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高速瀝青公路排水系統設計研究

12-05 14:19:53  瀏覽次數:122次  欄目:給水排水
標簽:給水排水設計規范,建筑給水排水, 高速瀝青公路排水系統設計研究,http://www.nvlbio.live

  摘要:高等級公路瀝青路面防排水設計是路面設計的重要組成部分。目前我國高等級公路瀝青路面由于防排水設計不完善而造成的早期破壞,文章從水對高等級公路的有害影響分析入手,對路表防排水、中央分隔帶防排水等方面進行了分析,根據路面設計原則,對目前高等級公路路面防排水設計存在的問題提出了建議并對部分傳統設計和控制指標提出了改進意見。

  關鍵詞:瀝青公路;排水系統;系統設計;中央分隔帶;自適應技術;智能技術

  高等級公路瀝青路面應設置完善的路面排水設施,以迅速排除路面水,從而保證路面良好的使用性能和行車安全。近幾年來,我國新建的高速公路均不同程度的出現了早期破壞現象,很多破壞的根本原因就是損害,由于忽視了路面排水系統的設計,致使路面水和滲入結構層內部的水分不能迅速排除,在車輛荷載及不利氣候條件的綜合作用下,路面產生松散、坑槽等早期水損害的破壞現象,嚴重影響路面的使用性能。因此路面排水系統的設計是高等級公路路面設計的重要組成部分,需引起我們的足夠的重視。

  一、優化設計原則

  通過設計各種有效的路面排水措施,盡量減少雨水在路表的存留時間,快速排走路面水,減少和堵截路表水的侵入是解決水損壞的第一步。路面表面排水設計的基本原則,即是把降落在路面上的雨水,通過路面表面的縱橫向坡度向兩側排流,迅速將其排離路表面,以防止降雨滯留在行車道上,形成水膜,從而嚴重威脅高速行車的安全。

 。ㄒ唬﹥灮访娼Y構設計

  在做好路表排水設計的同時,還要考慮加強路面結構的防水設計。一是面層設計為密級配型,一般可設計為瀝青砼面層或改性瀝青面層。由于這種類型路面空隙率較小,所以可以有效阻止面層滲水。二是設置瀝青石屑(或砂)下封層,這種封層不僅可以阻止面層滲水浸入基層,同時還起到基層與面層緊密聯結,使結構層間不產生滑移的作用。

 。ǘ┨岣邽r青與礦料的粘結力

  水損的破壞機理是瀝青與集料剝落,為了減輕瀝青剝落現象,改善瀝青砼的水穩定性和耐久性,需要提高瀝青與礦料間的粘附性,增加集料之間的粘結力。為此,要采用抗水損害能力強的材料或采取抗剝離措施,添加3%~5%的水泥取代礦粉或1%~1.5%的消石灰粉或性能良好的抗剝落劑。

 。ㄈ┘訌娐访鎵簩,減少空隙率

  瀝青面層的壓實度對瀝青路面的耐久性至關重要,直接影響路面的使用質量。瀝青砼面層的壓實度應滿足規范的要求,但不考慮瀝青砼的設計空隙率而按統一壓實度來控制是不合適的。研究顯示,瀝青路面的實際空隙率在7%以下時,瀝青面層內的水在行車荷載下一般不會產生動水壓力,不易造成水破壞。當空隙率大于15%時,水能在空隙中自由流動并排走,也不易造成水破壞。但空隙率在7%~15%時,水很容易滲入并滯留在瀝青混合料內部,在行車荷載作用下產生較大的毛細壓力或動水壓力,造成瀝青混合料的水破壞。所以,為提高瀝青砼面層的密水性,必須加強壓實,減少空隙率。

  二、路表防排水設計

  為了防止路面積水而影響行車安全,并且使滲入路面結構層的自由水減少到最小程度,必須考慮路表防排水措施,通常的做法是:采用排水設施,設置路面橫坡,降落在路表的雨水,通過路面橫坡排至邊溝或排水溝;采用防水措施,瀝青混凝土路面則采用致密的表面層或設置封水層,盡量減少雨水滲入。這些措施都有一定的效果,但在目前高等級公路上還有一些具體細部設計值得進一步商榷:

  1.邊溝的結構型式,目前高等級公路普遍采用60cm寬深的梯形邊溝,而重交通高等級公路路面結構層總厚度往往都超過了60cm,為防止邊溝水的倒灌滲入路面結構層,建議采用加深邊溝或在邊溝下設置矩形滲溝的辦法。

  2.在瀝青路面路段,現行《公路排水設計規范》(JTJ018-97)與《公路路基設計規范》(JTJ013-95)中推薦采用攔水帶結構進行路堤路段路面雨水的集中排除,但該做法不利于路面雨水迅速排離路面,容易導致局部積水,并增大了雨水的下滲量。建議采用路肩溝的排水形式。

  3.對于合成坡度較小的路段,應設置必要的排水設施。在超高路段的起始點均有一段橫坡為零,如果該段縱坡也較小的話,其合成坡度則很小,落在該段雨水排出所需的時間較長,從而導致路面積水,影響行車安全。

  三、中央分隔帶防排水

  中央分隔帶防排水是路面防排水設計中一個不可忽視的系統,可分為2個部分:中央分隔帶表面防排水;中央分隔帶內滲水的排除。一般來說,中央分隔帶構成有3種處理方式:表面采用鋪面封閉;不封閉,采用凸形構造;不封閉,采用凹形構造。

  1.中央分隔帶寬度小于3m的路段,一般為2m或1.5m寬,建議采用鋪面封閉的防水形式,中央分隔帶鋪面采用比路面橫坡略大的雙向橫坡?紤]綠化、防眩的要求,對于采用波形梁護欄路段可采用設置花盆植樹的方法;對于采用混凝土護欄或橋梁防撞護欄路段,可采用槽形結構護欄,在槽內植樹綠化防眩的方法。

  2.對于瀝青混凝土路面路段,且寬度大于或等于3m時,應采用凹形構造(采用凸形構造,應有盡量避免污染瀝青面層的措施),降落在中央分隔帶的雨水橫向流向分隔帶中間的低凹處,中央分隔帶底部設置縱向排水滲溝,并根據中央分隔帶的表面滲入量和路線縱坡,一定間距設置橫向排水管,將內滲水通過橫向排水管,排至邊坡急流槽。為防止中央分隔帶的自由水滲入路面結構層,在填土與路面結構層的界面上也應設置防水層或防水膜,在中央分隔帶內的基層、底基層也應做成反坡。

  四、結語

  高速公路路面排水設計的成功與否,是關系到高速公路路面建設成敗的關鍵。因此高速公路的設計者應高度重視路面排水設計,將高速公路的排水作為整體,進行綜合考慮,以避免或減小高速公路施工期和運營期的水損害,進一步提高高速公路路的使用品質。為有效解決瀝青路面水損通病,必須從排水和防水兩個方面層層把關,不僅應在路表采取排水措施,同時應高度重視路面結構層內的排水及路面結構層類型的選定,只有這樣才能保證路面的預期使用壽命和良好的使用性能。

  參考文獻:

  [1]姚祖康.公路排水設計手冊[M].北京:人民交通出版社,1998.

  [2]公路排水設計規范(JTJ018-97)[S].

  [3]公路工程質量檢驗評定標準(JTGF80/1-2004)[S].

,高速瀝青公路排水系統設計研究

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