[摘要] 我国高速公路路网建设也日趋完善，而排水系统不畅导致路面局部破损、路基不均匀沉陷等病害日益增多，严重影响道路的正常运营。本文分析高速公路排水系统病害的成因、影响等。
摘要：主要对高速公路排水系统病害的成因及其影响进行分析，在此基础上提出相应的施工措施，并结合公路排水施工技术的应用，包括平原地区排水系统的施工应用、山区排水系统的施工应用，以减少积水对路基路面的病害影响。
关键词：高速公路;路基路面;排水系统
随着我国经济的快速发展，高速公路路网建设也日趋完善，而排水系统不畅导致路面局部破损、路基不均匀沉陷等病害日益增多，严重影响道路的正常运营。本文通过对高速公路排水系统病害的成因、影响进行分析，在此基础上提出相应的施工措施，并结合公路排水施工技术在实际工程中的应用，保障道路行车安全和使用寿命。
1积水对高速公路的影响
1.1水对高速公路路面的影响
高速公路的路面强度、湿度等因素会因路面积水而发生改变。由于积水的浸泡使得路面强度变弱，而路面干燥后路面强度并不会立即恢复，导致路面摩擦系数大幅减少，会降低路面抗滑性能，路面安全系数随之降低，车辆制动能力迅速下降，容易引发交通事故。另外，公路上的车辆行驶速度越快，对同样积水的路面，高速行驶的车辆更容易与路面形成水膜，从而引起溜滑现象。路面随着使用年限的增加会出现一些病害，例如纵横向裂缝、坑槽、松散。一旦路面积水不能及时排除，部分积水会沿着缝隙渗入路面结构层中，使得路面结构的实用性能遭到破坏。不仅降低了路面使用年限，还增加了公路后期养护成本。
1.2水对高速公路路基的有害影响
积水对高速公路路基的影响主要表现为地下水对路基的危害。由于地下水流的不断侵蚀，造成路基填料被水流冲刷或者路基中的胶结物质被水流冲刷，引发路基坍塌、不均匀沉陷和路堑挖方边坡出现塌方等危害，严重影响车辆行驶的安全性[1]。如果土基比较松软且水文条件较差，高速行驶下的车辆荷载作用不仅会使路基产生沉陷变形，甚至产生翻浆现象。路基翻浆主要是指地下水位较高的情况时，冬季水集聚到一起引发路基冻胀，在春季融化时造成路基湿软，从而形成的一种弹簧状态。这种状态随着行车反复作用，会发生泥浆被挤压到路面的现象，造成交通阻断或行车事故。导致路基翻浆的水源主要分为：地下水、地表水和土体水等。
2高速公路排水系统的施工设置
2.1路基地下排水施工设置
在公路路基地下排水施工之前，应对该项目所在地区进行工程地质和水文地质勘查，查明地下水的水力坡度、流向和流速。若遇到泉眼等情况，需了解泉水出露的位置、流量和动态变化。当地下水影响到路基整体稳定性或路基强度时，应选用适宜的排水设施拦截、引排地下水，从而达到降低路基地下水位或疏干路基内地下水的目的。(1)在有地下水的挖方路基或路基填挖交界地段，当地下水埋藏浅时宜采用渗沟。渗沟的渗水部分应采用粒径<2.36mm透水性细粒料充填，回填料外层需设置反滤层。(2)当路基地下范围内有泉眼时，宜设置暗沟将地下水引排到路堤坡脚外或路堑边沟内。暗沟应采用矩形断面，基础和墙身应采用M10浆砌片石或水泥混凝土材料砌筑，盖板采用混凝土预制。(3)当坡面有集中地下积水时，可采用仰斜式排水孔，孔内设置直径50～100mm的透水管，管外包裹土工布作为反滤层。
2.2路表排水施工设置
(1)分散漫流排水方式在路堤较低、汇水量不大且路线纵坡平缓的路段以及设置了骨架护坡的较高路堤段落，可以采用横向分散漫流的排水方式排除地表水。当路面采用横向分散漫流方式排除路表水时，不仅要对土路肩进行加固，还要对坡面进行加固，以减少积水对土路肩与坡面交界处的冲刷。路堑段的地表水通过横向排流方式汇集于路侧边沟中。(2)集中排水系统方式对边坡未做防护的高填方路段，或者坡面采用了防护工程但仍然受到冲刷的路段，应采用集中排水系统排除路面积水。高速公路通常采用现浇沥青砂拦水带汇集路表水。拦水带泄水口的间距一般为25～50m，高速公路泄水口通常设在路线纵断凹曲线底部、路基填挖交界处、与构造物连接处等路段，应对凹形竖曲线的底部泄水口进行加密设置。
2.3路面内部排水施工设置
造成路面结构内的积水原因有很多，例如自然降水、路基冻融水和路基土的透水性不佳等产生的自由水积滞。如果不能及时排除积水，会对路面结构产生不利影响。当路表积水渗入到路面结构较多时，应在面层下面设置排水基层，且基层下应同时设置不透水层来阻止自由水的继续下渗。排水基层的宽度可以在整个路基宽度范围内，也可仅在基层边缘设置边缘排水系统。排水基层可采用沥青或水泥处治的开级配碎石材料，水泥处治碎石集料的水泥用量应≥160kg/m3，7d浸水抗压强度≥3MPa;沥青处治碎石集料的沥青用量为集料烘干质量的2.5%～4.5%。对地下水丰富的低填路段和挖方路段，应设置砂或砂砾石排水垫层，厚度不小于0.15m。
3高速公路排水系统施工技术应用
3.1平原地区排水系统的施工应用
由于平原区几乎没有出水口，路基排水系统一般采用排水沟的自然蒸发、渗透。野外段落通常在路基边坡外侧设置土质梯形排水沟，排水沟断面尺寸为底宽0.6m，深0.6m。内侧沟壁坡率1︰1.5，外侧沟壁坡率1︰1。过村段落通常采用带孔盖板的矩形沟形式，边沟断面尺寸为宽0.6m，深0.6m，沟底纵坡宜与路线纵坡一致且不小于0.3%。平原地区路线纵坡较为平缓的路段一般采用横向分散漫流的排水方式排除地表水。大气降水在路面上形成径流，为防止少量下渗雨水浸湿路面基层和土基而造成路面基层或土基强度降低，在上、下面层之间铺设防水层。高速公路防水层通常采用纤维加强型SBS改性沥青，洒布量为1.8±0.1kg/m2。降水量较小时，中央分隔带采用表面封闭分散排水。分隔带铺面采用两侧外倾横坡，坡度与路面横坡一致。铺面材料可采用沥青处治材料，且分隔带填土与路面结构交界处应设置防渗土工布。封闭式中央分隔带排水系统示意图见图1在超高路段中央分隔带的外侧，路面排水应采用纵向排水沟、集水井、横向排水管和急流槽组成的地下排水系统，原则上在每100m左右及凹曲线底部设置一处集水井，实际施工时应结合通道、涵洞的位置进行必要的调整。
3.2山区排水系统的施工应用
山区沿线地形起伏较大，沟谷发育，地表植被稀疏，采用截水沟拦截地面径流以避免路基外的地表水进入路基;采用边沟和排水沟排除路基范围内的地表水，并在截水沟、边沟及排水沟的出水口设置急流槽，建立完善的排水系统。高速公路挖方路段需设置边沟，边沟可采用浅碟形式，断面尺寸：上口宽1.5m，下口宽0.5m;边沟内侧沟壁坡率1︰1.5，外侧沟壁坡率1︰1，沟身可采用25cm厚C25混凝土现浇。路线填方路段需在路基外侧设置梯形排水沟，断面尺寸：底宽0.6m，深0.8m，内侧沟壁坡率1︰1.5，外侧沟壁坡率1︰1，可采用40cm厚M10.0浆砌片石砌筑。路堑顶部有汇水的路段，在坡口以外不小于5m处设置路堑截水沟，一般为矩形断面，尺寸：深0.5cm，宽0.5m，可采用40cm厚M10.0浆砌片石砌筑。截水沟的设置遵循隐蔽原则，并通过栽植灌木等绿化手段予以遮挡，以免影响公路的景观。为减少坡面冲刷，在每一级挖方边坡平台处设置平台截水沟，平台截水沟断面尺寸：宽2m，深0.4m，可采用40cm厚M7.5浆砌片石砌筑。边沟、截水沟出水口受地形限制落差较大时，设置急流槽。急流槽可采用矩形断面形式，槽深≥0.2m，槽底宽度≥0.25m。槽身可采用40cm厚M7.5浆砌片石砌筑。急流槽的设置结合地形、地质情况，一直延伸到沟底或无冲刷处，在急流槽的尽头均设消力设施，防止冲刷。高速公路排除路表水应采用集中排水方式，通过设置2%的路面横坡，且在路肩部位设置混凝土边坡泄水槽以排除路面水，防止雨水对边坡造成较严重的冲刷;在填土路基坡面采用浆砌片石全防护路段及路线纵坡<0.3%的路段、超高过渡变化处合成坡度<0.5%的路段，可采用分散排水方式。
4结语
综上所述，在高速公路建设过程中需要做好排水系统的施工，结合高速公路的使用性能和寿命，设置完善的排水系统，并加强路基路面排水施工技术的应用与管理，减少地下水、路面积水对路基路面的负面影响，避免出现排水不畅的现象，提高路基路面的坚固性、稳定性和安全性，使其满足高速公路车辆的运行需求。
参考文献：
[1]施开飞.公路路基排水系统设计及施工研析讨论[J].绿色环保建材，2019(5)：138-140.
[2]中交路桥技术有限公司.公路排水设计规范：JTGTD33—2012[S].北京：人民交通出版社，2012.
[3]李新建.浅议村镇路段排水不良在公路养护中的防治措施[J].科技视界，2018(11)：194-195.
作者：赵静 单位：石家庄交通勘察设计院
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