滬寧高速公路江蘇段排水與防護(hù)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間：2010-01-14 共2頁(yè)
3 路面排水
路面排水設(shè)計(jì)是高速公路路面設(shè)計(jì)的重要組成部分，一方面，由降雨形成的路面水膜影響車(chē)輪與路表面的接觸，車(chē)輛高速行駛時(shí)，易使車(chē)輪產(chǎn)生液面滑移（即“水漂”），且高速行駛的車(chē)輛尾部易形成水霧，影響駕駛員的視線，易發(fā)生交通事故，影響高速行車(chē)安全；另一方面，路面水若不能及時(shí)排除，還會(huì)透過(guò)路面面層滲入到基層，這樣易使基層軟化、沖刷和唧漿，影響路面的整體強(qiáng)度，最終導(dǎo)致路面過(guò)早破壞。滬寧高速公路地處長(zhǎng)江下游，降雨量較大，因此尤需重視路面排水設(shè)計(jì)。
3.1 一般路段的路面排水
一般路段是指不設(shè)超高的路段。路面排水根據(jù)路線縱坡采用分散漫流式和集中截流式2種形式。當(dāng)路線縱坡＜0.3%時(shí)，路面排水采用分散漫流式，路緣石采用水泥混凝土的平緣石，路面水沿縱坡和橫坡經(jīng)路堤邊坡排入邊溝；當(dāng)路線縱坡≥0.3%時(shí)，路面排水采用集中截流式，在硬路肩邊緣土路肩范圍內(nèi)設(shè)置瀝青混凝土攔水緣石，匯集路面水，每隔一定距離經(jīng)泄水口流入邊坡急流槽，排至路基邊溝。急流槽設(shè)置間距見(jiàn)表1。
急流槽設(shè)置間距表1
| 路線縱坡（%） | 0.3—0.5 | 0.5—0.8 | 0.8—1.0 | ≥1.0 |
| 急流槽間距（m） | 30 | 40 | 50 | 60 |
3.2 超高路段的路面排水
設(shè)置了超高的路段，路面水易浸占超高側(cè)行車(chē)道，并穿過(guò)凸形中央分隔帶緊急開(kāi)口進(jìn)入另一側(cè)行車(chē)道，從而影響行車(chē)安全，故應(yīng)及時(shí)排除超高側(cè)匯集的路面水。滬寧高速公路在超高側(cè)行車(chē)方向左側(cè)路緣帶設(shè)置了縱向排水溝，并每隔一定距離設(shè)置了集水井及橫向排水管，這樣超高側(cè)路面水沿縱坡及橫坡流入縱向排水溝，并經(jīng)集水井、橫向排水管流入邊坡急流槽，再排入路基邊溝。
急流槽設(shè)置間距表2
| 路線縱坡（%） | 0.3 | 0.5 | 0.8 | 1.0 | 1.5 |
| 急流槽間距（m） | 90 | 120 | 150 | 170 | 250 |
3.3 中央分隔帶排水
滬寧高速公路中央分隔帶采用凸形，雖然大部分降水通過(guò)凸形中央分隔帶可自排到路面上，但仍有小部分水會(huì)滲入到中央分隔帶內(nèi)，必須引起重視。滬寧高速公路在中央分隔帶范圍內(nèi)的路基及路面結(jié)構(gòu)層上涂雙層瀝青，以阻止?jié)B入到中央分隔帶回填土中的雨水進(jìn)一步滲入路面結(jié)構(gòu)層及路基，并在中央分隔帶底部設(shè)縱向碎石盲溝（碎石粒徑不大于4cm，含泥量不大于3%），并在路兩側(cè)每隔100m左右交錯(cuò)設(shè)置了直徑為5cm的橫向硬塑管，使雨水排出路基范圍。硬塑管進(jìn)口處用土工布包裹，碎石盲溝上鋪土工布以便與回填土隔離（如圖4所示）。
設(shè)計(jì)中應(yīng)注意如下兩點(diǎn)：因中央分隔帶中需設(shè)置通信、監(jiān)控用人井，這些人井會(huì)隔斷縱向碎石盲溝，為不影響中央分隔帶的排水，應(yīng)將人井前的橫向排水管移至人井壁，并在迎水側(cè)的人井壁涂瀝青以防雨水滲入人井中；遇到橋梁、通道等構(gòu)造物時(shí)，應(yīng)在構(gòu)造物的兩端各增設(shè)一道橫向排水管，以防止碎石盲溝中的水沿縱坡匯集于構(gòu)造物臺(tái)背，使臺(tái)背填土淘空，造成橋頭跳車(chē)。
3.4 路面結(jié)構(gòu)排水防滲措施
滬寧高速公路面層為三層不同類型的瀝青混凝土，基層與底基層均為半剛性材料，由于無(wú)論何種類型的瀝青混凝土面層總會(huì)透水，且半剛性基層的反射裂縫將加大瀝青混凝土面層的漏水，如不及時(shí)將水排除，水將浸入到半剛性基層，并嚴(yán)重影響其穩(wěn)定性，從而影響路面的整體強(qiáng)度。因此，滬寧高速公路在基層頂面設(shè)置了瀝青封層，以減少半剛性基層的反射裂縫對(duì)瀝青混凝土面層的影響，并阻止透過(guò)瀝青混凝土面層的水進(jìn)一步浸入基層。
為排除瀝青封層上的積水，滬寧高速公路在土路肩內(nèi)設(shè)置了外包土工布的縱、橫向排水盲溝（盲溝內(nèi)填料為：在5～6cm厚的斷面處用1～2cm碎石，在15cm厚的斷面處用2～4cm的碎石）。a型適用于路線縱坡＜0.3%路段，b型適用于路線縱坡≥0.3%路段。橫向盲溝的間距按表3采用。
橫向盲溝間距表3
| 路線縱坡（%） | ＜0.5 | 0.5～1.0 | ＞1.0 |
| 橫向盲溝間距（m） | 10 | 15 | 20 |
4 路堤邊坡防護(hù)
4.1 一般土質(zhì)路堤
滬寧高速公路路堤填料主要為具有不同含水量的粘性土，由于填土比較高，故須重視邊坡防護(hù)，而坡面的防護(hù)型式應(yīng)結(jié)合路面排水作綜合考慮。滬寧高速公路規(guī)定，采用分散漫流式路面排水的路段，邊坡采用厚25cm7.5級(jí)漿砌片石襯砌拱防護(hù)（下墊10cm砂墊層，拱內(nèi)植草，下同）以防止邊坡受沖刷，當(dāng)路堤高度＜6m采用單層襯砌拱防護(hù)，≥6m的則采用雙層襯砌拱防護(hù)；路面排水采用集中截流式的路段，路基邊坡一般采用植草防護(hù)。為防止高路堤邊坡受沖刷，要求路堤高度為4～6m的采用單層襯砌拱防護(hù)，＞6m的則采用雙層襯砌拱防護(hù)，且宜將雙層襯砌拱防護(hù)的上、下兩層襯砌拱錯(cuò)開(kāi)布置。
4.2 粉土路堤
滬寧高速公路丹陽(yáng)段有約14km粉土路段。由于該土質(zhì)邊坡極易被雨水沖刷，為探索其較有效的防護(hù)方式，以確保路基路面的穩(wěn)定，在這一路段共進(jìn)行了滿鋪漿砌片石護(hù)坡、現(xiàn)澆水泥混凝土薄板護(hù)坡、法式嵌鎖型混凝土預(yù)制塊干砌護(hù)坡和日式長(zhǎng)方形混凝土預(yù)制塊干砌護(hù)坡等4種防護(hù)形式的試驗(yàn)，各種防護(hù)形式的試鋪長(zhǎng)度均為50m。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。
表4
| 類型 | 滿鋪漿砌片石護(hù)坡 | 現(xiàn)澆混凝土薄板護(hù)坡 | 法式嵌鎖型混凝土預(yù)制塊干砌護(hù)坡 | 日式長(zhǎng)方形混凝土預(yù)制塊干砌護(hù)坡 |
| 優(yōu)點(diǎn) | 1.結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐久2.防護(hù)性能好3.外表較整齊美觀 | 1.整體性較好2.防護(hù)性能好3.外表平整美 | 1.鋪筑速度較快2.表面線條順適 | 1.施工速度較快2.外表整齊美觀 |
| 缺點(diǎn) | 1.砌筑工程量大2.費(fèi)工費(fèi)料費(fèi)時(shí) | 1.施工有一定難度2.混凝土薄板易開(kāi)裂 | 1.模板制作難度大2.預(yù)制塊易損壞3.防護(hù)性能差 | 1.預(yù)制塊易損壞2.防護(hù)性能差 |
由試驗(yàn)分析：混凝土預(yù)制塊干砌護(hù)坡具有施工速度快的優(yōu)點(diǎn)，但預(yù)制塊間的縫隙滲水，易使邊坡局部淘空，使其喪失防護(hù)作用；現(xiàn)澆混凝土薄板護(hù)坡表現(xiàn)了良好的使用性能，在揚(yáng)（州）—江（都）一級(jí)公路已成功應(yīng)用，但高速公路規(guī)范無(wú)此防護(hù)形式，且薄板難以避免裂縫，隨時(shí)間推移是否繼續(xù)擴(kuò)展也難預(yù)料，故存在隱患，不宜大規(guī)模采用；滿鋪漿砌片石護(hù)坡造價(jià)雖高，但防護(hù)性能好、外表美觀，高等級(jí)公路使用有成熟的經(jīng)驗(yàn)，因此，滬寧高速公路最終選用了此種方法。為防止砌體萬(wàn)一沉降開(kāi)裂而導(dǎo)致雨水沖刷，將傳統(tǒng)的10cm砂礫墊層改為一層有紡?fù)凉げ肌?shí)踐證明，這種防護(hù)方法能有效地防止雨水對(duì)粉土邊坡的沖刷，而確保路基的穩(wěn)定。
4.3 石質(zhì)路堤
滬寧高速公路南京段地處寧鎮(zhèn)山脈丘陵地帶，部分路堤填料為風(fēng)化的泥質(zhì)頁(yè)巖、弱風(fēng)化的石灰?guī)r及風(fēng)化的砂巖等。針對(duì)不同的填料，路堤邊坡采用了不同的防護(hù)方式。由于風(fēng)化的泥質(zhì)頁(yè)巖水穩(wěn)性差，為防止邊坡沖刷，采用厚30cm7.5級(jí)滿鋪漿砌片石護(hù)坡防護(hù)；弱風(fēng)化的石灰?guī)r中，已風(fēng)化部分水穩(wěn)性差，未風(fēng)化部分比較堅(jiān)硬，刷坡困難，故邊坡采用了7.5級(jí)漿砌片石矮擋墻臺(tái)階式護(hù)坡（臺(tái)階設(shè)外傾4%泄水孔，階內(nèi)設(shè)碎石反濾層），為增強(qiáng)美觀，臺(tái)階頂面填土20cm，做成2%向外傾斜的橫坡并植草防護(hù)；風(fēng)化砂巖則水穩(wěn)性較好，因此，邊坡采用20cm×20cm的20級(jí)混凝土空心六角形預(yù)制塊防護(hù)（空間填土植草，下同）。
從實(shí)踐應(yīng)用，該防護(hù)能有效地防止雨水浸入，確保填石路堤的穩(wěn)定。
4.4 橋頭路堤
滬寧高速公路橋頭填土普遍較高，路堤如得不到防護(hù)，則邊坡易被沖刷，甚至淘空導(dǎo)致臺(tái)后填料流失，危及橋臺(tái)，影響行車(chē)安全和舒適。為此，要求橋臺(tái)外10m長(zhǎng)的橋頭路堤采用厚30cm7.5級(jí)滿鋪漿砌片石護(hù)坡（下墊10cm砂墊層，下同），橋頭設(shè)人行踏步，兼作橋頭排水急流槽，以確保路堤不受沖刷。
4.5 浸水路堤
滬寧高速公路沿線區(qū)域河網(wǎng)密布，路段多為壓河、塘的浸水路堤，為確保路基穩(wěn)定，邊坡采用厚30cm7.5級(jí)滿鋪漿砌片石護(hù)坡，其高度應(yīng)在設(shè)計(jì)洪水位以上0.5m。
5 路塹邊坡防護(hù)
土質(zhì)挖方段的路塹，上邊坡主要采用25cm7.5級(jí)漿砌片石襯砌拱或20cm×20cm的20級(jí)混凝土空心六角形預(yù)制塊防護(hù)；石質(zhì)挖方段主要采用護(hù)面墻或漿砌片石護(hù)面防護(hù)，上邊坡應(yīng)分級(jí)防護(hù)，護(hù)面墻每5m高為一級(jí)，設(shè)置2m寬平臺(tái)及40cm×40cm的平臺(tái)截水溝，挖深不足5m的設(shè)漿砌片石護(hù)面，坡頂用寬0.25m漿砌片石鋪砌，其外側(cè)再用原土夯實(shí)，以免邊坡水流沖刷，滲入墻后引起破壞。護(hù)面墻及漿砌片石護(hù)面縱向每隔10m設(shè)置一道2cm寬的沉降縫，并用瀝青麻絮填塞縫隙，且上、下、左、右每隔2m交錯(cuò)設(shè)置10cm×10cm的泄水孔，孔后設(shè)反濾層。
6 土路肩及護(hù)坡道防護(hù)
滬寧高速公路路基邊坡原設(shè)計(jì)砌石防護(hù)（含滿鋪漿砌片石、漿砌片石襯砌拱、空心六角形混凝土預(yù)制塊），其漿砌片石壓頂伸入土路肩內(nèi)0.25m，由于難以保證路基邊緣線完全符合設(shè)計(jì)線形，造成彎彎曲曲而影響美觀。為此，將全線砌石防護(hù)段邊坡壓頂改澆為4cm20級(jí)細(xì)石子混凝土，為保證線形順適，必須采用兩側(cè)立模進(jìn)行現(xiàn)澆。同時(shí)，為防止土路肩滲水而危及路基路面，對(duì)其裸露土部分也采用4cm20級(jí)細(xì)石子混凝土進(jìn)行硬化處理。實(shí)踐證明，這一處理效果很好。滬寧高速公路的護(hù)坡道主要采用植草防護(hù)。
7 結(jié)束語(yǔ)
排水與防護(hù)設(shè)計(jì)是高速公路設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一，應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、降雨強(qiáng)度、地下水、地形、地質(zhì)、土類、材料來(lái)源等情況綜合考慮，合理布局，因地制宜地選擇經(jīng)濟(jì)、合理、美觀、實(shí)用的工程措施，確保高速公路的穩(wěn)定和高速行車(chē)的安全，同時(shí)達(dá)到與周?chē)h(huán)境協(xié)調(diào)、美化高速公路的效果。我國(guó)高速公路建設(shè)方興未艾，但由于高速公路的排水與防護(hù)還沒(méi)有較成熟的經(jīng)驗(yàn)，尚需建設(shè)、設(shè)計(jì)、科研、施工、監(jiān)理等方面共同努力，在實(shí)踐中不斷探索、總結(jié)，以提高我國(guó)高速公路的建設(shè)質(zhì)量。
