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On Internal Drainage Design of Highway Pavement
Ding Lianji
（延边公路勘测设计有限责任公司，延吉 133001）
（Yanbian Highway Survey Design Co.，LTD，Yanji 133001，China）
摘要： 为了延长公路的使用寿命，国外一直采用路面内部排水系统，它能将公路的使用寿命提高30%～50%左右。对于我国路而言，设置路面内部排水系统有利于改善路面的使用性能，这项工程的主要内容是将积滞在路面结构内的水分迅速排除到路面和路基结构外，从而改善路面的使用性能，提高道路的使用寿命。
Abstract: In order to prolong the service life of the road, foreign countries have been using the internal drainage system. It can improve the service life of the road by 30%~50%. For the in our country, setting up internal drainage system can improve road pavement performance.And the project's main content is to drain stagnant water in pavement structure to road surface and outside of the embankment structure, thus improving the use of pavement performance and improving the service life of the road.
【关键词】： 公路 路面 内部排水 设计
Key words: highway；pavement；internal drainage；design
中图分类号：U41文献标识码：A文章编号：100 -4311（2011）32-010 -01
0引言
雅论是新建的路面还是老旧的路面，都会有这样或那样的缝隙，在新建路面中，会有不同形状的各种接缝，降落在路面表面的水，会通过路面接缝以及面层孔隙直接下渗到路面结构内部；而老旧的道路因使用年限较长，又会出现一些松散、裂缝等现象，当地下水位升高时，地下水会通过毛细上升进入路面结构下部，导致路面的滞水，同时，由于其他原因，在路面两边存有积水的情况下，水分也会顺着路面直接下渗到路面结构内部。
进入路面结构内的自由水是造成或加速路面损坏的首要原因, 被围封在路面结构内的水分，渗入到结构内部，很容易造成公路内部层面变形，混凝土材料强度降低，从而使承压能力减弱，缩短了使用寿命。更为可怕的是，由于路面是层状结构，进入空隙内的自由水在行车荷载的作用下，会产生很大的压力，据试验测定，压力差可达 9kPa;流小客车驶过时速可达0.15m/s，这种压力可导致沥青面层出现剥落和松散，使整个路面结构的使用性能迅速变坏，严重时甚至会出现混凝土层面错台和板底脱空的现象，严重威胁道路的使用安全和使用寿命。
1一般设计要求
1.1 在设计上，我们最首要的要求就是，排水系统的各项设施的泄水能力要大于日常渗入路面结构的流水量，这样做的目的是使为了避免存水的情况发生，而且为了避免下游蓄水情况发生，游排水设施的泄水能力应超过上游排水设施的泄水能力。
1.2 渗入水在路面结构内的最大渗流时间，冰冻地区不应超过th，其他地区不应超过2（重交通时）~4h(轻交通时)。渗入水在路面结构内的渗流路径长度不宜超过45~ 0m。
1.3 为了保障排水设施的工作效率，我们应保证各项排水系统的管道通畅，不被各种路面冲刷下来的杂质和细料堵塞，不随着时间的流逝而渐渐丧失排水的能力。
2公路路面内部排水设计
2.1 边缘排水方案设计我们可以将纵向集水沟和管安排在路面的外侧，它可以用来收集渗入路面结构内的水分，用它来将水分汇集入沟中的带孔集水管内，之后再通过横向出水管排导出路基。纵向集水沟和管主要是由透水性材料组成，透水性材料可由多孔水泥混凝土：水泥处治、沥青处治或未处治的开级配碎石或砾石集料组成。这种方案常用基层透水性小的水泥混凝土路面，特别是用于改善排水状况不良的旧水泥混凝土路面。水泥混凝土面层板的边缘和角隅处，由于温度和湿度梯度引起的翘曲变形及地基的沉降变形，常出现板底面同基层顶面的脱空。下渗的路表水易积聚在这些脱空区内，而在重力反复作用下，易导致唧泥和错台等损坏的出现。设置边缘排水系统，便于将面层一基层一路肩界面处积滞的自由水排离出路面结构。而对于排水状况不良的旧水泥混凝土路面，采用边缘排水设施方案，可以在不扰动原路面结构的情况下改善其排水状况，从而改善原路面的使用性能并增加其使用寿命。非冰冻地区，新建路面基层、垫层不透水时，集水沟和管的底面通常与基层底面齐平或略低些；改建路面时，为减少开挖量，集水沟可浅些，但集水管中心应低于基层顶面。冰冻地区，集水管应尽可能设在冰冻深度线以下。集水沟和管的纵向坡度与路线纵坡相同，但不得小于0.25%。沿纵向集水管，间隔适当距离设置不带孔的横向出水管，将汇集的水排引至路基外，集水管上游起端与横向通气管相接，下游终端与横向出水管相接。中间段的出水口采用单根或一对出水管。集水管与出水管端头用半径不小于30cm的弯管联结。埋设出水管和通气管所挖的沟须回填低透水性材料。出水管和通气管的外露端头用镀锌铁丝网或格栅罩住，以防杂物进入或啮齿动物侵扰。出水口的下方应铺设混凝土防溅垫板或对泄水道坡面进行浆砌抹面，以防止冲刷路基坡面和植物生长。出水水流尽可能排引至涵洞、边沟或排水沟中。对边缘排水所作的使用效果观测结果表明，设置边缘排水系统后，路基内的水分可以横向移动到纵向排水沟管内，从而使路基湿度降低，其强度相应提高，路面的寿命也随之增加。然而，表面水流通过路面各结构层向下渗流的速率，要比在各结构层内或沿层面间渗流的速率高数百至数千倍，并且部分自由水有可能被阻而仍封闭在路面结构内。因而，采用边缘排水系统时，渗流时间较长，路面结构处于潮湿或水饱和状态下，也即强度或承载能力降低的时间相应较长。
2.2 透水层排水方案设计采用高透水性材料做基层或垫层，渗入路面结构内的水分，先通过竖向渗流进入透水层，然后横向渗流进入纵向集水沟和管，再由横向出水管排引出路基。直接设置在面层下的透水基层，由于自由水进入透水层的渗流路径短，在高透水性材料中渗流的速率快，排水效果好。在高速和一级公路新建路面时可采用此方案。透水基层可修筑成全宽式，渗入基层内的水分横向排流到路基边坡坡面外。然而，这种方案存在排放出的水流冲刷路基坡面，或者透水层外侧坡面的孔隙被植物或其他杂物堵塞而雅法排水的弊病，因而很少采用。较好的方案是设置由纵向集水沟、管及横向出水管等组成排水系统。透水性材料可由沥青或水泥处治，或者未经结合料处治的开级配集料组成。透水基层厚度按所需排放的水量和透水基层的渗透性而定，通常变动在1.5~15cm范围内。行车道路面为双向坡路拱时，在路面两侧都设置纵向集水沟和管。集水沟的内侧边缘通常位于行车道面层边缘处，但有时为了避免集水管被面层施工机械压裂，或者避免路面受集水沟沉降变形的影响，可将集水沟内侧边缘向外移出 0~90cm。
3结束语
公路路面排水设计内容复杂，涉及到诸多方面的内容，例如绿化带处排水、立交排水等各个方面，要想提高设计的合理性，我们应考虑路基、路内部结构、路表面等诸多因素，从各个方面着手，提高道路的使用性能和寿命。
参考文献：
[1]邓蕾.施工阶段的质量控制――浅谈市政道路排水工程施工质量管理[J].中国科技博览，2009，（14）.
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作者简介：丁莲姬（1912-），女，朝鲜族，吉林安图人，副高工，本科，道桥专业，研究方向为路桥工程设计。
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发表于 2020-6-17 20:50:39
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发表于 2020-6-17 20:51:19
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