安徽省巢湖地区公路工程排水设施研究

安徽省巢湖地区公路工程排水设施研究

道路和道路是农业基础设施的建设，在促进农村经济发展和通过道路和道路网络职能方面发挥着重要作用。改革开放以来,芜湖市农村公路随着国民经济的高速发展通车里程也在迅速增加。近60年来芜湖市公路总里程由解放初期163.2km,发展到今天的4807km(农村公路里程4440km),是解放初期的29.5倍。因此当前和今后农村公路的主要工作是加强管理养护,以减少农村公路的病害,保障农村公路安全畅通。在危害公路的众多因素之中,水是主要的自然因素之一。影响路基路面的水可分为地面水和地下水两类:地面水主要是大气降水和地表径流;地下水主要是滞水、潜水和层间水。水的作用加剧了路基路面结构的损坏,加快了路面使用性能的破坏,缩短了路面的使用寿命。要保证路基经常处于干燥、坚固和稳定状态,使农村公路得以安全运行,就必须设置合理的排水系统。1路基路面地貌芜湖地区属亚热带湿润季风气候。光照充足,雨量充沛,年降雨量1200mm,地势南高北低,地形呈不规则长条状。地貌类型多样,河湖水网密布,青弋江、水阳江、漳河贯穿境内,黑沙湖、龙窝湖、奎湖散布其间,其造成路基路面的水毁因素较其他地区尤为突出。对农村公路来说,排水工程属于空白,一般都采用横坡、边沟的路面排水方式,并没有完善的排水设施,所以现就此状况结合芜湖实际对农村公路排水设施进行研究。2地表排水及排除条件农村公路路基地表排水包括路面、路基边坡坡面和路界范围内地表坡面的表面排水,以及有可能进入路界的公路毗邻地带的地表水和由相交道路进入路界内的地表水的排除。2.1地表排水设施设计流量的确定(1)地表排水设施的布设应充分利用地形和天然水系,形成完善的排水系统,并做好进出口位置的选择和处理,使水流顺畅,不出现堵塞、溢流、淤积和冲刷等,造成对路基、路面和毗邻地带的危害。(2))各项地表排水设施的设计流量按《公路排水设计规范》(JTJ018-97)中所述方法确定。(3)地表排水设计应与坡面防护工程综合考虑,采取有效措施防止坡面岩土遭受冲刷和失稳等。2.2路表排水方案2.2.1道路横坡降落在路面上的雨水,通过在行车道和路肩上设置的横向坡度,使表面水流向路基边缘。横坡大,有利于迅速排水,但不利于行车安全。农村公路由于设计技术等级低,在路线展线受到地形限制时,路面横坡较《公路工程技术标准》(TJGB0l-2003)规定的路拱横坡值可适当增大。路肩的横坡值应较行车道横坡值大1%~2%。2.2.2向坡面分散排放在路线纵坡平缓、汇水量不大、路堤较低且边坡坡面不会受到严重冲刷的情况下,可采用让路面表面水以横向漫流形式向路堤坡面分散排放。在芜湖乃至安徽省境内农村公路排水设计中,采取这种形式的排水设施比较常见。2.2.3排水点、边沟布置当路堤较高,边坡坡面易遭受路面表面水流冲刷的情况下,可沿硬路肩外侧边缘设置梯形或矩形边沟,以汇集路面表面水,在挖方路段可沿土路肩外边缘处设置边沟,以汇集路面表面水和路堑边坡坡面水,边沟断面可采用梯形或矩形。3在地下细胞结构的日常氧流中,2地下水主要来源于:(1)从地面渗入尚未达下层的上层滞水;(2)在地下经常性的潜水;(3)沿岩层裂隙流动的裂隙水;(4)在裂隙破碎沉积岩中静止的层间裂隙水。3.1路基填挖和截截(1)路堑开挖截断了坡体内的含水层,或者山坡路堤的基底范围内有含水层出露,需沿着挖方或填方边坡坡脚设置渗沟,将含水层内的地下水拦截在路基范围以外,并引排出路堤或路堑。(2)路基填挖交替处如有地下水,需设置横跨路堤的渗沟,以拦截含水层内的地下水,并排出到路基范围以外。(3)土质路堑边坡坡体的含水量很大而容易产生坡体滑动时,可设置条形或拱形边坡渗沟,以疏干边坡坡体。(4)在排除地下水的同时,应采取措施防止地表水下渗而造成对地下水的补给,也不允许将地表水排放入地下水排水设施内。3.2地下排水装置的配置路基地下排水设施主要以渗流方式汇集水流,并就近排出路基范围以外,对于芜湖市的农村公路,常用到的有暗沟、渗沟等。3.2.1大溪或暗管开挖沟当路基遇有个别泉眼,泉水外涌,路线不能绕行时,为将泉水引至填方坡脚以外或挖方边沟加以排除,可在泉眼与出水口之间开挖沟槽,修建暗沟或暗管。暗沟高度约为20cm,宽20cm~30cm,井深应保证盖板顶面的填土高度不小于50cm,沟底纵坡建议不小于1%。3.2.2保证地下细颗粒土壤被冲移的能力采用渗透方式将地下水汇集于沟内,并通过沟底通道将水排到指定地点。渗沟具有疏干表层土体、增加坡面稳定性、截断及引排地下水、降低地下水位、防止地下细颗粒土壤被冲移的作用。常用填石渗沟(盲沟),其纵坡取0.5%,渗沟的槽宽视沟深而定,深度在2m时,宽度为0.6m~0.8m,深度在3m~4m时,宽度不小于lm,沟内用于排水和渗水的砂石填料,应经过筛选和清洗。3.2.3纵向和纵向盲沟设置的原因为了避免因路基修筑而截断地下水的流动,造成路线两侧边坡地下水位的差异,使路基内渗流场不发生改变,在路基内部设置横向和纵向盲沟。纵向盲沟在布设时迎水面一侧设置反滤层,另一侧设置隔水层;横向盲沟两侧都设置隔水层,使地下水在不影响路基稳定的情况下通过路线。4沟床加固类型的选择利用边沟、截水沟等排水设施,将流向路基的山坡水和路基表面水分段截留,即把路基上侧的地表水横向穿越路基引排到路界下侧的自然沟谷、荒地中。涵前沟床纵坡较大时,应视流速大小选择相应的沟床加固类型。水流在进水口处产生水跃时,应在进水口前设置一段缓坡,其水平距离约为涵洞孔径的1~2倍。如须在进水口处产生强迫式水跃以消能减速,则在涵前设置跌水或消力池。出水口水流超过土壤的允许冲刷流速时,下游洞口的沟床须视流速大小采取相应的铺砌加固。铺砌长度约为涵洞孔径的1~3倍。沟床纵坡大的陡坡涵洞,须采用急流槽或三级跌水、消力池等设施消能、减速。5路路水岸。据初步由于农村公路等级较低,是连接城镇的道路,所以穿越集镇的路段比较多,而许多穿集镇路段由于排水不良,积水长期浸泡,路基路面损坏严重,形成公路通行中的“瓶颈”。根据芜湖市的调查资料来看,现有农村公路路基排水设施主要是土边沟和浆砌矩形和浆砌梯形边沟,路面排水主要靠路拱横坡分散排除的方法。合理设置集镇路段的派水措施,不仅可以减少雨水对路基路面的破坏,提高其使用寿命,同时也可以大大提高公路的通行能力。穿越集镇路段的排水方式很多,一般常用到的有盖板边沟法、矮墙边沟法、雨水井法等。5.1集合式排水系统此种方法是在穿集镇公路两侧的边沟上加设盖板,可防止边沟堵塞,并方便行人。路面水的排除,根据需要可采用泄水口集中排水,也可在盖板上设槽孔排水。通常设槽孔的盖板顶部与路面保持齐平,雨水沿路拱流至盖板,再通过盖板上的槽孔流入边沟内,不设槽孔的盖板通常是结合路缘石设置,在路缘石的侧面每隔20m设一泄水口,路面水沿泄水口流入边沟内,边沟一般采用浆砌片石或砖砌结构。这种方法通常适用于交通量不大或横向干扰较小的穿集镇路段。5.2设置边沟上盖力矮墙边沟法是采用矮墙与边沟相结合的形式,边沟用以排水,矮墙起到隔离作用,并根据需要间隔一定的距离在矮墙上开口,在边沟上加设盖板,供行人通行,是治理交通量较大的干线公路穿集镇路段的有效措施之一。矮墙、边沟等砌体一般采用浆砌片石或砖砌且以砂浆抹面。由于边沟未加盖板,因此要加强养护,及时清理边沟中的杂物和垃圾,以保证排水畅通。5.3集约道路排水道路雨水井是一种常见的城市道路排水设施,合理设置雨水井同样可以有效解决穿集镇路段的排水问题,但其造价高,难养护。道路雨水井由进水格栅、井身、基础三部分组成。雨水口的格栅顶面应低于附近路面3cm~5cm,并使周围路面坡倾向雨水口。雨水口的间距宜为25m~30m,其位置应与检查井的位置协调。6下排水系统(1)路基地表排水方法包括有通过横坡、路堤坡面漫流、边沟、截水沟、跌