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云南高等级公路路基路面排水研究

作者：彭越

来源：《价值工程》2011年第24期

摘要：实际调查表明，云南省高等级公路路面在使用一段时间后，出现各种病害，都不同程度地与地表水和地下水的侵蚀有关。如路基沉陷、坍塌、翻浆；沥青路面松散、剥落、龟裂；水泥混凝土路面唧泥、错台、断裂等。水的作用加剧路基路面结构损坏和路面使用性能的恶化。因此，做好道路的内部排水是影响路面使用性能和使用寿命的一个重要因素。

Abstract: The analysis on some highway drainage status and drainage facilities' setting shows that after a period of using time, all kinds of diseases are inevitably to emerge in the high-type highway pavement, especially the water damage, which is the main natural factors. Many kinds of diseases such as subgrade depression, water scouring, slide, mudding, asphalt pavement raveling, stripping, map cracking, and cement concrete pavement pumping, faulting,fracture are to do with the erosion of surfaceand underground water to some extent. Water intensifies the damage of subgrade and pavement structure, accelerates the deterioration of pavement service ability, which shorten their service life. Therefore, whether the road drainage is unobstructed affects pavement operational performance and service life, which becomes an important factor. 关键词：路基路面；内部排水系统；高等级公路

Key words: road engineering；asphalt pavements；subsurface drainage system 中图分类号：U417.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）24-0035-02 0引言

近年来，伴随我国公路建设的飞速发展，云南省高等级公路建设规模不断扩大，标准不断提高，但公路的损坏养护问题日益凸显，尤其是路面的早期损坏问题突出，导致许多道路路面在通车后3~5年内就出现如开裂、坑槽、车辙、下沉等病害，造成了严重的经济损失和不良的社会影响。调查表明，我省沥青混凝土和水泥混凝土路面的过早损坏，通常是由于路面的承重结构在水饱和状态下通行重载车辆所引起的。

云南是一个降水充沛、地形复杂的山区，地面的排水对路基路面的影响就尤为显著。调查发现，使用期一年以上的高等级公路，路基出现的松散、剥落和龟裂、唧泥、错台、断裂等病害，都很大程度上与地下水和地表水的不断侵蚀有着密切的关系。水作用加剧了路基和路面结构的损坏程度，加快了路面使用性能的恶化速度，水损坏已成为路基路面常规损害的首因。因此，设置适当的、有效的道路排水系统是解决这一问题的关键所在。 1道路损坏产生的重要原因

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调查分析认为，出现水损害的根本原因是进入路面结构的水超过自身的排水能力造成的。通常来说，进入到路面结构里的自由水，是通过路基下部以及路面两侧的路肩铺面结构渗流而逐渐排走的。平均算来，每排出0.1m3的水，大约就需要1天的时间[1]；当路基下部土的渗透系数为k≤10-7cm/s时，排出同样的水所需要的时间则是数日之久。长期积滞在路面结构内的这些自由水，将会不断侵蚀各结构层的材料和路基土方，最终导致路面的承载力大大降低。加之车辆重荷载的重复作用，路面基层顶面就会受到来自有压水的不断冲刷，路面结构中细颗粒就会从接缝处和板边被带到了路面上，从而产生了唧泥现象。久而久之，板底脱空就会改变混凝土板自身原有的受力状况，就会产生错台、断板、板底下沉等现象，严重的就会发生破碎[4-5]。如果公路路面是沥青面层，这种冲刷造成的唧浆就会加速公路路面裂缝的出现，还会产生路面下陷。

2现阶段解决的方向及问题

我国于1997年颁布了《公路排水设计规范》，规定了路面内部排水设施的布置方案、组成材料和设计计算方法[7]。同时，为了减少公路的水损害，云南高等级公路设计一方面通过采用透水性小的密级配沥青混凝土，设置路拱，填封路面各种缝隙等措施阻止水分进入路面[11]的路面材料和结构组成的设计；另一方面，修筑具有足够强度储备的路面结构，以便能够抵抗荷载和水的综合作用。

2.1 关于路基路面排水系统的研究的重点

2.1.1 开级配透水性沥青混凝土表层这种利用其相互连通的孔隙，使路表水迅速下渗并在路面结构层内排出，其排水效率远比表面径流的高；消除了路面水膜，减少水漂和喷雾并缓解镜面反射，另外还能降低噪音。

2.1.2 排水性土工织物中间层国内土工织物在排水方面的应用尚属起步，对于垂直差动位移和水平位移（收缩严重）较大的情况，效果并不理想。此外，土工织物成本高，施工工艺复杂，尤其是沥青混合料高温摊铺易使其变形等均影响其效果，这也是造成其排水效果好坏不一之重要原因。

2.1.3 排水性基层在低渗透性的面层下铺设高渗透性、强度足够的上基层，达到迅速排除渗入水，是路面结构排水系统的一个很好的发展方向。同时，以半刚性基层材料作为下卧基层，这种上柔下刚式“组合基层”在很大程度上能够防止或减少半刚性基层反射裂缝。因此，这种结构既能够发挥半刚性基层沥青路面高强度的优点，又在很大程度上克服了半刚性路面的缺点。

2.1.4 路面边缘排水系统在目前我国公路现状中，路面边缘排水系统仍具有一定的普遍性。

2.2 在实际工程应用中，排水设施的常见问题及处理措施

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2.2.1 边沟①如果伸缩缝处有渗水现象，可在底部铺设防水层；②在设计中依据地形情况尽量少用盖板边沟，或者浆砌片石明沟。采用混凝土预制块时应在底部铺设防水层；③预制板块边沟由于常常被当地群众拆卸，因此有条件时应当做浆砌片石边沟。排水边沟由于疏通间隔期长、排水口受水流冲刷等原因要经常检查并加强养护，出水口应经常保持畅通，防止冲刷或其他原因堵塞边沟影响排水。

2.2.2 排水沟排水沟一般采用浆砌片石砌筑，砌筑时要注意平整坚实，砂浆要饱满，没有空隙松动现象；勾缝时应注意清除松浮残渣碎屑，并洒水湿润，砌完后应做好养护。 2.2.3 拦水带、边坡急流槽部分填方路段未设置拦水带和边坡急流槽，将导致路基边坡被冲刷、路肩坍塌的后果。边坡急流槽在施工前必须将基底夯实，不得在虚填土上修筑。

2.2.4 截水沟在挖方路堑顶部设有截水沟的路段，挖方边坡冲刷较少，未设置路段冲刷、塌落现象比较严重。这说明在设计施工过程中要根据地形地貌，尽量在挖方边坡坡口外设置截水沟。

2.2.5 急流槽部分急流槽远接远送不够，从急流槽出水口流出的水会将周围路基土冲刷后逐渐坍塌，直接危及涵洞与路基的稳定。急流槽出水口应该设置在自然沟道纵坡较缓处，除了做到早接远送外，在养护中应及时修补涵洞及急流槽出口的水毁部分。

2.2.6 盲沟由于盲沟是隐蔽排水工程，构筑时应该按照设计规定选择材料，按照盲沟断面尺寸要求开挖，反滤层材料应该分层填足，以免影响渗流；为保持盲沟渗水充分发挥效能，应使盲沟高程控制在设计规定要求的高度范围内，并注意进出口水流通畅；为延长盲沟使用年限，应该尽量避免泥沙与反滤层混杂，并设置隔离层。 3相关结论

3.1 通过对云南省内高速公路病害调查和养护数据采集，对其裂缝类和松散类两种主要病害破坏机理进行了深入分析，研究得出其产生破损的根本原因，并确定水损坏为其中最为主要的原因。

3.2 在路面表面排水中，无论采用漫流排水方式还是集中排水方式，都必须进行水文水力计算，使设计满足排水顺畅且经济合理的要求。

3.3 由于传统的半刚性密实型基层不能满足多雨地区路面结构排水的需要，应提倡采用道路内部排水系统，缩短水在路面结构内部滞留的时间。

3.4 修建了元谋至武定高速公路挖方段和填方段各300米的试验路工程，同时提出了施工工艺和质量控制措施。总结上述方法之后得到的施工工艺要点是：