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二级公路排水系统的设计对道路使用功能的影响研究

发布时间:2018-09-28 15:40所属分类:理工论文浏览:1

摘要:二级公路排水系统设计严重影响其使用寿命,由于深入到路基中的水不能及时排出去,造成公路的强度和稳定性都受到影响,在行驶车辆的作用下,容易使路面产生不均匀的下沉,造成公路路面断裂等现象。这些问题严重影响了道路的使用,给行车舒适度和安全性

  摘要:二级公路排水系统设计严重影响其使用寿命,由于深入到路基中的水不能及时排出去,造成公路的强度和稳定性都受到影响,在行驶车辆的作用下,容易使路面产生不均匀的下沉,造成公路路面断裂等现象。这些问题严重影响了道路的使用,给行车舒适度和安全性造成隐患。因此在二级公路建设过程中,应更加注重排水系统的设计,使其发挥最大的使用功能。

  关键词:二级公路,排水系统,设计,使用功能

排水系统

  公路是经济和社会发展的重要基础设施。二级公路是我国公路等级中的一种类型,位居一级公路之后、三级公路之前,在实际道路建设中运用广泛。二级公路的主要功能是连接具体的行政中心、交通枢纽、商业地带、住宅社区、工业矿区或旅游景点等,以较少的投资和造价修建尽可能宽敞笔直的路面是其重要特点,综合运用最为广泛。近年来,我国公路建设得到快速发展,但是由于设计、施工、养护等多方面的原因,造成公路实际使用年限达不到设计年限,特别是二级公路排水系统设计不完善,严重影响道二级公路的使用。

  1二级公路排水设计

  1.1路基排水设计

  因为地下水和地面的积水会影响道路路基的稳定性和强度,所以必须及时将路基积水排出。路基的排水方式多种多样,最常见的主要通过排水沟等将路基积水排出,或者借助原有的排水沟渠、河流等天然条件排出积水。

  1.1.1地面排水

  二级公路路面排水一般都是通过路边沟渠进行排出,经过沟渠排放的积水应远离路基,将其导入河流、排水渠或土坑内,但人工养殖的鱼塘除外。当排水沟与涵洞、通道发生交叉时,我们应当将积水直接排入涵洞。在挖方地段,我们还应设置截水沟,其形状为梯形,面积大约为0.4平方米左右,坡顶也应当设置梯形截水沟,面积为0.6平方米左右,用来排出坡面积水。

  1.1.2地下排水

  地下水一旦不能及时排出给公路的使用带来的影响是很大的,地下如果长时间积水,会引起公路的塌陷、断裂,增大公路的维修成本,还会严重影响车辆的行驶安全,如果在河流交汇的地区修建公路,必须对优化地下排水设计,对其加以重视。我国的地下水储量是很大的,为了保证公路路基的稳定,必须及时将地下积水排出。对于地下水量较大的地区,路基一般都设计成路堑的形式,尽可能将道路两侧的边沟挖深、挖宽,用来阻拦地下水和降低地下水位,其余边沟的宽度和深度应当根据地下水位及具体地形情况而定。

  1.2路面排水设计

  1.2.1一般路段的路面排水

  一般路段是不设定超高的路段,路面排水方式根据道路路线纵坡主要采用分散漫流和集中截流两种形式排水。当路线纵坡率小于0.3%时,路面排水主要采用分散漫流式,路缘石应采用水泥混凝土材质的平缘石,路面水沿着纵坡和横坡经过路堤边坡排进边沟;当路线纵坡率大于等于0.3%时,路面排水主要采用集中截流式,这种方法是在路肩边缘,土路肩范围内设置沥青混凝土材质的拦水缘石,利用他们汇集路面水,每间隔一定距离,经泄水口流入边坡急流槽,排放到路基边沟内。

  1.2.2超高路段的路面排水

  对于限高的路段来说,路面水很容易浸占超高侧的行车道,很大程度上影响了车辆的行车安全。二级公路应在超高侧行车方向左侧路缘带设置纵向排水沟,并每间隔一段距离设置集水井,这样就可使超高侧路面积水沿着纵坡及横坡流入排水沟槽。

  1.2.3路面结构排水防渗措施

  二级公路面层主要材料是沥青碎石,基层与底层材料均为半刚性。无论哪一种类型材质的面层总会透水,而且半刚性基层的裂缝将加大面层的漏水,如果没有及时将路面积水排除,积水将逐渐渗透到基层之中,并影响路基的稳定性,从而影响道路的使用功能,因此,二级公路应当在基层顶面铺设沥青封层,减少半刚性基层的反射裂缝对沥青碎石路面层的影响,并阻止通过面层的积水进一步渗入基层,影响道路结构。

  1.3路基防护设计

  1.3.1路堤边坡防护

  对于常见的土质路堤,其路堤填料主要是含水量不同的粘性土、风化石等。由于路堤的高度较高,所以边坡的防护应当引起我们的重视。我们应结合实际,将边坡防护、排出积水二者相结合。在二级公路施工中,采用分散漫流方式排水的路段,边坡防护时应采用25cm厚,7.5级浆砌片石进行砌筑。采用集中截流方式进行排水的路段,路基边坡通常是采用植树种草的方式来防护。对于砂土路堤。由于砂土路堤受雨水冲刷后,导致其稳定性差,留下了安全隐患。

  为了探求砂土路堤有效的防护方法,我们在这一路段进行了满铺浆砌片石进行防护试验。为防止浆砌片石开裂导致雨水冲刷路堤,我们用有纺土工布代替传统的砂砾垫层。实践证明,这种防护方法可以有效地减少雨水对砂土路堤的冲刷,从而确保路基的稳定性能。对于石质路堤,为了防止边坡冲刷,我们通常采用30cm厚,7.5级浆砌片石满铺的方法进行护坡防护;在被风化得石灰岩中,被风化得部分稳定性相对较差,未风化部分相对坚硬,刷坡较难,所以边坡采用7.5级浆砌片石矮挡墙台阶式护坡。

  实践证明,这种防护方式可以有效地防止雨水的入侵,保证石质路堤的稳定。对于桥头路堤。二级公路的桥头填土普遍较高,边坡如果得不到很好的防护,边坡被冲刷,甚至被掏空,将会导致桥台内部的填料流失,危及桥台的安全,严重影响车辆的行驶安全。因此,施工中要求桥头路堤采用30cm厚,7.5级浆砌片石满铺的方式进行护坡,桥头应设置人行通道,也可以作为桥头的排水沟槽,以确保桥头路堤不被冲刷。

  1.3.2土路及护坡道防护

  二级公路路基边坡防护方法很多,我们主要采用植被防护。公路排水系统与边坡防护是二级公路设计的重要组成部分,设计时应根据实际情况,如公路等级、降雨强度、地下水、地形、地质、土类、材料等情况综合考虑,采用科学合理的措施,保证公路的使用性能。

  1.3.3路堑边坡防护

  土质路段的路堑边坡防护主要采用浆砌片石,石质路段通常采用护面墙或浆砌片石护面防护,上边坡应当进行分级防护,护面墙应每5米为一级,并设置2米宽平台及40平方厘米的平台截水沟,深度不足5米的应设置浆砌片石护面。边坡顶部应用宽0.25米浆砌片石进行铺砌,其外侧再用原土夯实,以免边坡水流冲刷,渗入墙后引起破坏。护面墙及浆砌片石护面纵向每隔10米设置一道2厘米宽的沉降缝,并用沥青麻絮填塞缝隙,且上、下、左、右每隔2米交错设置l0平方厘米的泄水控,孔后设反滤层。

  2排水设计对道路使用功能的影响

  2.1严重影响路面的行车安全

  当道路排水不畅时,路面会有大量的积水,一旦有车辆经过,溅起的水花产生水汽,会影响驾驶员的视线,影响行车安全。如果遇到低温天气,路面的积水又不能及时排出,那么积水便很容易结冰,导致路面光滑,当车辆经过时,汽车轮胎与地面的摩擦力大大降低,极易打滑,导致交通事故频发。

  2.2影响路面质量

  路面的积水会通过施工时因施工问题留下的一些空隙,进入到道路结构内部。如果道路内部结构长期被积水浸泡,会导致材料之间的粘附性下降。再加上热胀冷缩和行车荷载的作用,会使路面出现断裂、坑槽等现象,行车的舒适度大大降低,影响行车安全。

  2.3影响路面的稳定性

  由于路面的积水没有及时排出,导致大量积水在道路表面形成自由水,当这些积水渗透到一定的深度时,积水会进入道路内部结构。如果结构长时间被水浸泡,会导致路面发生下降。

  2.4排水失效对路基的影响

  如果路基长时间被积水浸泡,会导致路基内部的土体软化,会出现严重的问题,如坍塌、翻浆等现象。除了这些影响外,路基还会出现冻胀、滑坡等现象,改变路基土层的受力状况以及土质的含水量,使土层的内部结构发生变化,进而受到影响,破坏了路基的稳定性。排水失效还加剧了路基的湿陷现象。路基内部结构在积水的影响下,降低土壤的粘黏性,使得内部土壤的联结性变差,从而使路基的负载力降低。

  综上所述,排水失效对道路的使用有很大影响。若想使二级公路的实际使用年限达到设计年限,提高公路的质量,必须加强公路排水系统的设计,及时排出积水,保证路面的稳定,为人们提供更加安全的驾驶环境。

  参考文献:

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  [5]刘子萌,李刚.公路路基路面排水设计[J].科技创新与应用,2013(31):198.

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