高速公路排水设施设计与施工控制.pdf

I 高速公路排水设施设计与施工控制 孙庆新 目 录 ? 一、 排水设计的目的 ? 二、 排水设施的任务 ? 三、 排水设施的分类 ? 四、 中央分隔带排水 ? 五、 超高段中央分隔带集水槽 ? 六、 路肩排水 ? 七、 边沟排水 ? 八、 截水沟（天沟） ? 九、 渗沟 ? 十、 结束语 路基的强度与稳定性同水的关系十分密切。在路基病害形成的多种因素中， 水是主要影响因素之一，因此路基在设计、施工和养护中，必须重视路基排水设 施设计与施工，认真做好排水工程。下面就根据濮鹤高速公路和信南高速公路排 水设施的设计与施工控制，探讨一下我对高速公路排水设施的认识和看法。仅供 大家借鉴参考。 一、 排水设计的目的 设置排水设施的目的是排除降落在路界内的地表径流， 并将公路上侧方的地 表水和地下水引排到公路的下侧方， 避免公路路基和路面结构遭受地表水和地下 水的浸湿、冲刷等破坏作用。 二、排水设施的任务 一是把路基工作区的含水量降低到一定的范围内。路基含水量过大，会引起 土质松软，强度降低，边坡坍塌，路基沉陷或滑动以及产生冻害等。 二是排除高速公路路面积水。高速公路路面排水不畅，容易形成水膜，降低 路面抗滑性能，增加行车的危险性造成交通事故。 因此，必须做好地表水、地下水和路面水的排除工作，即做好路基与路面排 水设施工程，以确保路基具有足够的强度及稳定性，避免路面积水、确保行车安 全。 三、排水设施的分类 高速公路排水设施根据其所处的位置和功能分路面排水设施与路基排水设 施。路面排水设施由路肩排水和中央分隔带排水设施所组成。 路基排水设施分 为地表排水设施和地下排水设施。 地表排水设施由边沟、截水沟、排水沟等组 成。地下排水设施由渗沟、明沟和槽沟、渗井等组成。 II 四、中央分隔带排水 主线公路设超高路段的路面排水，以及中央分隔带内的表面水，由中央分隔 带排水设施排除。中央分隔带排水设施类型的选用，要根据地区特点、分隔带宽 度、分隔带的构造形式以及需要绿化栽树等因素确定。 高速公路路面汇水面积大，中央分隔带较宽，表面种植绿化，可设地下纵向 排水渗沟，排水渗沟两侧及底面可用抹砂浆、涂沥青、粘贴土工布封闭。每隔 60m 设置横向排水管与纵向排水管联接，将水引至路基边坡外。横向排水管直径 一般采用直径为 11.6cmPVC 管，在设置超高段时采用直径为 36cmPE 管，管底纵 坡不小于 1%，出口应采用防护措施。 中央分隔带排水施工应符合下列要求: 1.按要求首先施工横向排水管，然后再施工纵向排水管。 2.中央分隔带纵向排水设施，在底基层或基层完成后，均可按设计图纸尺寸 在中央分隔带内放线开挖梯形槽。 3.梯形槽开挖完成后，将底部、侧壁和路槽顶至与底基层相接部分（两侧各 长 35cm）用 M10 水泥砂浆抹面，主要以调平为主，厚度控制在 2cm 左右。 4.抹完水泥砂浆后，在砂浆表面均匀涂刷一层 70 号热沥青（要求加热至 130140） ，沥青涂用量要求为 1.5Kg/m2，待温度降至 7080时（土工膜耐 温达 100） ，及时将防渗土工布（150g/m 2，膜厚 0.3mm）带膜的一面与沥青表 面粘贴密实。因温度要求，每段涂刷沥青、粘贴土工布施工长度宜控制在 10 15m 之间，逐段延伸。 5.土工布下料宽度应满足设计图纸要求， 纵向段与段之间搭接用土工布胶粘 结，在有横向排水管的位置，剪挖一直径 15cm 圆洞，将横向排水管露出。 6.粘贴防渗土工布后，及时布设内径 10cm 双壁打孔 HDPE 纵向排水管，在纵 向排水与已埋设横向排水管交叉处，清除管内杂物，用三通将纵、横向排水管联 结妥当，并用 C10 砼包封，包封尺寸长 40cm宽 40cm深 30cm。纵向排水管周 围用碎石包封。 7.布设透水无纺土工布后， 可用洒水车浇水测试纵、 横向排水管的排水效果， 对不出水路段应查明原因，返工处理。 8.经测试通畅后，在透水无纺土工布上，回填中央分隔带种植土，盖至底基 层或基层顶面，要求压实度达到 85%以上。 五、超高段中央分隔带集水槽 设置超高段的中央分隔带的集水槽，一般可用砼预制件、现浇砼或浆砌片石 砌筑。 集水槽上设置具有漏水功能的盖板。 沿集水槽 6080m 设置集水井 （120cm 120cm150cm） 。 在对应集水井的部位设置横向排水管， 通过横向排水管将集水井内的水排出 路基外。横向排水管采用内径为 30cm ，壁厚 3cm 的高密度氯乙烯（PE）管，横 向接头应密封严实，不漏水，横向排水管底座用 C15 号砼做基础，砼基础呈 U 字形将 PE 管半包围。横向排水管与路基边坡急流槽的结合处急流槽底做成现浇 砼，以提高抗冲刷能力。 III 六、路肩排水 路肩排水设施主要由拦水带、急流槽和路肩排水沟组成。高速公路宜在紧贴 硬路肩部分设立拦水路缘石，拦水路缘石一般采用砼预制块，拦水路缘石高出路 肩 12cm，顶宽 810cm。在适当长度内（2050m）设置簸箕配合急流槽将路面 积水排于路基之外。路肩排水设置的纵坡应与路面的纵坡一致。当硬路肩汇水量 较大时，可在土路肩上设置“U”形砼预制构件砌筑的排水沟，沟底纵坡同路肩纵 坡，并不小于 0.3%。 濮鹤高速公路和信南高速公路路面排水采用漫流方式排水， 路面水直接从路 肩和路堤边坡坡面流入边沟。考虑到部分降水仍将会渗入至路面结构层中，这部 分水在行车荷载的作用下会形成强大的动水压力，进而使沥青与骨料剥离，产生 病害，为了排除渗进路面层中的水，在路肩基层顶面处设置无砂砼排水盲沟。 排水盲沟首先要铺设二布一膜防渗土工布， 靠近路基边坡一侧设置 C20 号无 砂砼块铺砌或现浇，其断面呈直角梯形，高 10cm，上宽为 20cm，下宽为 35cm。 在其与基层中间铺设 10cm 厚，粒径为 0.51cm 的碎石垫层，在碎石与无砂砼顶 上铺设透水土工布一层。及时将影响沥青路面的水排出。为使景观优化，在透水 土工布上回填种植土，种植花草。 七、边沟 边沟设置在路肩外侧或低路堤坡脚外侧，用以汇集和排除路面、路肩、边坡 及流向路基的小量地面水。边沟的断面形式有梯形、矩形、浅碟形等。 路堑边沟设置矩形边沟和浅碟形边沟， 当挖方高度大于 6m 时， 可选用 100cm 80 cm ；当挖方高度小于 6m，大于 2m 时，可选用 60cm60 cm。当挖方高度 小于 2m 时，可选用浅碟形边沟。 一般路堤宜采用梯形，在场地宽度受到限制时，可用石砌矩形。石质路堑边 沟可做成矩形， 积雪、 积砂路段宜做成流线形。 梯形边沟的内侧边坡一般为 1:1 1:1.5，外侧边坡与路堑边坡相同，有碎落台时外侧边坡与内侧边坡相同。选用 梯形边沟时，宜采用上口宽 60cm，上口宽 100cm，高 80cm。矮路堤可选用浅碟 形边沟。 高速公路的边沟断面应大一些，其深度和宽度可用 0.81.0m。在满足排水 功能的同时，尽量使路区内景观得到优化。 边沟施工应符合下列要求： 1. 边沟用于石质挖方段时，在边沟外侧设反滤土工布为 40*50cm，同时设 置直径为 10cmPVC 管泄水孔。靠近路面一侧设置直径为 6cmPVC 管泄水孔。泄水 IV 孔间距均为 5m。 2. 挖方段高度均指最大深度，同一挖方段选用一种断面形式边沟。 3. 路堤靠山一侧的坡脚应设置不渗水的边沟。 4. 为了防止边沟漫溢或冲刷，在平原区和山岭重丘区，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。 5.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。 根据地形特点设置出水口， 形成分段排水体系， 曲线外侧边沟应适当加深，其增加值等于超高值。 6 .边沟的加固：高速公路土质边沟应全断面进行浆砌片石、水泥砼预制块 防护加固；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。 八、截水沟（天沟） 设置在挖方路基边坡坡顶以外或山坡路堤上方的适当处， 用以截引路基上方 流向路基的地面径流，防止其冲刷和侵蚀挖方段和路堤坡脚，并减轻边沟的泄水 负担。地面岩石裸露和坡面不怕冲刷的路段，可不设置截水沟。截水沟断面的形 式一般为梯形，当地面横坡较陡时，可作成石砌矩形。 截水沟施工应符合下列要求： 1. 截水沟的位置在无弃土堆的情况下，其边缘离开挖方路基坡顶的距离视 土质而定，以不影响边坡稳定为原则。一般土质至少应离开 5m，对于黄土地区 不应小于 10m 并应进行防渗加固； 路基上方有弃土堆时，截水沟应离开弃土堆 坡脚 15m，弃土堆坡脚离开路基挖方坡顶不应小于 10m。 2.山坡上路堤的截水沟离开路堤坡脚至少 2m，并用挖截水沟的土填在路堤 与截水沟之间，修筑向沟倾斜坡度为 2%的护坡道，使路堤内侧地面水流入截水 沟排出。 3. 截水沟长度超过 500m 时应选择适当地点设出水口， 将水引至山坡侧的自 然沟中或桥涵进水口，截水沟必须有牢靠的出水口。 九、 渗沟 在地下水位较高的路段,为了切断、拦截有害的含水层和降低地下水位，保 证路基的稳定和干燥，不因地下水造成危害，需修建渗沟将下水排除。渗沟一般 有填石渗沟、管式渗沟和洞式渗沟三种。 1、填石渗沟的施工要求 （1） 填石渗沟通常为矩形或梯形， 在渗沟的底部和中间用较大碎石或卵石 （粒 径 35cm） 填筑， 在碎石或卵石的两侧和上部， 按一定比例分层 （层厚约 15cm） ， 填较细颗粒的粒料（中砂、粗砂、砾砂） ，做成反滤层，逐层的粒径比例，大致 按 4:1 递减。砂石料颗粒小于 0.5mm 的含量不应大于 5%。用土工布包裹有孔的 硬塑管时，管四周填以大于塑管孔径的等粒径碎石、砾石，组成渗沟。顶部作封 闭，用双层反铺草皮或其它材料（如土工合成的防渗材料）铺成，并在其上夯填 厚度不小于 0.5m 的粘土防水层。 （2）填石渗沟的埋置深度，应满足渗水材料的顶部（封闭层以下）不得低 于原有地下水位的要求。 当排除层间水时， 渗沟底部应埋于最下面的不透水层上。 在冰冻地区，渗沟埋深不得小于当地最小冻结深度 0.2m。 、 管式渗沟的施工要求 V 管式渗沟适用于地下水引水较长、流量较大的地区，当管式渗沟长度为 100300m 时，其末端宜设横向泄水管分段排除地下水。管式渗沟的泄水管可用 陶瓷管、砼、石棉、水泥或塑料等材料制成，管壁应设泄水孔，交错布置，间距 不宜大于 20cm 。渗沟的高度应使填料的顶面高于原地下水位。沟底垫枕材料一 般采用干砌片石。