農村公路設計中的排水系統(tǒng)設計非常重要,它既影響著農村公路的使用性能,而且也決定公路使用壽命的長短.水損害是所有公路的一種常見病害,路面的病害大多是因為水的原因引起的.在農村公路建設中,由于資金有限,如何在有限的資金條件下最大限度的解決排水設計問題,一直是困擾著公路建設者的一個難題.本文通過分析農村公路建設現(xiàn)狀,探討防排水設計問題.

【關鍵詞】農村公路；水損害；防排水措施；優(yōu)化設計

近年來,國家加大了農村公路建設的投入,但由于國家補助標準相對偏低,省級財政沒有相應補貼,市級縣級財政的資金也較為困難,所以在資金條件制約下,嚴重影響著農村公路技術標準和建設質量的提升.農村公路建設中很多的防護排水設施、涵洞構造物在資金制約下,建設不完善,很難有效抵御自然災害的侵蝕.其中尤以水損害為重,路基沉陷、沖刷、坍塌、翻漿,瀝青路面剝落、龜裂、松散,水泥路面唧泥、錯臺、斷裂等病害,都與路面滲水,地表積水和地下水的侵蝕有關.下面就幾個主要方面進行簡要分析.

1.　水是促使路面過早損壞的重要原因

路面的病害大多是因為水的原因引起的.地下水輕者能使路面濕軟,降低路基強度；重者會引起凍脹、翻漿或邊坡滑塌.地面水對路基產生沖刷和滲透,使土基強度和路面整體承載能力顯著下降,甚至形成水毀現(xiàn)象.雨水滯留在瀝青面層內,會使瀝青膜逐漸地從集料表面剝落,導致集料之間粘接力喪失,而出現(xiàn)松散、剝落、龜裂.雨水通過水泥路面或瀝青路面的接縫、裂縫下滲,滯留在基層頂面,在車輛荷載作用下,形成動水壓力沖刷基層,形成唧泥、板底脫空、路面坑洞等病害.

在水的不斷侵蝕下,會造成路基坍塌、沉陷、翻漿病害,瀝青路面的松散、剝落,水泥路面則會導致錯臺、斷裂病害.所以說,水的作用能損壞路基、路面,并縮短了公路使用壽命.

2.　形成水害的主要原因

形成道路水害的主要原因有：邊溝、截水溝等公路排水設施未能形成完善的排水系統(tǒng),在邊溝、排水溝或截水溝的設計中,尺寸或位置不合理,路面接縫處理不當造成嚴重滲水,由于對地形、地質的勘探不到位,未能根據(jù)地形合理設置排水、截水設施,導致滲入路面結構層內部的雨水不能迅速排除；排水設施施工質量不合格,不能達到設計要求.

3.　預防水害的途徑

預防水害的途徑有兩個：一是防止或減少水分進入路基路面,如：采用密實的瀝青表面層,降低孔隙率；水泥路面采用優(yōu)質封縫料,裂縫及時修補等措施,以減少水分的滲入.二是必須做好排水設計,路面使用期間完全沒有水分進入是不可能的,必須通過排水設施,盡快將水排出.在排水設計中除了要考慮地形、地質、氣象、水文等因素外,還應全面考慮路基、路面、各排水設施的綜合情況,注意排水設施和構造物之間的銜接配合,做到排水設計、路基防護、地基處理整體協(xié)調,使全線形成一個功能齊全、完善的排水系統(tǒng).

4.　路基排水設計

路基排水設計,首先要以水源不同為區(qū)別點,根據(jù)路基、路面綜合情況因地制宜,整體規(guī)劃,綜合設計.

4..1　路基水的來源

路基水來自降雨（或雪）形成的地面徑流以及地下水流.地下水又可分為：上層滯水、層間水、泉水等.

4..2　路基排水設計

路基排水包括三部分：地下排水、地表排水、路基邊坡排水.在排水設計中,首先要考慮隔斷、疏干影響路基強度和穩(wěn)定性的地下水,將它引導至路基范圍以外；對影響路基穩(wěn)定的地面水,應排除至路基用地范圍之外,同時防止地面水的滯留和下滲.

5.　地表排水設施的作用

5..1　邊溝

邊溝是為匯集和排除路面、路肩及邊坡的流水,在路基兩側設置的水溝.挖方地段和填土高度小于邊溝深度的填方地段均應設置邊溝,一般設置在挖方路基的路肩外側,或矮路提的坡腳外側,多于路中心線平行.

5..2　截水溝

截水溝又稱天溝,用來攔截并排除路基上方流向路基的地表流徑,減輕邊溝的水流負擔,保證挖方邊坡和填方坡腳不受水流沖刷.截水溝一般設置在挖方路基邊坡坡頂以外,或山坡路堤上方的適當位置.沖刷影響不大的路段,如降水量較少,坡面雨頻繁,山坡覆蓋層松軟,坡面較高路段,可能設置兩道或多道截水溝.

5..3　排水溝

排水溝的主要用途在于引水,將路基范圍內各種水源的水流,如邊溝、截水溝、取土坑、邊坡和路基附近積水,引排到附近自然水道或橋涵,從而形成完善的排水系統(tǒng).

5..4　跌水與急流槽

跌水與急流槽用于陡坡處的豎向排水,主要是路堤和路墊的坡面排水,溝底縱坡可達45°.由于縱坡大,流速快,沖刷力大,要求結構穩(wěn)定耐久,通常用漿砌塊石或水泥混凝土預制塊砌筑,并采取防護加固措施.傍山路線遇有巖石山溝,有的相當于天然急流槽,應予利用.

6.　邊溝設計

6..1　布設位置

邊溝緊靠路基,對挖方路段,設置在路肩外側；填方路段矮路堤,應在坡腳外側設邊溝,若平坦地區(qū)填方路段的路旁規(guī)劃取土坑,則常與路基排水設計綜合考慮,使之兼顧邊溝的作用.

6..2　橫斷面形狀和尺寸

邊溝一般不需要進行水文和水力計算,可根據(jù)沿線情況,選用標準橫斷面形式.邊溝可采用三角形、流線形、梯形或矩形橫斷面（如下圖）.底寬與深度都不應小于0.4m；農村公路受條件限制,需采用矩形斷面時,應盡可能在頂面加帶槽孔的混凝土蓋板,以防止生活垃圾或雜物堵塞邊溝.當采用梯形橫斷面時,邊溝內側邊坡坡度按土質類別采用1:1～1:1.5.

6..3　縱向坡度

邊溝的縱坡一般與路線的縱坡一致,并不宜小于0.5%.設置超高路段的邊溝應予以加深,以保持邊溝流水暢通.邊溝出口處應做好必要的處理,尤其在邊溝水流流出路塹,進入高填方路基邊坡坡面時,應以急流槽或跌水形式將水引出高填方坡腳以外,以防止水流沖刷邊坡.

7.　截水溝設計

7..1　布設位置

截水溝通常設在路墊坡頂5m或路堤坡腳2m以外,截水溝應結合地形和地質條件沿等高線布置,盡量與絕大多數(shù)地面水流方向垂直,以提高截水效能和縮短溝的長度.截水溝應保持水流順暢,就近排向自然溝谷或水道.

7..2　橫斷面形狀和縱向坡度

一般采用梯形橫斷面,溝底寬度和溝的深度不宜小于0.5m,溝坡坡度為1:1～1:1.5.溝底縱坡不宜小于0.5%.溝底和溝壁要求密實、不滲水、不滯流,不要時予以加固和鋪砌.截水溝長度以200～500m為宜；超過500m時,可以在中間適當位置處增設泄水口,由急流槽或急流管分流排引.

8　排水溝設計

8.1　布設位置

排水溝應盡可能遠離路基,通常距路基坡腳不宜小于2m.深路塹或高路堤邊坡設邊坡平臺時,在坡面徑流量較大的情況下,可設置平臺排水溝,以減少坡面沖刷.

排水溝平面上力求順直,需要轉彎時應盡量圓順,做成弧形,其半徑不宜小于10～20m.排水溝水流引入其他水道時,不應使原水道產生沖刷或淤積,通常的做法是,使排水溝與原水道兩者銳角相交,有可能時,采用半徑為10倍溝寬的圓曲線朝下游與其它水道相交.

邊溝:路基邊溝和排水溝工程量如何計算

8.2　橫斷面形狀和縱向坡度

一采用梯形橫斷面,斷面尺寸根據(jù)設計流量確定,且溝底寬度和溝的深度不宜小于0.5m,溝坡坡度可采用1:1～1:1.5.排水溝即應保證水流暢通,又應確保不產生沖刷或淤積,合理的縱坡通過水文水力計算選定.一般情況下,可取0.5%～1.0%.每段排水溝長度一般不超過500m.

9　結束語

以上主要針對我省目前的農村公路,農村公路主要為解決群眾的正常生產生活和出行需要,改善群眾通行條件,技術方案相對簡單,但受資金限制較大,不能像高等級公路一樣進行全面的防排水設計,因此,防排水問題主要為地表排水,地表排水采用的又主要為邊溝、截水溝等的縱向排水和涵洞、中小橋梁等的橫向排水.如何在有限的資金條件下最大限度的延長道路使用壽命,排水問題為重中之重.