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道路路基路面排水设计研究及合理性

减小字体 增大字体 作者:吕师德,王金晶  来源:本站整理  发布时间:2019-11-23 9:12:39


摘要:道路路面路基排水设计对于道路使用性能和使用寿命有着非常显著的影响。道路的排水设计考虑因素主要应包含三个方面的内容:其一是地下水,低洼地势含水层浅且随季节变化对路基的影响,其二是雨水等形成的路表水对路面使用性能的影响,进而对路面结构、路基等使用寿命产生的影响。其三是农田排灌水、边沟水对路基的影响。针对这三方面因素,主要是填高填宽路基,设置隔水层;设计排水方案,减少路表水的存留时间,避免积水影响行车安全,行驶打滑等对路面结构造成的破坏;设置边沟与道路之间的隔水层。合理的设计,恰当的排水设施方案在道路的设计施工中的意义必须给予高度的重视。

关键词:道路排水;道路施工;排水设计方案;排水解决方案

经调查,道路在使用过程中,会受到各种损坏,其中水是最主要的危害因素,路面坍塌,翻浆翻砂,冲刷破坏,剥落等都和水有关系。这些损坏导致行车安全受到影响,道路使用寿命缩短。如何运用合理方案有效避免和解决掉这些问题,是设计者在设计道路路基路面排水的过程中需要重点考虑的因素。

1.地下水,低洼地势含水层浅且随季节变化对路基的影响

1.1地下水影响路基,分以下几种情况:

(1)流动的地下水会对路基填料造成冲刷,长期作用的结果就是路基内部出现空洞;

(2)地下水浸润路基,发生毛细现象,导致毛细水上升,一种可能是地下水本身各种盐类可能会对路基填料造成侵蚀,另一种可能仅发生在北方冻融交替循环地区,夏季毛细水上升并停留在路床内,冬季冻胀,这都不是问题,但一旦春季发生冻融,被冻涨的毛细孔孔径变大,毛细水下降,路床内部出现空隙,这就是翻浆发生的主要原因,也是路基较为致命的病害。

1.2应对措施

(1)主要是看您的路床采用了什么类型的填筑材料,这种情况下,路床80cm范围内应采用渗水性良好填料;

(2)路床底部宜设置防水层防止地下水的侵润;

(3)北方冻融地区路面结构层应考虑防冻厚度要求,依地区不同,防冻厚度要求各有区别。

地下水反渗对道路安全及道路寿命影响主要表现在路面凸凹不平,挤压变形,塌陷,易造成陷车翻车等事故。深人研究道路地区的水文地质、水流形成原理,大气降水规律、地下水状况以及地表水情况,进行分析归纳,总结特点,制订合理解决措施。防止地下水对道路造成的破坏影响,主要是设置隔水层,通过用土方,砂石将路基填高,防止和减少地下水对道路的侵蚀。提升道路的质量性能和使用寿命。沥青路面的沉陷是路面变形中最普遍的一种,特点是面积大,涉及的结构层次深,主要出现在挖方段和填挖交界处。其产生的主要原因是:(1)土质路堑排水不畅,路床下部路基过湿润而产生不均匀沉降,引起路面局部下沉;(2)路面强度不能适应日益增长的交通量,易发生疲劳破坏:(3)路基或基层强度不足或填挖路基强度不一致,在车辆荷载作用下,路基或基层结构遭破坏而引起沉陷;(4)桥头路面沉降不均匀而引起沉陷并与桥面发生错位。因此做好地下水的防治工作十分重要。

2.大氣降水

大气降水形成的路表水对路面使用性能的影响,进而对路面结构、路基等使用寿命产生的影响。

雨水降落到公里的路姐范围内时,主要有两种去向,一个去向是淋湿路基路面的机构,进而在公路的表面形成径流,领一个去向是通过道路的路面或者路基结构渗入道路的结构内部影响道路的内部结构。而深入结构内部的水,损害的混凝土路面的路面结构,使混凝土发生唧泥、板底脱落、从而致使混凝土路面的断裂;加速路面的老化,减少路面的使用寿命。而且,路面表面形成的水,会损毁路面附近的边坡,而更严重的道路表面积水,在日后更会形成水雾,影响道路行车的行车视线,还会导致在车速过快的情况下发生“水漂”造成不可挽回的交通事故,对行车安全构成了巨大的威胁。

大气降水是造成道路浸水积水的最主要因素,排水系统的设计应充分考虑大量降水时路面漫水情况时对道路的保护。根据当地的地理地貌及历年气候降水情况,设计考虑选用道路结构及施工材料,减轻积水对道路的破坏程度,同时排水系统的设计应充分考虑尽快排除积水,减少积水造成的安全事故及对道路的破坏影响。

3.农田排灌水、边沟水对路基的影响

道路边沟排水设计对公路排水系统的改扩建工程中,道路表面的排水系统比较容易完善和维修,地下排水和路面内部排水系统的处理和完善因需要开挖原有路基,所以比较困难。关于路面内部排水结构和地下埋置排水设施设计较为复杂。而且造价较高,维护难度大。因此在设计初期就要将各种因素考虑进去。边沟或者农田季节性的长期排灌水,在设计施工前一定要将隔水层施建完善。边沟的排水能力主要取决于以下几个设计参数:边沟底流水坡度、边沟截面尺寸、形状、边沟的表面粗糙程度。因地制宜,全面规划。所以,更要严格要求路基边沟施工,路基地面排水设置边沟施工要求如下:(1)挖方地段和填土高度小于边沟深度的填方地段均应设置边沟。路堤靠山一侧的坡脚应设置不渗水的边沟。(2)为了防止边沟漫溢或冲刷,在平原区和重丘山岭区,边沟应分段设置出水口,多雨地区梯形边沟每段长度不宜超过300m,三角形边沟不宜超过200m。设计过程中的路基、路面排水方案,对公路工程路基、路面排水工程提出了切合实际、适应性强的排水方案,方案应该因地制宜。更具有实用性,具有实际解决问题的合理的方案。排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济,并充分利用有利地形和自然水系。各种路基排水沟渠的设置,应注意与农田水利相配合,必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径,以防农业用水影响路基稳定,并做到路基排水有利于农田排灌。路基边沟一般不应用作农田灌溉渠道,两者必需合并使用时,边沟的断面应加大,并予以加固,以防水流危害路基。设计前必须进行调查研究,查明水源与地质条件,重点路段要进行排水系统的全面规划,考虑路基排水与桥涵布置相配合,地下排水与地面排水相配合,各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合,做到路基路面综合设计和分期修建。对于排水困难和地质不良的路段,还应与路基防护加固相配合,并进行特殊设计。路基排水要注意防止附近山坡的水土流失,尽量不破坏天然水系,不轻易合并自然沟溪和改变水流性质,尽量选择有利地质条件布设人工沟渠,减少排水沟渠的防护与加固工程。

4.施工要求

(1)平曲线处边沟施工时,沟底纵坡应与曲线前后沟底纵坡平顺衔接,不允许曲线内侧有积水或外溢现象发生。曲线外侧边沟应适当加深,其增加值等于超高值;

(2)边沟的加固:土质地段当沟底纵坡大于3%时应采取加固措施;采用干砌片石对边沟进行铺砌时,应选用有平整面的片石,各砌缝要用小石子嵌紧;采用浆砌片石铺砌时,砌缝砂浆应饱满,沟身不漏水;若沟底采用抹面时,抹面应平整压光。

5.结语

对于重点路段的主要排水设施,以及土质松软和纵坡较陡地段的排水沟渠,应注意必要的防护与加固。结合当地水文条件和道路等级等具体情况,注意就地取材,以防为主,既要稳固适用,又必须讲究经济效益。为了减少水对路面的破坏作用,应尽量阻止水进入路面结构,并提供良好的排水措施,以便迅速排除路面结构内的水,亦可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。