滬寧高速公路排水與防護設計
發布時間：2010-01-14 共2頁
1 概況
滬寧高速公路（江蘇段）地處長江下游，西段以微丘地形為主，東段位于長江三角洲平原，北靠長江，南鄰太湖流域，地勢平坦開闊，河網密集，第四系地層厚度大，屬河湖堆積地貌，地下水位高，氣候多雨潮濕。因此，必須采取有效的排水與防護措施，及時排除公路范圍內的水，并防止雨水浸入，以確保路基路面穩定和高速行車安全。
滬寧高速公路的排水系統是由路基排水、路面排水及中央分隔帶排水三個部分組成的綜合排水系統，路基防護措施是根據沿線不同的土質巖性、水文地質條件、坡度、高度和當地材料因地制宜地選擇的?，F將其介紹如下，以供同行參考。
2 路基排水
進行路基排水設計的目的就是將影響路基強度及穩定性的地下水及地面水及時排出公路范圍。路基排水設施主要由排水墊層、邊溝、排水溝、截水溝、盲溝、滲溝、涵洞等組成，并與原有溝渠、河流等相連。設計應遵循塘路分家、路田分家的原則，使高速公路排水系統自成體系。
2.1 地面排水路基地面排水主要是通過全線貫通的邊溝來進行的，一般采用0.6m×0.6m的梯形邊溝，邊坡1：1，以25cm厚的7.5號漿砌片石鋪砌，邊溝縱坡一般不小于0.3%，坡長小于300m，邊溝水均應引離路基，排入原有水系中的河流、排水渠及取土坑內，但不排入魚塘內，當邊溝與涵洞、通道發生交叉時，一般將邊溝水直接排入涵洞，或在灌溉涵、通道處讓路基邊溝向兩側排走或設邊溝倒虹吸涵通過。
在挖方地段，還應設置0.4m×0.4m的梯形平臺截水溝，并在坡頂外側設0.6m×0.6m的矩形地面截水溝，以排除坡面水。截水溝均以25cm厚的7.5號漿砌片石鋪砌。
2.2 地下排水地下水帶來的危害往往很大。過去的地下水會使得路基泡軟、坍塌，并嚴重影響路面結構的安全，在平原微丘區修建高速公路尤須重視地下排水設計。
2.2.1 軟基處理段
滬寧高速公路 丹陽以東廣泛分布著淤泥質軟土層，地下水含量較大，為保證軟土段路基的穩定，迅速排除地下水至關重要。為此，設計采取：板 砂墊層 超載預壓的深層。塑料排水實踐證明這些措施可有效地處理及砂墊層 超載預壓的淺層排水處理等措施。排除軟土段地下水。值得注意的是為確保軟土段地下水迅速由砂墊層排入邊溝，需在砂墊層與邊溝相接的斜面上做15cm厚的級配碎石（粒徑2～4cm）反濾層，在砂墊層底部位置預留截面為5cm×5cm、縱向間距為10m的泄水孔，且泄水孔出口應高于邊溝底30cm.2.2.2 低矮路堤滬寧高速公路丹陽段有很多路段處于水稻田的低矮路堤（路基邊緣設計標高與原地面標高之差小于1.55m），為及時排除地下水，確保路基不處于過濕狀態，設計采取護坡道下挖和邊溝加深的措施，護坡道高程（m）=設計高程（m）-1.8m，實際使用效果良好，但應注意邊溝出水口不應低于常水位標高或利用的排水溝渠的底面標高。
2.2.3 挖方路段
滬寧高速公路鎮江、南京段處于丘陵區，路基基本設計成路塹形式，對于水稻田地段的土質挖方段，尤其是邊溝長、溝底坡度緩的地段，采用滲溝隔斷地下水向路基滲流的路徑（如圖1所示）；對于石方挖方段，可結合取土，盡量使路兩側邊溝挖深、挖寬，以利截流地下水和降低路基中地下水位。a型邊溝因下部的矩形斷面較小，易為泥砂填塞，影響排水，一般僅僅在地形限制的情況下使用；b型邊溝的寬度及深度可視地下水位及地形情況取用。無論采用何種形式邊溝，都應注意控制最小縱坡及最大溝深，以保證邊溝出水口不低于常水位標高或被利用的排水溝渠的底面標高。
2.2.4 填挖交接段
對于路塹和路堤交接處，如路塹地下水位較高，為防止路塹下含水層中的水沿路基縱向流入路堤，使路堤濕化、坍塌，設計增設了橫向滲溝。
3 路面排水
路面排水設計是高速公路路面設計的重要組成部分。一方面，由降雨形成的路面水膜影響車輪與路表面的接觸，車輛高速行駛時，易使車輪產生液面滑移（即“水漂”），且高速行駛的車輛尾部易形成水霧，影響駕駛員的視線，易發生交通事故，影響高速行車安全；另一方面，路面水若不能及時排除，還會透過路面面層滲入到基層，這樣易使基層軟化、沖刷和唧漿，影響路面的整體強度，最終導致路面過早破壞。滬寧高速公路地處長江下游，降雨量較大，因此尤需重視路面排水設計。
3.1 一般路段的路面排水
一般路段是指不設超高的路段。路面排水根據路線縱坡采用分散漫流式和集中截流式2種形式。當路線縱坡＜0.3%時，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路堤邊坡排入邊溝；當路線縱坡≥0.3%時，路面排水采用集中截流式，在硬路肩邊緣土路肩范圍內設置瀝青混凝土攔水緣石，匯集路面水，每隔一定距離經泄水口流入邊坡急流槽，排至路基邊溝。急流槽設置間距見表1.
3.2 超高路段的路面排水
設置了超高的路段，路面水易浸占超高側行車道，并穿過凸形中央分隔帶緊急開口進入另一側行車道，從而影響行車安全，故應及時排除超高側匯集的路面水。滬寧高速公路在超高側行車方向左側路緣帶設置了縱向排水溝，并每隔一定距離設置了集水井及橫向排水管，這樣超高側路面水沿縱坡及橫坡流入邊坡急流槽，再排入路基邊溝。急流槽設置間距見表2.
滬寧高速公路中央分隔帶采用凸形，雖然大部分降水通過凸形中央分隔帶可自排到路面上，但仍有少部分水會滲入到中央分隔帶內，必須引起重視。滬寧高速公路在中央分隔帶范圍內的路基及路面結構層上涂雙層瀝青。以阻止滲入到中央分隔帶回填土中的雨水進一步滲入路面結構層及路基，并在中央分隔帶底部設縱向碎石盲溝（碎石粒徑不大于4cm，含泥量不大于3%），并在路兩側每隔100m左右交錯設置了直徑為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。
設計中應注意如下兩點：①因中央分隔帶中需設置通信、監控用人井，這些人井會隔斷縱向碎石盲溝，為不影響中央分隔帶的排水，應將人井前的橫向排水管移至人井壁，并在迎水側的人井壁涂瀝青以防雨水滲入人井中；②遇到橋梁、通道等構造物的兩端各增設一道橫向排水管，以防止碎石盲溝中的水沿縱坡匯集于構造物臺背，使臺背填土淘空，造成橋頭跳車。
3.4 路面結構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，基層與底層均為半剛性材料，由于無論何種類型的瀝青混凝土面層總會透水，且半剛性基層的反射裂縫將加大瀝青混凝土面層的漏水，如不及時將水排除，水將浸入到半剛性基層，并嚴重影響其穩定性，從而影響路面的整體強度，因此，滬寧高速公路在基層頂面設置了瀝青封層，在減少半剛性基層的反射裂縫對瀝青混凝土面層的影響，并阻止透過瀝青混凝土面層的水進一步浸入基層。
為排除瀝青封層上的積水，滬寧高速公路在土路肩內設置了外包土工布的縱、橫向排水盲溝（盲溝內填料為：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），如圖5所示。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。
滬寧高速公路（江蘇段）地處長江下游，西段以微丘地形為主，東段位于長江三角洲平原，北靠長江，南鄰太湖流域，地勢平坦開闊，河網密集，第四系地層厚度大，屬河湖堆積地貌，地下水位高，氣候多雨潮濕。因此，必須采取有效的排水與防護措施，及時排除公路范圍內的水，并防止雨水浸入，以確保路基路面穩定和高速行車安全。
滬寧高速公路的排水系統是由路基排水、路面排水及中央分隔帶排水三個部分組成的綜合排水系統，路基防護措施是根據沿線不同的土質巖性、水文地質條件、坡度、高度和當地材料因地制宜地選擇的?，F將其介紹如下，以供同行參考。
2 路基排水
進行路基排水設計的目的就是將影響路基強度及穩定性的地下水及地面水及時排出公路范圍。路基排水設施主要由排水墊層、邊溝、排水溝、截水溝、盲溝、滲溝、涵洞等組成，并與原有溝渠、河流等相連。設計應遵循塘路分家、路田分家的原則，使高速公路排水系統自成體系。
2.1 地面排水路基地面排水主要是通過全線貫通的邊溝來進行的，一般采用0.6m×0.6m的梯形邊溝，邊坡1：1，以25cm厚的7.5號漿砌片石鋪砌，邊溝縱坡一般不小于0.3%，坡長小于300m，邊溝水均應引離路基，排入原有水系中的河流、排水渠及取土坑內，但不排入魚塘內，當邊溝與涵洞、通道發生交叉時，一般將邊溝水直接排入涵洞，或在灌溉涵、通道處讓路基邊溝向兩側排走或設邊溝倒虹吸涵通過。
在挖方地段，還應設置0.4m×0.4m的梯形平臺截水溝，并在坡頂外側設0.6m×0.6m的矩形地面截水溝，以排除坡面水。截水溝均以25cm厚的7.5號漿砌片石鋪砌。
2.2 地下排水地下水帶來的危害往往很大。過去的地下水會使得路基泡軟、坍塌，并嚴重影響路面結構的安全，在平原微丘區修建高速公路尤須重視地下排水設計。
2.2.1 軟基處理段
滬寧高速公路 丹陽以東廣泛分布著淤泥質軟土層，地下水含量較大，為保證軟土段路基的穩定，迅速排除地下水至關重要。為此，設計采取：板 砂墊層 超載預壓的深層。塑料排水實踐證明這些措施可有效地處理及砂墊層 超載預壓的淺層排水處理等措施。排除軟土段地下水。值得注意的是為確保軟土段地下水迅速由砂墊層排入邊溝，需在砂墊層與邊溝相接的斜面上做15cm厚的級配碎石（粒徑2～4cm）反濾層，在砂墊層底部位置預留截面為5cm×5cm、縱向間距為10m的泄水孔，且泄水孔出口應高于邊溝底30cm.2.2.2 低矮路堤滬寧高速公路丹陽段有很多路段處于水稻田的低矮路堤（路基邊緣設計標高與原地面標高之差小于1.55m），為及時排除地下水，確保路基不處于過濕狀態，設計采取護坡道下挖和邊溝加深的措施，護坡道高程（m）=設計高程（m）-1.8m，實際使用效果良好，但應注意邊溝出水口不應低于常水位標高或利用的排水溝渠的底面標高。
2.2.3 挖方路段
滬寧高速公路鎮江、南京段處于丘陵區，路基基本設計成路塹形式，對于水稻田地段的土質挖方段，尤其是邊溝長、溝底坡度緩的地段，采用滲溝隔斷地下水向路基滲流的路徑（如圖1所示）；對于石方挖方段，可結合取土，盡量使路兩側邊溝挖深、挖寬，以利截流地下水和降低路基中地下水位。a型邊溝因下部的矩形斷面較小，易為泥砂填塞，影響排水，一般僅僅在地形限制的情況下使用；b型邊溝的寬度及深度可視地下水位及地形情況取用。無論采用何種形式邊溝，都應注意控制最小縱坡及最大溝深，以保證邊溝出水口不低于常水位標高或被利用的排水溝渠的底面標高。
2.2.4 填挖交接段
對于路塹和路堤交接處，如路塹地下水位較高，為防止路塹下含水層中的水沿路基縱向流入路堤，使路堤濕化、坍塌，設計增設了橫向滲溝。
3 路面排水
路面排水設計是高速公路路面設計的重要組成部分。一方面，由降雨形成的路面水膜影響車輪與路表面的接觸，車輛高速行駛時，易使車輪產生液面滑移（即“水漂”），且高速行駛的車輛尾部易形成水霧，影響駕駛員的視線，易發生交通事故，影響高速行車安全；另一方面，路面水若不能及時排除，還會透過路面面層滲入到基層，這樣易使基層軟化、沖刷和唧漿，影響路面的整體強度，最終導致路面過早破壞。滬寧高速公路地處長江下游，降雨量較大，因此尤需重視路面排水設計。
3.1 一般路段的路面排水
一般路段是指不設超高的路段。路面排水根據路線縱坡采用分散漫流式和集中截流式2種形式。當路線縱坡＜0.3%時，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路堤邊坡排入邊溝；當路線縱坡≥0.3%時，路面排水采用集中截流式，在硬路肩邊緣土路肩范圍內設置瀝青混凝土攔水緣石，匯集路面水，每隔一定距離經泄水口流入邊坡急流槽，排至路基邊溝。急流槽設置間距見表1.
3.2 超高路段的路面排水
設置了超高的路段，路面水易浸占超高側行車道，并穿過凸形中央分隔帶緊急開口進入另一側行車道，從而影響行車安全，故應及時排除超高側匯集的路面水。滬寧高速公路在超高側行車方向左側路緣帶設置了縱向排水溝，并每隔一定距離設置了集水井及橫向排水管，這樣超高側路面水沿縱坡及橫坡流入邊坡急流槽，再排入路基邊溝。急流槽設置間距見表2.
滬寧高速公路中央分隔帶采用凸形，雖然大部分降水通過凸形中央分隔帶可自排到路面上，但仍有少部分水會滲入到中央分隔帶內，必須引起重視。滬寧高速公路在中央分隔帶范圍內的路基及路面結構層上涂雙層瀝青。以阻止滲入到中央分隔帶回填土中的雨水進一步滲入路面結構層及路基，并在中央分隔帶底部設縱向碎石盲溝（碎石粒徑不大于4cm，含泥量不大于3%），并在路兩側每隔100m左右交錯設置了直徑為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。
設計中應注意如下兩點：①因中央分隔帶中需設置通信、監控用人井，這些人井會隔斷縱向碎石盲溝，為不影響中央分隔帶的排水，應將人井前的橫向排水管移至人井壁，并在迎水側的人井壁涂瀝青以防雨水滲入人井中；②遇到橋梁、通道等構造物的兩端各增設一道橫向排水管，以防止碎石盲溝中的水沿縱坡匯集于構造物臺背，使臺背填土淘空，造成橋頭跳車。
3.4 路面結構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，基層與底層均為半剛性材料，由于無論何種類型的瀝青混凝土面層總會透水，且半剛性基層的反射裂縫將加大瀝青混凝土面層的漏水，如不及時將水排除，水將浸入到半剛性基層，并嚴重影響其穩定性，從而影響路面的整體強度，因此，滬寧高速公路在基層頂面設置了瀝青封層，在減少半剛性基層的反射裂縫對瀝青混凝土面層的影響，并阻止透過瀝青混凝土面層的水進一步浸入基層。
為排除瀝青封層上的積水，滬寧高速公路在土路肩內設置了外包土工布的縱、橫向排水盲溝（盲溝內填料為：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），如圖5所示。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。
