探究道路排水設計的重要性

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摘要：交通科學技術的發展，要求我們越來越重視道路的排水，去進一步解決地表水與地下水對道路的破壞問題。

關鍵詞：道路排水；地下水；地表水

隨著交通事業的不斷發展和交通科學技術的迅猛發展，公路的數量和質量都在提高，同時，對于道路排水設計越來越重視，對它的要求也越來越高，我國公路排水工程的發展經歷了從無到有到逐步完善的過程。建國初期及其后20年，由于我國經濟比較落后，建成的公路技術等級低，使用品質差，且由于缺乏必要的排水設施，公路抵御自然災害的能力很弱。進入20世紀80年代，公路排水問題逐步被人們所認識。在該時期出版的路基路面設計手冊中，對公路排水設計進行了一些分析與計算，提出了路基路面排水設計的要求與規定；在施工手冊中，對路基路面的排水施工提出了具體的要求和規定，闡明了各項排水設施施工時應注意的事項。這些手冊在相當長的一段時間內作為指導公路排水工程設計與施工的工具，在公路設計與施工中起到了十分重要的作用。20世紀90年代后，隨著高速公路的飛速發展，排水工程的設計、施工和養護愈來愈引起人們的重視，排水工程被提到了一個相當重要的高度。1998年我國制定并了《公路排水設計規范(JTJ018—97)》，它不僅全面系統地介紹了各種排水設施的設計要領，而且在路基路面排水的基礎上，增加了路面結構內部排水及公路構造物及下穿道路排水的內容，使公路排水工程更趨完善和合理。這里筆者就水對道路的作用及危害、道路排水的目的和要求、道路排水設計的前景進行詳述。

1水對道路的作用及危害

路基和路面結構外露在地表，直接感受自然因素的影響。水是道路上常見的自然物質，由于它的存在，會直接或間接影響到道路的濕度從而會影響到道路的使用質量與行車安全，主要體現在地面水對地表的侵蝕與地下水對地基的破壞。

(1)雨雪形成的大氣降水輕微會導致地面積水影響正常交通，嚴重會造成地面的重病害——可以直接沖毀路肩、邊坡和路基；滲入路基內部的水會使土基濕軟從而引起路基凍脹、翻漿或邊坡塌方、泥石流，甚至整個路基沿傾斜基底滑動；進入結構層內的水分可浸濕無機結合料處治的粒料層，導致基層強度下降，使瀝青面層出現剝落和松散；水泥混凝土路面由于接縫多，從接縫中滲入的水分聚集在路面結構中，在重載的反復作用下，產生很大的動水壓力，導致接縫附近的細顆粒集料軟化，形成唧泥，產生錯臺、斷裂等病害。

(2)海、河、湖、水渠及水庫水會影響離這些水源較近的道路的使用，長時間作用就會造成臨近道路路面的嚴重積水，降低路面材料的強度，形成各種各樣影響交通的病害；如果地上排水不充分會使水流進入封閉性不好的道路內部形成松軟土層，造成路基沉陷；遇到易發洪水季節甚至會沖毀路基及周邊的附屬工程構造物。

(3)位于地下上層相對不透水層一帶的滯水，會軟化路基，使路基潮濕，降低路基的強度。

(4)在地面以下第一個隔水層以上的含水層的潛水，距地面較近，在重力作用下可沿土層以薄膜形式從含水量高的位置向含水量低的地方流動，從溫度高的地方向溫度低的凍結中心周圍流動，會形成水分集中，造成路基局部損壞，影響路基的整體強度和水溫穩定性，重者會引起凍脹、翻漿或邊坡滑坍，甚至整個路基沿傾斜基底滑動，水還可能造成摻有膨脹土的路基工程毀滅性的破壞。

(5)在地面以下任何兩個隔水層之間含水層中的層間地下水，當水源高于地面時，可以通過巖層裂縫冒出地面而成泉水，上升到路基，導致路基濕軟，強度降低，重者也會引起路基的整體破壞。

總之，路基、路面的強度與穩定性同水的關系十分密切。路基、路面的病害有多種，形成病害的原因也有很多，但水的作用是主要因素，無不都與地面水和地下水的浸濕和沖刷破壞有關。水的作用加劇了路基路面結構的損壞，加快了路面使用性能的變壞，縮短了路面的使用壽命。據新聞網上有關報道：“近幾年由于我國連續發生了幾次歷史上罕見的特大洪水，公路水毀損失十分嚴重，據不完全統計，僅在1991年-1998年間，公路水毀損失達2000多億元，某些省份平均每年水毀損失都達億元。”這固然有洪水兇猛人力不可抗拒的因素，但公路本身抗災能力差，排水設施不齊全，排水系統不配套也是造成水毀損失的一個重要原因。因此充分認識水對公路的破壞性，認真做好公路排水系統的設計、施工和養護已是一項十分嚴峻而緊迫的任務。

2道路排水的目的和要求

(1)道路排水設計的目的。就是要考慮道路等級、地形、地質、氣候、年降雨量、地下水等條件，考慮不同的水源，設置相應的排水設施，使路基、路面形成良好的排水系統。把影響路基強度和穩定性的水排到路基范圍以外適當的地點，并防止地面水漫流、滯積或下滲，對影響路基穩定性的地下水，則應予以隔斷、疏干、降低，并引到路基范圍以外適當的地點，將土基濕度降低到一定范圍內，保持路基常年處于干燥狀態，確保路基、路面的強度和穩定性不受地下水和地表積水的影響。還必須將路面排水和路基排水結合起來綜合考慮，將地上排水和地下排水結合考慮，將臨時性排水設施與永久性排水設施結合考慮，將道路排水與農田灌溉、周圍環境保護綜合考慮，將道路排水工程與防護加固工程綜合考慮。

一般把道路排水分為地面排水和地下排水。路界地面排水包括路面(含路肩、中央分隔帶)排水、路基邊坡排水、溝渠排水等。地下排水包括路基地下排水、中央分隔帶地下排水和縱向填、挖方交界處地下排水等。

(2)道路排水設施施工的目的。首先應校核全線排水系統的設計是否完備和妥善，必要時予以補充或修改，應重視排水工程的質量和使用效果。此外，應根據實際情況，設置施工現場的臨時性排水措施，保證路基土石方及附屬結構在正常條件下進行施工作業，消除路基基底和土體內與水有關的隱患，保證路基工程質量。

(3)道路排水設施養護的目的。應該對排水設施進行日常性、經常性、季節性的養護，若發現有排水不暢，淤積，堵塞現象，一定要及時對排水設施予以補充或修改，保持排水設施的正常使用，水流暢通，并根據實際情況不斷改善路基排水條件。

(4)道路排水設計的要求。①排水設計要因地制宜、全面規劃、因勢利導、綜合整治、講究實效、注意經濟，充分利用有利地形和自然水系。一般情況下，地面和地下設置的排水溝渠宜短不宜長，以使水流不致過于匯集，做到及時疏散、就近分流。②各種路基排水溝渠的設置，應注意與農田水利相配合，必要時要適當增設涵管或加大涵管孔徑，以防農業用水影響路基的穩定性，并做到路基排水有利于農田灌溉。路基邊溝一般不用作農田灌溉渠道，兩者必須合并使用時，邊溝的斷面應加大，以防止水流危害路基。③設計前必須進行調查研究，查明水源與地質條件，重點路段要進行排水系統的全面規劃，考慮路基排水與橋涵布置相配合、地面排水與地下排水相配合、各種排水溝渠的平面布置與豎向布置相配合，做到綜合整治，分期修建。對于排水困難和地質不良的路段，還應和路基防護與加固工程相配合，并進行特殊設計。④路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，盡量不破壞天然水系，不輕易合并自然溝溪和改變水流性質，盡量選擇有利地質條件布設人工溝渠，減少排水溝渠的防護與加固工程。對于重點路段的重要排水設施，以及土質松軟和縱坡較陡地段的排水溝渠，應進行必要的防護與加固。⑤路基排水要結合當地水文條件和道路等級等具體情況，注意就地取材，以防為主，既要穩固適用，又必須講究經濟效益。⑥為了減少水對路面的破壞作用，應盡量阻止水進入路面結構，并提供良好的排水設施，以便迅速排除路面結構內的水，亦可修筑具有能夠承載荷載和雨水共同作用的路面結構。

3道路排水設計的前景

(1)根據道路上水源的多樣化即水源的性質、方位、對道路的影響的不同，導致了我們要擴大道路排水設計的范圍，由地表到地下，由地面邊緣到地面中心，由地面交界線到道路交叉線上，由跨越溝渠的道路到橫穿海、河、湖的橋梁，由道路排水到農田灌溉、廢水排放、城市用水排水，環境保護、防治水土流失都要結合起來，聯系起來，達到多渠道、多方位排水設計。

(2)今后排水要聯系實際，改進排水設施的結構，優化排水設施設計方案，提高排水設施的排水效果，達到排水順暢，排水充分，排水便捷快速。

(3)通過進行豐富的研究和試驗更加完善我國的《公路排水設計規范》。