面沟渠的水力计算公式计 高速公路中央分隔带排水设计主要为排除中央分隔带 算梯形排水边沟的排水能力。 （下转第４９页） 收稿日期：２０１０－０１－２９ ・４６・ 第３期 张东亮：ＳＢＳ改性沥青及其混合料的应用 总第１９３期 通过相关试验检验，该混合料符合规范要求。 率。振幅的大小依据铺层厚度而定，频率则要求摊铺时每前 ２ ＳＢＳ改性沥青及其混合料的生产与施工 行５ ｍｍ至少振捣一次。 ２．１ ＳＢＳ改性沥青及其混合料的生产 （２）ＳＢＳ改性沥青混合料的碾压。 ＳＢＳ改性剂被充分磨细以后加入基质沥青中，在高温及 ＳＢＳ改性沥青混合料的压实是保证沥青上面层质量的 机械力作用下，胶粉颗粒吸取沥青中的轻质油份后发生“溶 重要条件，在保持碾压温度并在不出现推移的前提下尽可能 胀”作用，溶胀时间为３０ ｍｉｎ左右，溶胀温度控制在１７０～ 早压，碾压按“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行。ＳＢＳ改 １７５℃，使用沥青由单相体系转变为双相体系，沥青界面性 性沥青混合料的压实性能受配合比设计、沥青性质、碾压温 质发生变化，因此沥青的性能也发生了显著改变。 度等因素的影响，其中以碾压温度的影响最为明显，碾压一 ＳＢＳ改性沥青混合料比普通沥青混合料加热温度高，需 般分为初压、复压、终压３个工序。改性沥青混合料碾压时， 加热近２００℃，拌和时间也长。ＳＢＳ改性沥青混合料正常加 应特别注意压路机的碾压路线和碾压遍数，使铺筑面在较短 温在１９０℃以下时，其放料冒出来的若是白色烟雾，说明温 时间内达到规定的压实度。碾压长度不宜太短，也不宜太 度适合；如果冒出的是浓烟或蓝色烟雾，说明温度过高。 长，太短不便于碾压，太长温度叉会冷却，引起碾压不实，因 ２．２ ＳＢＳ改性沥青混合料的施工 此碾压长度一般控制在３０—５０ ｍ之内。 按照施工规范要求，路面在正式铺筑前需做一定长度的 ３ ＳＢＳ改性沥青混合料施工的质量控制 试验路段，其目的在于现场取样，以验证沥青混合料各项技 施工质量控制应以过程控制为主，影响ＳＢＳ改性沥青混 术指标，由此确定生产用的标准配合比，并确定以下内容：拌 合料施工质量的主要因素有：混合料质量，其中包括原材料 和时间，拌和温度，集料、矿粉配合比和油石比；摊铺温度、摊 质量、级配、油石比以及混合料的孔隙率等；施工机械的配置 铺速度、自动找平基准；压实机械，压实参数；施工接缝的处 及其技术运行参数等；施工组织情况，混合料出场温度、碾压 理方法；ＳＢＳ沥青混合料的铺松系数；施工进度等。 温度的控制等等。 （１）ＳＢＳ改性沥青混合料的摊铺。 ４结论 摊铺温度１７０—１８０ ｑＣ之间，不得低于１６０ ｑｃ，每次摊 ＳＢＳ改性沥青是目前使用最为广泛的改性沥青，虽然其 铺前，都要使摊铺机调整到最佳状态，避免摊铺出现离析现 成本要比普通道路石油沥青高一些，但是其可以大幅提高路 象，并随时分析、调整粗细集料是否均匀，检测松铺厚度是否 面的使用性能，在可以预见的未来，ＳＢＳ改性沥青将有更广 符合规定，以便随时进行上述各项调整。第一层的松铺厚度 阔的使用空间。 采用两侧张紧钢丝引导高程（绝对基准）的控制方式摊铺。 参考文献： 中上两层摊铺采用摊铺层前后保持相同高差的摊铺厚度控 ［１］万利．ＳＢＳ改性沥青的特点及应用［Ｊ］．青岛理工大学学报， 制方式，即移动式自动找平基准梁装置。保证摊铺作业速度 ２００６，２７（３）：４２－４５． “连续、平稳、均衡”，要避免摊铺机停顿。摊铺过程中应随 ［２］ 田朝霞．ＳＢＳ改性沥青混合料的生产与应用［Ｊ］．辽宁交通科 时检测调整松铺厚度，确保松铺厚度偏差在０～３ ｍｌｎ以内， 技，２００４，（１ｏ）：４９—５Ｏ． 目测混合料的质量（包括拌和质量和配合比情况）Ｏ为了保 ［３］ 闵丽娟．ＳＢＳ改性沥青混合料的技术应用［Ｊ］．公路与气运， 证摊铺层的初始密实度，必须合理调整振捣梁的振幅和频 ２００５，（３）：８５～８７． （上接第４６页） 由于施工质量不易控制，造成横向排水管标高误差或产 内积水，可分为施工期间和道路营运期下渗水的排除。 生淤塞，从而使上游横向排水管排水不畅，大量的水流向最 施工期间排水量取决于最大瞬时降雨量及中央分隔带 低处，而最低处的横向排水管由于设计时包裹无纺土工布或 的汇水面积。一般情况下，由于高速公路中央分隔带内设置 产生淤塞，使排水能力严重不足，从而导致下游中央分隔带 有通讯、监控用管线的人手孔，因此，中央分隔带排水长度应 积水严重，有的下雨后几天中央分隔带仍有积水，使路基长 为两个人手孔之间的间距，一般路段的最大间距为１８０ ｍ。 时间浸泡，影响了路基、路面的强度。 假定当地历年最大瞬时降雨量为２８．８ ｍｍ／１０ｍｉｎ，根据 由于通讯、监控管线人手孔的设置阻断了中央分隔带排 本次设计中央分隔带宽为２ ｎｌ，计算出中央分隔带施工期需 水，造成中央分隔带积水或积水渗人人手孔。 要的最大排水能力为 为了解决这些问题，采用以下办法处理：对于设计底坡 Ｑ＝ＡＴ＝２×１８０×２８．８ 小于０．３％的，采用锯齿形纵向矩形碎石盲沟，并于盲沟底 式中：Ａ为中央分隔带汇水面积； 为最大瞬时降雨量。 部设置软式透水管和每隔３０～５０ ｍ设置集水槽汇集中央分 横向排水管的排水能力按长管自由出流的流量计算公 隔带雨水或渗水；根据计算，中央分隔带每隔３０～５０ ｍ设置 式进行计算。由以往高速公路设计经验可知，高速公路横向 一道横向排水管，将盲沟中的水排出路基以外；在中央分隔 排水管长为１５ ｍ左右，横向排水管坡度为２％，采用以上公 带内设置２ ｅｍ厚水泥砂浆层、沥青防渗层及土工布防渗层， 式计算出施工期最大瞬时降雨量时所需要的横向排水管管 防止中央分隔带中水从侧面向路基渗透。 径为２５５ ｍｍ。如果按有关排水设计规范要求５０ ｍ设置一 ４高速公路路面渗水的排水设计 道横向排水管，即排水长度缩短为５０ ｍ，则需要的横向排水 沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、横向出水管和过 管管径为７５ ｍｍ。 滤织物（土工布）组成的路面边缘排水系统。 但在实际施工过程中存在许多问题，如中央分隔带是在 通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管， 基层施工后进行开挖施工的，开挖的边沟表面粗糙，沥青不 将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下 易粘结牢固，不能形成均匀、无破损的防渗层。土工布因有 渗的水量有限，考虑到排水路径的限制，因此，设计中采用每 接缝，不能形成整体而达到完全不透水的程度。因此，当盲 １０ ｍ左右设置一道 ｃｍ横向排水管以确保路面下渗水的 沟积水时侧面仍将元法阻止水渗人路基。 排除。 ・４９・