２０１３年第４期　（总第２３０期）　黑龙江交通科技　ＨＥ　ＬＬＯＮＧｄｌＡＮＧ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪｌ　Ｎｏ．４，２０１３　（Ｓｕｍ　Ｎｏ．２３０）　

公路排水设计的研究　冯　伟　（新疆八方达交通勘察设计研究院）　

摘要：公路排水的设计问题，对于提高公路的使用年限、路面的稳定性具有重要的作用。因此按照公路的　排水设计原则，合理设置排水设施、有效排出积水，减少积水对公路产生的损害，提高公路的稳定性与安全性　意义重大。　关键词：公路；排水设计；分析研究　中图分类号：Ｕ４１２　文献标识码：Ｃ　文章编号：１００８—３３８３（２０１３）０４—００３４—０１　

１前言　公路的使用寿命与排水设计密切相关，为此进行公路排　水的设计过程中，应该在遵循公路排水设计的原则前提下，　做到因地制宜，探讨公路的路基与路面排水设计，进一步优　化公路的排水设计，促进公路的使用年限。　２公路排水设计面临的问题　２．１排水设施设计不当　设计公路路面的排水设施时，未充分考虑受到地势、地　形的影响，导致公路的排水系统欠缺，造成道路的积水。公　路的排水设施主要有边沟与急流槽有关的排水设施，公路的　排水设计需要充分对公路四周的地势进行认真勘察；设计过　程中，当排水设施的设计与显示不相符。此外，公路的路面　积水无法得到及时的排除，导致路面的排水系统功能下降，　影响了公路的稳定性与安全性。　２．２路面积水　路面排水不当，导致积水将会影响到公路的使用寿命，　淤积水经过渗透可变为自由水，从而进入到公路的路基内　部，大大削弱了路基的牢固性。此外，受到积水分子张力的　影响，公路路面可能出现错开或者开裂现象，不利于公路的　稳定性与使用寿命。　２．３与环境不相协调　进行公路排水的设计过程中，没有重视对环境的考虑，　甚至破坏生态环境的和谐性与规律性。此外，公路的污水或　者雨水均通过处理之后方可排放，然而当前的公路排水设计　中，大多数是未经处理就直接排放，不利于环境的发展，排水　设计与环境发展不相协调，不利于经济的可持续发展。　３优化公路排水设计对策　３．１　处理好路基的排水设计工作　公路路基的排水设计工作主要有截水沟、边沟与路堤急　流槽设计等内容，处理好路基的排水设计工作，能够提高公　路的安全使用性。我国大多数公路的边沟设计为，对于边沟　填方公路而言，应设计边沟利于排水，且边沟的形状大部分　为倒梯形的设计，其顶部的尺寸为３．５　ｍ。下底与底部分别　为１　ｍ，此外边沟的形状还有矩形或者三角形的断面形式。　不同的公路等级以及地区的降雨量都不同，因此公路路基的　排水流量差别也较大。为此，边沟设计的形式也有所不同，　进行边沟设计时，应尽量使用暗沟与绿化边沟的方式进行设　计；等级较高的公路其边沟长度不应太长，并且使沟内的积　水就近排入路旁的自然低洼地带，在必要时应该增设涵洞，　利于边沟水的较快排出。　（１）截水沟的设计　进行截水沟的设计时，其断面的尺寸大小应按照流量的　大小进行确定，使用矩形或者直角梯形的设计形式，并且断　收稿日期：２０１２—１２—２６　・３４・　面不应过大。同时其沟底应保留０．５％一３％的坡度，纵沟　壁与沟底需要保持密实、平整；出现地质不良或者边坡很高　时，可进行适当的加固。此外对于挖方的地段而言，可设置　平台截水沟（截面为０．４　ｍ×０．４　ｍ），并于坡顶的外侧设置　矩形截水沟（截面为０．６　ｍ×０．６　ｍ），有利于公路路面的排　水，采用厚度为２５　ｃｍ、型号为７．５的浆砌片石进行截水沟的　铺砌，提高了公路排水的速度。　（２）地下排水的设计　地下排水的设计中，当边沟经过急流槽时，排水的设备　通常设计于与自然沟渠的衔接部位合适。对于一般的路段　而言，其路基的边沟设计方式应以填筑式边沟为主，并且尽　量减少路基边沟出现积水的现象，在汛期内，有效减少积水　对路基的影响，尽快将路基积水排出。　（３）低矮路堤的设计　对低矮路堤的设计可采用边沟加深与护坡道下挖的方　式进行，其中护坡道的高程为设计高程减去１．８　ｍ所得的差　值，但须确保边沟的出水口应高于常水位的标高或者高于排　水沟渠底面的标高。边沟的底标高度应该控制在该段路肩　的边缘低点的标高以下并且应该大于１．７　ｍ，有效的避免中　央分隔带中的排水管出现积水倒灌现象。当部分路段的路　堤没有达到１．７　ｍ的要求时，达到１．４　ｍ到１．５　ｍ即可，边　沟的一侧很低时，可以给予排水管单侧横向布设的方式，有　效确保路基的顺利排水。　（４）软土路基的排水设计　路基若为软土层时，路面地下水的含量较大，为了确保　软土路基的稳定性，应及时对地下水进行排除。采用的方法　为板外加砂垫层与超载预压方式给予设计处理，能够有效地　排除软土段的地下水。同时，为了加快地下水由软土段的砂　垫层向边沟排人，应在边沟与砂垫层衔接斜面设计反滤层　（其厚度为１５　ｃｍ，碎石的粒径为２　ｃｍ到４　ｃｍ），并在砂垫层　的底部位置事先预留泄水孔（其截面是５　ｃｍ×５　ｃｍ、纵向的　间距是１０　ｍ），其出口应比边沟底高出３０　ｃｍ。　３．２路面排水设计　公路路面的排水设计作为对公路的正常运行发挥重要　的保障作用，确保路面的顺畅排水，有效减少车辆出现交通　事故的次数，提高行车的安全性。此外，提高公路路面的强　度与稳定性，由此可见，做好路面的排水设计工作十分必要。　（１）普通路段的排水设计　普通路段的排水指的是尚未设超高的公路路段，其路面　的排水路线纵坡应该按照集中截流方式或者分散漫流方式　进行设计。当路线的纵坡小于０．３％时，公路路面的排水设　计使用分散漫流方式，并且将混凝土平缘石作为路缘石，路　（下转第３６页）　总第２３０期　黑龙江交通科技　第４期　平均高程面　

图１抵偿高程面　于是抵偿面的高程为　＝１　０００　ｎｉ一２３７　ｍ＝７６３　ｍ　②选择其中一个国家控制点的平面坐标作原点，保持它　在３。带的国家统一坐标值（‰，Ｙｏ）不变，而将其它控制点坐　标（　，Ｙ）换算到抵偿高程面相应的坐标系中去。　（４）国家统一的椭球面作投影面不变，选择“任意投影　带”的高斯投影平面直角坐标。　由于使用的中央子午线标准不一致，最终投影变形计算　所得的结果也不一样。设计人员要结合掌握的数据，准确地　计算出中央子午线的位置。然后以此为参考指标，便可对投　影面进行准确地分析。当高斯投影平面上的长度与实地长　度相同，则属于“任意投影带”。　５￥２１　１线公路投影变形值计算过程　由于路线中央子午线８ｌ。４０　００”，平均高程面为１　０００　Ｉｌｌ，路　线高差约１５０　ｍ。路线全长４６．４１５　ｋｍ（小于９０　ｋｍ），则采用方　法一（即ｙｍ＝０、　＝Ｏ）得　Ｒ－　ｂ　＋ｚ－ｚ．＝６　３７６　３３９．２６２　ｍ　

短半径６＝６　３５６　８６３．０１８　８　ｍ　第一偏心率平方ｅ　＝０．００６　６９４　３８４　９９９　５９　式中：曰为平均纬度；　为高出参考椭球面的平均高程。　

全线投影长度变形值为　，　１４、　ＡＳ　【　一百１．Ｉｍ　Ｊ。。ｃｍ　

式中：ｙ　为地面长度两端点横坐标平均值；　为高出参考　椭球面的平均高程；ｓ为长度；Ｒ为平均曲率半径。　路线起终点最大变形值　，　Ⅳ、　最大　【　一　）ｓ。。・。　ｃｍ　

转换后路线整体变形值为０，最大变形值为０．３１　ｃｍ，整　个路线测区内投影长度变形值小于２．５　ｅｒａ／ｋｉｎ，满足规范要　求。　９结束语　通过对以上方法的讨论，结合￥２１１线项目的投影变形　分析成果，我们得出以下几个经验。　（１）方法一和方法二为即改变投影面，又改变投影带来　抵偿长度综合变形的办法，这种既换面又换带的方法不够简　便、有许多繁琐的计算工作，同时换系后的新坐标与原国家　统一坐标系的坐标差异较大，不利于和国家统一坐标系之间　的联系。　（２）方法三是通过改变投影面来抵偿长度综合变形的，　换系后的新坐标与原国家统一坐标系坐标十分接近，有利于　路线带的坐标与测区外之间的联系。　（３）方法四是通过改变中央子午线的位置做任意带的　高斯投影平面直角坐标系来抵偿长度综合变形的，其换算方　法简便，但是换系后的新坐标与原国家统一坐标系坐标差异　很大，不便于与测区外之间联系。　

参考文献：　［１］张凤举，张华海，赵长胜，．控制测量学［Ｍ］．北京：煤炭工业出　版社，１９９９．　［２］孟苏菊．ＧＰＳ在公路测量中的应用［Ｊ］．青海交通科技，２００５，　（６）．　［３］公路勘测规范（ＪＴＧ　Ｃｌ０—２００７）［Ｓ］．２００７．　

（上接第３４页）　面水沿横坡与纵坡由路堤边坡向边沟排入。此外，公路路线　的纵坡在０．３％时以上时，公路路面的排水设计可使用集中　截流的方式，同时于土路肩附近设置拦水缘石（沥青混凝　土），有利于对路面水进行汇集，间隔距离经泄水口排向边　坡急流槽最终排至路基的边沟中。　（２）超高公路路面的排水设计　对于超高公路的路段而言，路面水易于浸占超高路段的　车道，且积水会穿过中央分隔带的开口流向另一侧的行车　道，因此影响了车辆行驶的安全，需要及时排除超高路段的　积水。例如，可在超高的侧行车道左侧的路缘带进行纵向排　水沟的设置，并设置横向排水管与集水井，有利于积水的排　除，进而减少积水对公路的影响。　（３）分隔带的排水设计　公路中央处分隔带的排水设计，能够有效将分隔带内的积　水进行排除，对于施工期间与道路的营运期出现的下渗水进行　排除。此外，施工期间的排水量由最大的瞬时降雨量及分隔带　汇水的面积共同决定，通常情况下，公路的中央分隔均设置有人　手孔与通讯管线，并且分隔带的排水长度较小，应为两人手孔的　间距长短，普通路段其最大的间距是１８０　ｍ。　（４）路面的渗水排水设计　公路路面的渗水排水设计通过排水管、沥青封层以及碎　石盲沟给予有效排除，有利于对已渗入路面的积水引出。此　外路面渗水经过沥青面层时未能及时、彻底的排除，并且仍　受排水路径的影响，在设计过程中间隔１０　ｍ就应该设置横　

・３６・　

向排水管，有效促进路面的下渗水较快的排除。　３．３集中排水设计　集中排水设计能够有效将公路排水进行汇集，进而统一　排放至排水沟中，此排水设计方式主要是经过设置拦水带进　行的。同时硬路肩与拦水带共同组成过水断面（形状为三　角形），并且过水断面间隔一定的间距就应该进行泄水口与　急流槽的设计，有助于地表水的汇集，最后流经急流槽与泄　水口，进而集中排放至排水沟中。　３．４分散排水设计　利用公路路肩与路面的纵向与横向的合成坡度，将地表　水分散至排水沟的当中，并且通过对土路肩进行加固的措　施，有效实现分散排水的设计。对于边坡防护适宜采用骨架　护坡方式，确定路基断面为路堤时，骨架网可对地表水进行　截流，并将水分散至排水沟中，不需要进行拦水带的设置。　因此，分散排水设计能够有效将路面的积水进一步排除，确　保路面的安全。　４结束语　总之，公路的排水设计问题关系到公路的安全与使用　性，应在了解公路排水设计的原则基础上，进一步进行公路　的排水设计，有效保障公路的安全、稳定运行。　参考文献：　［１］陈敏．公路排水设计浅析［Ｊ］．民营科技，２０１０，（１０）：２７１．　［２］胡鹏飞．浅谈公路排水设计［Ｊ］．科技与企业，２０１２，（３）：１６９．　［３］陈听．公路排水设计优化探究［Ｊ］．中小企业管理与科技（上旬　刊），２０１０，（４）：１４２—１４３．　［４］　嘎色．浅析公路排水系统的设计［Ｊ］．西藏科技，２００９，（６）：６２－６３．