京哈高速公路绥中至盘锦段改扩建工程路基路面排水设计研究.pdf

文章编号:():./.京哈高速公路绥中至盘锦段改扩建工程路基路面排水设计研究赵艳玲(辽宁省交通规划设计院有限责任公司 沈阳市)摘 要:完善的排水系统是高速公路安全运营的前提 京哈高速公路绥中至盘锦段改扩建设计后路面水流量大排水时间长径流峰值高排水难度较大 文章依托京哈高速公路绥中至盘锦段改扩建工程实体分析旧路排水设施现状以及服役过程中存在的问题依据现行排水设计规范进行路基路面排水设计以期为双侧拼宽改扩建项目路基路面排水设计提供参考 关键词:京哈高速改扩建工程路基路面排水设计中图分类号:.文献标识码:项目概况京哈高速公路绥中至盘锦段于 年进行改扩建设计由原六车道高速公路双侧拼宽为十车道高速公路 整体式双向十车道与普通整体式双向六车道高速公路相比具有路面水流量大、排水时间长、径流峰值高等特点排水难度较大 因此排水方案、排水断面尺寸的设计关系到路基路面使用安全是该项目路基排水设计的重难点 原有路基路面排水现状.原有路基排水主要形式及使用状况()原有填方排水设施原有路基填方边沟主要为土质梯形边沟、浆砌片石梯形边沟局部为矩形浆砌边沟 原设计一般根据排水设计纵坡、降水量、用地情况等排水纵坡小于 的路段多采用土质梯形边沟排水纵坡大于 或边沟转弯处、对应泄水槽冲刷处多采用浆砌片石梯形边沟局部占地紧张路段采用矩形浆砌边沟 从外业调查结果来看填方边沟总体状况良好局部段落有淤积、积水、冲刷、冲毁现象 现有高速公路在路堤坡面设置了泄水槽个别泄水槽有破坏坡面局部有冲刷损毁()原有挖方排水设施原有路基挖方边沟均为浆砌片石梯形边沟 从外业调查结果来看边沟外观良好断面尺寸满足泄水要求 原有路基挖方急流槽一般位于较陡的挖方边坡上为浆砌片石结构现状良好 原有坡顶截水沟为浆砌片石梯形沟现状良好.原有路面排水主要形式及使用状况()超高排水设施使用情况原超高段路面排水通过在中分带侧设置矩形流水槽集中汇至集水井并通过横向排水管使超高侧路面水排至路堤边沟 现状超高排水用集水井和流水槽腐蚀、破损、堵塞严重已无法正常使用()路表排水情况原路面排水方式为集中排水采用水泥混凝土预制缘石、边坡泄水槽的形式将水排除 原有排水设施经多年风化、盐腐蚀作用已无法继续利用()中央分隔带排水情况原路大部分路段的路基及路基填料较好为透水性材料 中分带并未设置中分带排水 仅 在 段设置了中分带排水共计.经调查该段路基填料为粘性土 原设计排水方案为纵向渗沟 井 镀锌钢管每隔一定距离设置三通管三通管与横向排水管相连横向排水管接边坡泄水槽 现阶段调查并未发现因中分带排水导致的路基沉降和冻胀现象 排水设计原则、标准及参数.排水设计原则北方交通 年 第 期路基路面排水应综合设计使各种排水设施形成一个功能齐全且排水能力强的完整系统以排除路基、路面范围内的地表水保证路基路面稳定 各种地表排水设施断面应根据设计流量通过水力计算确定水文、水力计算参数参考当地经验数据 在水源保护区等环境敏感区域应采取相应的路(桥)面水收集、净化处理等措施.排水设计标准及参数()路界内各项排水设施所需排泄的设计径流量按照式()计算确定:.()式()中:为设计径流量单位为/为径流系数沥青路面 .为设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度单位为/为汇水面积单位为()设计降雨的重现期根据公路等级和排水类型确定具体见表 表 设计降雨的重现期整体式十车道断面路面表面排水路侧边沟排水 年 年 ()降雨强度按照式()计算:()式中:为重现期转换系数当重现期 为 年时.为降雨历时转换系数.为 年重现期和 降雨历时的标准降雨强度单位为/根据项目所在地区取值取.排水设施水利计算京哈高速公路绥中至盘锦段改扩建后为整体十车道断面路面净宽.设计径流量为:./单一横坡浅三角形沟的泄水能力计算参照式():.()计算时积水宽度取右侧硬路肩宽度.硬路肩横坡为 根据公路排水设计规范附录 中的诺模图查取截留率(/)经计算保证行车道外侧不积水排水纵坡为.时整体十车道断面外侧计算泄水槽的间距需.根据公路排水设计规范.节相关要求拦水带泄水口的间距应根据过水断面水面漫盖宽度的要求和泄水口的泄水能力计算确定宜取 综合分析针对整体十车道断面建议采用路面散排水方案 路基、路面排水设计方案改扩建采用双侧拼宽方式大部分原边坡防护设施、边沟圬工工程等均需拆除路基扩建加宽时需重建排水系统 在满足功能要求的前提下排水设施设计考虑绿色环保节约造价便利施工以尽可能利用原路拆除的砌石为原则.路基排水()填方排水设施该项目多数路段为双侧拼宽原有的填方边沟和填方泄水槽均已拆除 在满足功能要求的前提下新建填方排水设施应结合以往病害情况进行优化重视耐久性和安全性 现场勘查对于地方建筑物、农田林地等存在冲刷的路段合理设计排水纵坡优化排水出口防止高速公路路界汇水影响当地生产生活该项目填方边沟采用如下形式:土质梯形边沟:内外侧边坡 .适用于排水纵坡小于 且不易产生冲刷的路段占地不受限的取土坑路段或无排水出口的路段兼作蒸发池 浆砌片石梯形边沟:内外侧边坡 适用于旧路拆除石料充足易产生冲刷路段无排水出口且处于水源保护区路段(设防渗土工膜)兼作蒸发池 现浇砼矩形沟:适用于旧路拆除石料不充足易产生冲刷路段 预制砼梯形沟:适用于旧路拆除石料不充足无排水出口且处于水源保护区路段(设防渗土工膜)兼作蒸发池对于改沟与边沟合并的路段根据实际地形地物及边沟尺寸大小采用梯形全断面砌护或外侧砌护浆砌鹅卵石浅碟形边沟:适用于立交区、服务区内边坡交汇的路段厚 年 第 期 赵艳玲:京哈高速公路绥中至盘锦段改扩建工程路基路面排水设计研究纵向急流槽:对于排水纵坡大于 的路段设置纵向急流槽 纵向急流槽采用矩形设计材料与相邻填方边沟相同()挖方排水设施路堑边沟挖方路段设置路堑边沟采用明边沟 护栏的方式排水 根据路段长度、挖方高度等因素采用、两种 浆砌片石矩形边沟 前者适用于长度小于 的挖方段后者适用于长度 及以上的挖方段如图 所示图 路堑浆砌片石边沟 盲沟、渗沟为迅速排除地下水避免路基翻浆、冻胀等病害在挖方路基顶部设置横向盲沟(纵向填挖交界处需设置 道)路堑边沟底部设置纵向渗沟 渗沟采用碎石外包土工布盲沟采用砂砾外包土工布渗沟、盲沟底部设置排水管进行排水 盲沟连接渗沟渗沟出口位于路堤边沟底部在常规设置盲沟及渗沟的基础上另在新旧路基结合部新建路基侧路床底面设置 道纵向盲沟与横向盲沟相连如图 所示图 边沟下路基纵向渗沟与横向盲沟连接设计图 挖方边坡急流槽为排除路堑边坡汇水、边坡平台流水槽汇水及截水沟汇水在挖方边坡每隔 设置 道边坡急流槽用于截水沟、边坡平台等与路堑边沟的衔接并结合实际地形及排水功能需求局部加密处理挖方边坡急流槽采用 现浇砼台阶式(即内设踏步)尺寸 矩形壁厚 急流槽断面根据排水流量计算确定防止水流过大外溢 挖北方交通 年 第 期方边坡平台流水槽的低侧、冲沟沟口以及截水沟的起点、终点和凹点等位置重点考虑设置边坡急流槽同时根据水利计算在长大边坡适当的间距设置急流槽 为便利养护管理每一边坡至少有 道急流槽结合作为人行梯道截水沟该项目设置的截水沟多数段落汇水不大可以取消 截水沟的设置不仅浪费大量的土地、砌体材料而且与周围的自然景观不协调破坏自然环境项目改扩建时需认真分析地形地势结合汇水面积和水流方向综合考虑截水沟的设置()水源保护区应急处置措施桥面汇水处置措施项目桥梁处于水源准保护区采取桥面设置防渗泄水管桥下增设防渗收集池并在桥两端提升防撞墙等级等保护措施最大限度降低交通事故时车辆坠入河流或危险化学品流入敏感区的概率路基边沟汇水处置措施保护区内的路基边沟(排水沟)均做防渗处理(防渗土工布包裹)并与桥下集水池统一考虑 连续长度超过 的路基增设路基边沟集水池避免路基边沟汇水外排()过道涵为方便通行边沟穿过地方道路的位置设置过道涵采用盖板涵或圆管涵.路面排水根据路线所在地区气象水文特点排水设计考虑路表排水、中央分隔带排水及超高段排水 个方面()路面表面排水与原排水方式不同该项目十车道高速公路推荐采用路面散排水方案采用单幅单向路拱一般路段路拱横坡为 路面横向采用分散漫流排水方案同时对土路肩及坡面进行加固 调整合成纵坡小于.路段的路线纵断确保全线各路段排水合成纵坡均满足相关规范要求快速排除路面汇水()中分带排水中分带排水方式与原排水方式相同 中央分隔带排水只在原路面设置中分带排水系统的段落内设置其余路段则不设置中分带排水避免开挖原路面 中分带纵向排水设施采取拆除、新建处理横向排水设施采取接长、利用处理施工时需注意对原排水设施的保护和恢复施工时应先将中分带内的填土按照设计开挖中央分隔带内设 塑加劲软式透水管和防水土工布在中分带处每隔一定距离设置三通三通与现状横向排水管相接 在加宽范围内 设 置 硬聚氯乙烯排水管与现状横向排水管相接将水排出路基边坡()超高排水现状超高排水设施按照拆除、新建处理 路面超高段高侧中分带处采用散排方式在高侧中央分隔带边部设置纵向流水槽在中央分隔带内每隔 左右设置小集水井汇集超高段高侧的路面水通过纵向波纹流水管将水汇集到每隔一定距离设置的大集水井中并通过横向排水管将水排除到路基外 结语完善的排水系统是高速公路安全稳定运营的前提路基路面排水不畅容易造成高速公路水损害文章提出路基路面标准参数及排水设计方案以期为类似工程提供施工参考参考文献 中华人民共和国交通运输部.公路排水设计规范:/.北京:人民交通出版社.韩朝峰.高速公路中央分隔带排水设计研究.西安:长安大学.王旭.浅谈新铁高速公路路基排水与防护.才智():.张红日肖侃兰素恋.某在建二级公路水毁病害调查及形成机制浅析.西部交通科技():.陈少全.甘肃高速公路沥青路面水损害及防治措施研究.西安:长安大学.崔利辛秀艳姜帆.沈大高速公路改扩建工程的生态环境保护措施.北方交通():.年 第 期 赵艳玲:京哈高速公路绥中至盘锦段改扩建工程路基路面排水设计研究 (.).(上接第 页)(.).北方交通 年 第 期