摘要：高速公路路基路面病害种类繁多，其成因多种多样。其中，最主要的一项就是地下水和地表水的侵蚀造成的路基沉陷坍塌，这不仅降低了路基和路面的承载力，也在很大程度上减少了路面使用寿命、降低了路基的稳定性。因此，排水设计就成了重中之重。本文主要探讨高速公路路基路面排水设计。
关键词：高速公路 路基路面 稳定性
由土修筑的路基，大多暴露于空间，长期受自然因素的作用，土在不利水温条件作用下，物理、力学性质将发生变化。浸水后湿度增大，土的强度降低；岩性差的岩体，在水温变化的作用下，加剧风化；水的浸入，降低土的强度，会导致路基边坡的失稳。路基排水设计是关系路基稳定性的关键，路基排水设计任务就是把路基工作区范围内的土基含水量降低到许可范围内。
1、路基的概念
路基不管是路堤还是路堑，都不能长期浸水或积水，以防发生泥泞、松软和滑坍。路面上的水也会渗到路基里面去，同样对路基、路面都不利。因此，应把路面做成中间高两边低的弓背形以便于及时排去雨水，叫做路拱。如果路堤很低，两侧路边接近原地面，那么除了设置路拱外，还要在路基两侧挖出一定尺寸的边沟来排水。在路堑两侧也要挖出边沟，路上的水才容易流到涵洞或小河沟、洼地去。山坡上的路基，往往因为山坡水流较大，会冲坏边坡，且路基边沟容纳不下那么大的水流，也会漫流到路上引起路基、路面的损坏，这就要在挖方坡口上至少5m以外设置一条沟，把水截到沟内，引到道路之外，这种沟叫做截水沟或天沟。在地质不良地段的山坡，更要注意设置截水沟，截断水流，防止山坡滑坍。
高速公路排水设计对于高速公路路基的稳定性及路面的使用寿命有着显著的影响。高速公路排水设计应包含以下两个方面的内容：其一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响，一般称之为第一类排水；其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外，最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响，减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害，这称为第二类排水。
2、路基排水施工的一般原则
（1）排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系。一般情况下地面和地下设置的排水沟渠，宜短不宜长，以使水流不过于集中，做到及时疏散，就近分流。（2）各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基稳定。路基边沟一般不应用作农田灌溉渠道，两者必须合并使用时，边沟的断面应加大，并予以加固，以防水流危害路基。（3）设计前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑路基排水与桥涵布置相配合，地下排水与地面排水相配合，各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，做到路基路面综合设计和分期修建。对于排水困难和地质不良的路段，还应与路基防护加固相配合，并进行特殊设计。（4）路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟溪和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，减少排水沟渠的防护与加固工程。对于重点路段的主要排水设施，以及土质松软和纵坡较陡地段的排水沟渠，应注意必要的防护与加固。（5）路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主，既要稳固适用，又必须讲究经济效益。（6）为了减少水对路面的破坏作用，应提高路面结构的抗水害能力，尽量阻止水进入路面结构，提供良好的排水措施，迅速排除路面结构内的积水。第二节路基排水设备的构造与布置一、地面排水设备常用的路基地面排水设备，包括边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽等，必要时还有渡槽、倒虹吸及积水池等。这些排水设备，分别设在路基的不同部位，各自的排水功能、布置要求和构造形式，均有所差异。设计之前要充分考察当地的地质情况，设计方案要适应当地情况，将路基排水和涵洞排水结合起来，把排水沟的纵向设置与平面设置结合起来，把地下排水和地表排水结合起来，在此基础上以达到设计合理的目标。
3、高速公路路基排水施工要点及维护
3.1地表排水设施的构造及布置
常用的路基地面排水设施的类型有边沟、截水沟、排水沟、跌水、急流槽等，必要时也有渡槽、倒虹吸管及蒸发池、排水泵站等。各种排水设施分别针对不同的水源设在路基的不同部位，有不同的排水功能、布置要求和构造形式。地表排水沟渠断面应按设计流量计算，且沟顶应高出设计水位0.2m以上。渠底一般采用等宽，如必须改变尺寸则应设置渐变段，使水流顺畅，以免产生冲刷破坏。沟渠中水流速度应既不产生淤积，又不产生冲刷破坏。如渠中流速小于淤积流速，则应增大沟渠纵坡；反之，则应采取加固措施或减小纵坡。一般沟渠最小纵坡不宜小于0.3%。土质沟渠的最小纵坡为0.25%；沟壁铺砌的沟渠的最小纵坡为0.12%。困难情况下可减小至0.1%。
3.2路基地表排水沟渠的加固
根据沟底纵坡大小，采用各种加固措施对沟底和沟壁予以加固，可以防止水流的渗漏和对排水沟渠的冲刷，起到美化路容，提高高速公路使用品质的作用。沟渠加固措施应结合地形、地质、纵坡、水流速度和高速公路等级等条件，因地制宜，就地取材，简便易行，经济实用。
3.3路基地下排水设施的构造与布置
地下排水设施是指处置地下水的设施。土体中的上层滞水、层间水或埋藏很浅的潜水统称为地下水。当地下水位较高且路基标高受限时，会影响路基路面的强度与稳定。设置暗沟（管）、渗沟和检查井等地下排水设施可以拦截、汇集、排除地下水，降低地下水位，保证路基路面的安全。由于地下排水设施埋置于地面以下，不易维修，在路基建成后又难以查明失效情况，因此要求地下排水设施牢固有效，按规范严格、认真施工，并应注意日常的保养和维修。
3.4中央分隔带
由于受到人孔的阻碍，中央分隔带位置的积水无法排除而流入了人孔，使其积水。由于施工质量不过关而造成横向水管出现排水不畅现象，从而导致积水大量流向了低处，使得低处的中央分隔带长时间积水并且无法排除。施工时由于开挖的表面比较粗糙，所以降低了沥青的粘性，从而造成了防渗层的破损或者不均匀。由于土工布存在接缝，因而在铺设的时候就会在接缝的位置出现漏水现象，从而使得在侧面无法排水时，积水就会渗到路基里面，从而影响其使用寿命。
3.5边沟排水
底坡的尺寸大小决定了地沟的排水量。就目前来看，多数的高速公路底坡都是采用的统一标准，即在同一条路线上用相同的底坡宽度。这样就造成了一些问题。在山区极容易出现边沟尺寸过大，排水能力大量剩余的现象，不仅影响美观，也造成了浪费；而在一些降水较多的地区，又会由于断面过小，使得高速公路排水不及时，造成高速公路积水，从而影响高速公路使用寿命的问题。
结束语
总而言之，排水是高速公路建设的一项重要内容，而排水设计又是高速公路设计的一项重要组成，它对路面使用寿命和路基的稳定有重大影响。应该在掌握设计的原则和目标的前提下，综合考虑高速公路等级、地形地质、降雨强度、地下水等情况，制定经济合理同时又高效的排水设计方案。只有这样，才能保证高速公路排水顺畅、质量可靠，延长其使用的寿命。
参考文献：
[1]杨宏志，许金良，高超，等. 基于GIS的山区高速公路排水建模与设计方法[Jl.中国公路学报，2011，24（4）：26-32.
[2]李卫华. 高速公路给排水网络设计[J]. 筑路机械与施工机械化，2011，28（10）：182-184.
关键词：高速公路 路基路面 稳定性
由土修筑的路基，大多暴露于空间，长期受自然因素的作用，土在不利水温条件作用下，物理、力学性质将发生变化。浸水后湿度增大，土的强度降低；岩性差的岩体，在水温变化的作用下，加剧风化；水的浸入，降低土的强度，会导致路基边坡的失稳。路基排水设计是关系路基稳定性的关键，路基排水设计任务就是把路基工作区范围内的土基含水量降低到许可范围内。
1、路基的概念
路基不管是路堤还是路堑，都不能长期浸水或积水，以防发生泥泞、松软和滑坍。路面上的水也会渗到路基里面去，同样对路基、路面都不利。因此，应把路面做成中间高两边低的弓背形以便于及时排去雨水，叫做路拱。如果路堤很低，两侧路边接近原地面，那么除了设置路拱外，还要在路基两侧挖出一定尺寸的边沟来排水。在路堑两侧也要挖出边沟，路上的水才容易流到涵洞或小河沟、洼地去。山坡上的路基，往往因为山坡水流较大，会冲坏边坡，且路基边沟容纳不下那么大的水流，也会漫流到路上引起路基、路面的损坏，这就要在挖方坡口上至少5m以外设置一条沟，把水截到沟内，引到道路之外，这种沟叫做截水沟或天沟。在地质不良地段的山坡，更要注意设置截水沟，截断水流，防止山坡滑坍。
高速公路排水设计对于高速公路路基的稳定性及路面的使用寿命有着显著的影响。高速公路排水设计应包含以下两个方面的内容：其一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响，一般称之为第一类排水；其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外，最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响，减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害，这称为第二类排水。
2、路基排水施工的一般原则
（1）排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系。一般情况下地面和地下设置的排水沟渠，宜短不宜长，以使水流不过于集中，做到及时疏散，就近分流。（2）各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基稳定。路基边沟一般不应用作农田灌溉渠道，两者必须合并使用时，边沟的断面应加大，并予以加固，以防水流危害路基。（3）设计前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点路段要进行排水系统的全面规划，考虑路基排水与桥涵布置相配合，地下排水与地面排水相配合，各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合，做到路基路面综合设计和分期修建。对于排水困难和地质不良的路段，还应与路基防护加固相配合，并进行特殊设计。（4）路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟溪和改变水流性质，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠，减少排水沟渠的防护与加固工程。对于重点路段的主要排水设施，以及土质松软和纵坡较陡地段的排水沟渠，应注意必要的防护与加固。（5）路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主，既要稳固适用，又必须讲究经济效益。（6）为了减少水对路面的破坏作用，应提高路面结构的抗水害能力，尽量阻止水进入路面结构，提供良好的排水措施，迅速排除路面结构内的积水。第二节路基排水设备的构造与布置一、地面排水设备常用的路基地面排水设备，包括边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽等，必要时还有渡槽、倒虹吸及积水池等。这些排水设备，分别设在路基的不同部位，各自的排水功能、布置要求和构造形式，均有所差异。设计之前要充分考察当地的地质情况，设计方案要适应当地情况，将路基排水和涵洞排水结合起来，把排水沟的纵向设置与平面设置结合起来，把地下排水和地表排水结合起来，在此基础上以达到设计合理的目标。
3、高速公路路基排水施工要点及维护
3.1地表排水设施的构造及布置
常用的路基地面排水设施的类型有边沟、截水沟、排水沟、跌水、急流槽等，必要时也有渡槽、倒虹吸管及蒸发池、排水泵站等。各种排水设施分别针对不同的水源设在路基的不同部位，有不同的排水功能、布置要求和构造形式。地表排水沟渠断面应按设计流量计算，且沟顶应高出设计水位0.2m以上。渠底一般采用等宽，如必须改变尺寸则应设置渐变段，使水流顺畅，以免产生冲刷破坏。沟渠中水流速度应既不产生淤积，又不产生冲刷破坏。如渠中流速小于淤积流速，则应增大沟渠纵坡；反之，则应采取加固措施或减小纵坡。一般沟渠最小纵坡不宜小于0.3%。土质沟渠的最小纵坡为0.25%；沟壁铺砌的沟渠的最小纵坡为0.12%。困难情况下可减小至0.1%。
3.2路基地表排水沟渠的加固
根据沟底纵坡大小，采用各种加固措施对沟底和沟壁予以加固，可以防止水流的渗漏和对排水沟渠的冲刷，起到美化路容，提高高速公路使用品质的作用。沟渠加固措施应结合地形、地质、纵坡、水流速度和高速公路等级等条件，因地制宜，就地取材，简便易行，经济实用。
3.3路基地下排水设施的构造与布置
地下排水设施是指处置地下水的设施。土体中的上层滞水、层间水或埋藏很浅的潜水统称为地下水。当地下水位较高且路基标高受限时，会影响路基路面的强度与稳定。设置暗沟（管）、渗沟和检查井等地下排水设施可以拦截、汇集、排除地下水，降低地下水位，保证路基路面的安全。由于地下排水设施埋置于地面以下，不易维修，在路基建成后又难以查明失效情况，因此要求地下排水设施牢固有效，按规范严格、认真施工，并应注意日常的保养和维修。
3.4中央分隔带
由于受到人孔的阻碍，中央分隔带位置的积水无法排除而流入了人孔，使其积水。由于施工质量不过关而造成横向水管出现排水不畅现象，从而导致积水大量流向了低处，使得低处的中央分隔带长时间积水并且无法排除。施工时由于开挖的表面比较粗糙，所以降低了沥青的粘性，从而造成了防渗层的破损或者不均匀。由于土工布存在接缝，因而在铺设的时候就会在接缝的位置出现漏水现象，从而使得在侧面无法排水时，积水就会渗到路基里面，从而影响其使用寿命。
3.5边沟排水
底坡的尺寸大小决定了地沟的排水量。就目前来看，多数的高速公路底坡都是采用的统一标准，即在同一条路线上用相同的底坡宽度。这样就造成了一些问题。在山区极容易出现边沟尺寸过大，排水能力大量剩余的现象，不仅影响美观，也造成了浪费；而在一些降水较多的地区，又会由于断面过小，使得高速公路排水不及时，造成高速公路积水，从而影响高速公路使用寿命的问题。
结束语
总而言之，排水是高速公路建设的一项重要内容，而排水设计又是高速公路设计的一项重要组成，它对路面使用寿命和路基的稳定有重大影响。应该在掌握设计的原则和目标的前提下，综合考虑高速公路等级、地形地质、降雨强度、地下水等情况，制定经济合理同时又高效的排水设计方案。只有这样，才能保证高速公路排水顺畅、质量可靠，延长其使用的寿命。
参考文献：
[1]杨宏志，许金良，高超，等. 基于GIS的山区高速公路排水建模与设计方法[Jl.中国公路学报，2011，24（4）：26-32.
[2]李卫华. 高速公路给排水网络设计[J]. 筑路机械与施工机械化，2011，28（10）：182-184.
