高速瀝青公路排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

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　摘要：高等級(jí)公路瀝青路面防排水設(shè)計(jì)是路面設(shè)計(jì)的重要組成部分。目前我國(guó)高等級(jí)公路瀝青路面由于防排水設(shè)計(jì)不完善而造成的早期破壞，文章從水對(duì)高等級(jí)公路的有害影響分析入手，對(duì)路表防排水、中央分隔帶防排水等方面進(jìn)行了分析，根據(jù)路面設(shè)計(jì)原則，對(duì)目前高等級(jí)公路路面防排水設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題提出了建議并對(duì)部分傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制指標(biāo)提出了改進(jìn)意見(jiàn)。

　　關(guān)鍵詞：瀝青公路；排水系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；中央分隔帶；自適應(yīng)技術(shù)；智能技術(shù)

　　高等級(jí)公路瀝青路面應(yīng)設(shè)置完善的路面排水設(shè)施，以迅速排除路面水，從而保證路面良好的使用性能和行車安全。近幾年來(lái)，我國(guó)新建的高速公路均不同程度的出現(xiàn)了早期破壞現(xiàn)象，很多破壞的根本原因就是損害，由于忽視了路面排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，致使路面水和滲入結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的水分不能迅速排除，在車輛荷載及不利氣候條件的綜合作用下，路面產(chǎn)生松散、坑槽等早期水損害的破壞現(xiàn)象，嚴(yán)重影響路面的使用性能。因此路面排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是高等級(jí)公路路面設(shè)計(jì)的重要組成部分，需引起我們的足夠的重視。

　　一、優(yōu)化設(shè)計(jì)原則

　　通過(guò)設(shè)計(jì)各種有效的路面排水措施，盡量減少雨水在路表的存留時(shí)間，快速排走路面水，減少和堵截路表水的侵入是解決水損壞的第一步。路面表面排水設(shè)計(jì)的基本原則，即是把降落在路面上的雨水，通過(guò)路面表面的縱橫向坡度向兩側(cè)排流，迅速將其排離路表面，以防止降雨滯留在行車道上，形成水膜，從而嚴(yán)重威脅高速行車的安全。

　　（一）優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　在做好路表排水設(shè)計(jì)的同時(shí)，還要考慮加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)的防水設(shè)計(jì)。一是面層設(shè)計(jì)為密級(jí)配型，一般可設(shè)計(jì)為瀝青砼面層或改性瀝青面層。由于這種類型路面空隙率較小，所以可以有效阻止面層滲水。二是設(shè)置瀝青石屑（或砂）下封層，這種封層不僅可以阻止面層滲水浸入基層，同時(shí)還起到基層與面層緊密聯(lián)結(jié)，使結(jié)構(gòu)層間不產(chǎn)生滑移的作用。

　?。ǘ┨岣邽r青與礦料的粘結(jié)力

　　水損的破壞機(jī)理是瀝青與集料剝落，為了減輕瀝青剝落現(xiàn)象，改善瀝青砼的水穩(wěn)定性和耐久性，需要提高瀝青與礦料間的粘附性，增加集料之間的粘結(jié)力。為此，要采用抗水損害能力強(qiáng)的材料或采取抗剝離措施，添加3%～5%的水泥取代礦粉或1%～1.5%的消石灰粉或性能良好的抗剝落劑。

　?。ㄈ┘訌?qiáng)路面壓實(shí)，減少空隙率

　　瀝青面層的壓實(shí)度對(duì)瀝青路面的耐久性至關(guān)重要，直接影響路面的使用質(zhì)量。瀝青砼面層的壓實(shí)度應(yīng)滿足規(guī)范的要求，但不考慮瀝青砼的設(shè)計(jì)空隙率而按統(tǒng)一壓實(shí)度來(lái)控制是不合適的。研究顯示，瀝青路面的實(shí)際空隙率在7%以下時(shí)，瀝青面層內(nèi)的水在行車荷載下一般不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)水壓力，不易造成水破壞。當(dāng)空隙率大于15%時(shí)，水能在空隙中自由流動(dòng)并排走，也不易造成水破壞。但空隙率在7%～15%時(shí)，水很容易滲入并滯留在瀝青混合料內(nèi)部，在行車荷載作用下產(chǎn)生較大的毛細(xì)壓力或動(dòng)水壓力，造成瀝青混合料的水破壞。所以，為提高瀝青砼面層的密水性，必須加強(qiáng)壓實(shí)，減少空隙率。

　　二、路表防排水設(shè)計(jì)

　　為了防止路面積水而影響行車安全，并且使?jié)B入路面結(jié)構(gòu)層的自由水減少到最小程度，必須考慮路表防排水措施，通常的做法是：采用排水設(shè)施，設(shè)置路面橫坡，降落在路表的雨水，通過(guò)路面橫坡排至邊溝或排水溝；采用防水措施，瀝青混凝土路面則采用致密的表面層或設(shè)置封水層，盡量減少雨水滲入。這些措施都有一定的效果，但在目前高等級(jí)公路上還有一些具體細(xì)部設(shè)計(jì)值得進(jìn)一步商榷：

　　1．邊溝的結(jié)構(gòu)型式，目前高等級(jí)公路普遍采用60cm寬深的梯形邊溝，而重交通高等級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)層總厚度往往都超過(guò)了60cm，為防止邊溝水的倒灌滲入路面結(jié)構(gòu)層，建議采用加深邊溝或在邊溝下設(shè)置矩形滲溝的辦法。

　　2．在瀝青路面路段，現(xiàn)行《公路排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ018-97）與《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ013-95）中推薦采用攔水帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行路堤路段路面雨水的集中排除，但該做法不利于路面雨水迅速排離路面，容易導(dǎo)致局部積水，并增大了雨水的下滲量。建議采用路肩溝的排水形式。

　　3．對(duì)于合成坡度較小的路段，應(yīng)設(shè)置必要的排水設(shè)施。在超高路段的起始點(diǎn)均有一段橫坡為零，如果該段縱坡也較小的話，其合成坡度則很小，落在該段雨水排出所需的時(shí)間較長(zhǎng)，從而導(dǎo)致路面積水，影響行車安全。

　　三、中央分隔帶防排水

　　中央分隔帶防排水是路面防排水設(shè)計(jì)中一個(gè)不可忽視的系統(tǒng)，可分為2個(gè)部分：中央分隔帶表面防排水；中央分隔帶內(nèi)滲水的排除。一般來(lái)說(shuō)，中央分隔帶構(gòu)成有3種處理方式：表面采用鋪面封閉；不封閉，采用凸形構(gòu)造；不封閉，采用凹形構(gòu)造。

　　1．中央分隔帶寬度小于3m的路段，一般為2m或1.5m寬，建議采用鋪面封閉的防水形式，中央分隔帶鋪面采用比路面橫坡略大的雙向橫坡?？紤]綠化、防眩的要求，對(duì)于采用波形梁護(hù)欄路段可采用設(shè)置花盆植樹的方法；對(duì)于采用混凝土護(hù)欄或橋梁防撞護(hù)欄路段，可采用槽形結(jié)構(gòu)護(hù)欄，在槽內(nèi)植樹綠化防眩的方法。

　　2．對(duì)于瀝青混凝土路面路段，且寬度大于或等于3m時(shí)，應(yīng)采用凹形構(gòu)造（采用凸形構(gòu)造，應(yīng)有盡量避免污染瀝青面層的措施），降落在中央分隔帶的雨水橫向流向分隔帶中間的低凹處，中央分隔帶底部設(shè)置縱向排水滲溝，并根據(jù)中央分隔帶的表面滲入量和路線縱坡，一定間距設(shè)置橫向排水管，將內(nèi)滲水通過(guò)橫向排水管，排至邊坡急流槽。為防止中央分隔帶的自由水滲入路面結(jié)構(gòu)層，在填土與路面結(jié)構(gòu)層的界面上也應(yīng)設(shè)置防水層或防水膜，在中央分隔帶內(nèi)的基層、底基層也應(yīng)做成反坡。

　　四、結(jié)語(yǔ)

　　高速公路路面排水設(shè)計(jì)的成功與否，是關(guān)系到高速公路路面建設(shè)成敗的關(guān)鍵。因此高速公路的設(shè)計(jì)者應(yīng)高度重視路面排水設(shè)計(jì)，將高速公路的排水作為整體，進(jìn)行綜合考慮，以避免或減小高速公路施工期和運(yùn)營(yíng)期的水損害，進(jìn)一步提高高速公路路的使用品質(zhì)。為有效解決瀝青路面水損通病，必須從排水和防水兩個(gè)方面層層把關(guān)，不僅應(yīng)在路表采取排水措施，同時(shí)應(yīng)高度重視路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)的排水及路面結(jié)構(gòu)層類型的選定，只有這樣才能保證路面的預(yù)期使用壽命和良好的使用性能。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[3]公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（JTGF80/1-2004）[S].