典型路面结构的排水设计
沥青公路路基路面排水设计研究_1
沥青公路路基路面排水设计研究发布时间：2022-12-09T09:26:35.187Z 来源：《建筑设计管理》2022年14期作者：罗阳[导读] 路面和路基是沥青公路施工建设过程中必须要关注的两个重点内容，为了减少雨水、积水对路基路面造成的负面影响，应当突出排水设计的重要性，综合考虑各方面影响因素，提升设计方案的可行性。
罗阳邵阳市交通规划勘察设计院 422000摘要：路面和路基是沥青公路施工建设过程中必须要关注的两个重点内容，为了减少雨水、积水对路基路面造成的负面影响，应当突出排水设计的重要性，综合考虑各方面影响因素，提升设计方案的可行性。
基于此，文章对沥青公路路基路面排水设计展开了分析，旨在提升公路使用寿命，营造安全的行车环境。
关键词：沥青公路；路基路面；排水设计前言近些年，因积水而导致损坏的沥青公路越来越多，严重影响工程质量与行车的安全性，导致这一问题的主要原因在于，排水不通畅、设计不合理，道路路基沉降与边坡水毁问题比较突出。
因此，为了提升沥青公路路面路基质量，需要对排水设计进行深入分析。
1 沥青公路排水设施1.1拦水带拦水带多建设在公路路肩两侧，比路面略高，具有一定长度，呈带状，可以拦截向道路边坡的雨水，避免雨水汇聚在边坡处，降低与路面和路基带来的伤害。
而且在拦水带的引导下，雨水可以汇集到指定的地点，实现集中排水。
1.2边沟边沟多建设在道路两侧，主要功能可以汇集路肩、边坡以及路面的雨水、积水，常见的边沟有梯形、三角形、L形等不同的形式，从铺设方式来看，可以将其分为明沟和暗沟两种。
边坡只能起到汇集积水的作用，其他道路排水结构中的积水禁止引进到边沟中。
1.3排水沟排水沟是公路最基础，同时也是最重要的排水结构，截水沟、边沟等将积水汇聚起来之后，统一通过排水沟排出到路基范围之外的沟渠中，其主要作用为引水，横断面以梯形为主。
2 排水设计目的、要求与原则路基路面排水设计的主要目的在于，及时排出雨水和积水，让路基一直都保持干燥，避免浸泡在水中而引起的结构失稳。
高速公路沥青混凝土路面结构的排水设计
性外 ， 还应考虑到工程本身的特点 。
（ 大坝基坑 ２ ２） ８ｍ厚 的砂砾石开挖 ， 须考虑施工 场地狭窄 、 必 开挖
位于模 板等处 的碾 压混凝土不易振动 ， 不能保证施工质量 ， 采用变
态混凝土 ， 即在 碾压混凝土摊铺料 内掺加水泥净浆 （ 一般为 ２ ． Ｕｍ ） ２ ， ５
１ 合理设计路拱横坡是有效排除路表降水的关键 ． １
水是危 害公路 的主要 自 因素 ， 然 也是沥青混凝 土路 面早期损坏 的主 要原因之一 。从 目前 已建成 的公路 的经验和教训来看 ， 沥青混凝 土路 面 所出现 的各种病害 （ 如坑槽 、 松散 、 剥落 、 龟裂 、 陷等 ） 下 无不与水 的侵蚀 有关 ， 已成 为构成高速公路沥青混 凝土路面早期损坏 、 用寿命降低 水 使
计乃至整个 高速公路设计过程中的重点 内容 。
素， 第一 ， 在南方多雨地区应适 当取高值 ， 在北方冰冻地 区取低值。 第二 ，
硬路肩的横向坡度可采用高 限值 ， 但考虑到 目前路面摊铺 已基本实现机 械化施工 ， 从方便施工考虑 ， 硬路肩 的横坡方 向宜与行车道相反 ， 以避免
１ 路 表排 水
２４ ． ２ 温控 措 施 ，
（） ４ 汾河二库碾压混凝土大 坝在山西省境 内是第一 座 ， 较成 功地 它 解决 了本地 区干旱 、 少雨 、 多风 、 昼夜温差大等特殊气候条件下的碾压混
凝土施 工技术 问题。
夏 季骨料堆 高 ， 搭设凉棚 ， 晚问运输骨 料 ； 水泥和 粉煤灰存 贮料 设 罐， 倒料拌 制 ； 取深井 水拌和 ， 对蓄水设施 隔热 ； 面喷雾 ， 仓 铺设 气垫塑 料； 避开 白天高温时段 ． 利用夜 间浇筑 。 低温时节坝面铺设 聚苯 乙烯泡沫
路基路面排水设计
(2)影响路基上部含水层较薄，排水量不大，并且平式
渗沟难以布置时采用。
3)构造：由上部集水构造和下部排水构造两部分组成
集水部分构造与渗沟相同，于井的四周设反滤层，顶
上为覆盖层（封闭层）。
下部排水构造，采用粗粒材料做充填物
渗井断面采用圆柱形或方柱形。
以免堵塞（暗沟顶可铺筑碎（砾）石一层，上填砂
砾）(2)暗沟流量一般不予计算。
整理课件
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2.渗沟：采用渗透方式将流向路基的地下水汇集于沟内并排到
路基范围以外指定点的排水设施，使路基上保持干燥，不致
因地下水成害。
1)作用：是降低地下水位或拦截地下水，其水力特性是紊流。
2)分类：盲式、管式、洞式
整理课件
§7-1 路基路面排水要求及设计一般原则
一、排水的重要性
1.地面水渗入路基→路基强度降低
2.地面水对边坡冲刷→路基整体稳定性受到威胁
3.地下水浸入路基→强度降低（冻胀，翻浆、滑坍滑动）
4.降水渗入路面→降低材料的强度；高压水冲刷使承载力下降。
二、排水的目的与任务
1.把路基工作区内的土基含水量降低到一定范围之内
稳固，防止路面积水影响行车安全。
道路排水可分为地表排水和地下排水
地表排水又可分为路面（含路肩）表面排水、中央
分隔带排水和坡面排水。
排水设计应根据道路等级、沿线自然条件以及桥涵
设置等情况进行综合考虑，注意充分利用地形和天
然水系，合理布置各项设施，形成良好的排水系统，
确保排水畅通和养护方便。
排水设计包括排水系统的规划和排水结构物的设计
坑或专门设置蒸发池排除地表水。
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浅谈沥青混凝土路面结构的排水设计
降落在路面和路肩 表面的降水排走 ， 降落 在 路面表 面和路肩 （ 括硬路肩 和 土路 包 肩） 表面 的降水若 不能迅速 地排走 ， 方 一 面会造成路 面积 水滞 留， 雨天行 车时形成
雾 障而 影 响行 车 安全 ； 一 方 面 会 凶 路 表 另 积 水 时 间 过 长 而 加 速 沥 青 混 凝 土 面 层 的 损 坏 。 公路 排 水 设 计 规 范》 Ｊ Ｊ １－７ 规 《 （Ｔ ０ ９ ） ８ 定 了路 面 排 水 设 计 应遵 循 的 设计 原 则 ， 对
地 方却经 常被 忽视 。概括 起来 有两 个方 面： 一是将 凹形竖 曲线 的最低 点设在挖方
路 段 内 ， 使 路 表 水 和 进 入 结构 内 的 自 由 致
考虑两 方面 凶素， 在南方多雨地 区应 适当 取 高值 ， 在北方冰冻地区取低值 。 时硬 路肩 的横 向坡度 可采 用高限值 ， 但考 虑到 目前路面摊铺 已基本 实现 机械化施工 ， 从
增 设 排 碎 石排 水 垫 层 ， 两 侧 设 置边 缘 渗 在 沟 ， 对 于 路 表 排 水 中一 些 容 易 出 问 题 的 但
利 于排 除路面表面降水 从 有利 于排 水的角度 出发 ， 路基 横坡 和路肩横坡 的坡度值 宜都取高值 ， 但路基
横 坡 过 大 会 影 响 到 行 车 安 全 。 此 应 综 合
加 该部分排水系统的设计和施工的难度 。
相同， 但在超 高路段 ， 路肩 的横坡 方 向 硬
宜 与行 车道 相 反 ， 以避 免 将 硬 路 肩 积 水 汇 集 到行 车 道 上 。
１ ． ２正确选取超高渐变段 的合成 坡度 能避免路表局部积水 程 建设 也成为立 功竞赛 活动 的重要载 体
路面排水设计
该方案设计很好，但后期防撞护栏施工时易 破坏沥青涂层，导致水经中央分隔带渗入路面结 构。
整形，清理干净后涂粘层沥青
•
路 面 结 构
2）一般路段中央分隔带
什么东西？ 通讯电缆 凹型中央分隔带排水系统
超高路段中央分隔带排水 高等级公路超高路段上侧半幅路面的表面水不得横向漫流经过下侧半幅路面。超高路段上的中 央分隔带，除应满足一般路段上中央分隔带排水所具有的一切功能和要求外，还应设置拦截 和排泄上侧半幅路面水流的排水设施。
路面排水设计
路面排水系统的组成
路面表面排水设施主要由路面横坡、拦水带（或矩形边沟）、泄水口和急流槽组成。其 主要目的是迅速排除降落在路面和路肩表面的大气降水，以减少表面水下渗并防止路表积水影 响行车安全。
路面排水
路面排水系统 中央分隔带排水 路面结构内排水
边缘排水系统 基层排水系统
7.3.2.1 路面排水系统 为使渗入路面结构的表面水降至最少，并迅速地将其排除，需设置完善而有效的路
面排水系统。 路表排水系统的组成：
表面排水形式
挖方路段，横向漫流 填方路段，坡面漫流、集中排水
• 漫流排水
•
路线纵坡平缓，汇水量不大，路堤不高且坡面有较强耐冲刷能力时，应优先采用横向漫流分
散排放的排水方式。
• 工程上常以容许流速来表示坡面的耐冲能力。
• 采用横向漫流排水时，应计算坡面流速，并根据计算结果采取相应的防护措施。
通过每分钟水面下降量衡量渗水性能
◆2、设计方案 • 1）排水路面
超高侧是哪一侧？ 中央分隔带边缘排水系统
什么路段的排水设计图？
◆2、设计方案 • 2）普通沥青（）路面的排水基层
AC pavement
AC shoulder
路基路面排水设计
二、渗沟
渗沟及渗井用于降低地下水位或拦截地下水。当地下水 埋藏较浅或无固定含水层时，宜采用渗沟，如图5-20，图521，图5-22所示。
根据使用部位、结构形式，将渗沟分为填石渗沟、管式 渗沟、洞式渗沟、边坡渗沟、支撑渗沟、无砂混凝土渗沟。 填石渗沟，也称为盲沟，一般适用于地下水流量不大、 渗沟不长的地段，填石渗沟较易淤塞。
渗沟的排水孔（管），应设在冻结深度以下不小于0.25 米处。截水渗沟的基底宜埋入隔水层内不小于 0.5米。边坡 渗沟、支承渗沟的基底，宜设置在含水层以下较坚实的土层 上。寒冷地区的渗沟出口，应采取防冻措施。渗沟、渗井的 断面尺寸，应根据构造类型、埋设位置、渗水量、施工和维 修条件等确定。渗沟侧壁及顶部应设置反滤层，底部应设置 封闭层。
边沟的横断面形式：有梯形、矩形、U形（或带盖板 矩形、U形）、三角形、碟形横断面，以及暗埋式边沟。
高速、一级公路边沟的底宽和深度不应小于0.6米，其 他等级公路不应小于0.4米。
2.截水沟（天沟）
设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当 处，用于截引路基上方流向路基的地面径流，防止冲刷和侵 蚀挖方边坡和路堤坡脚，并减轻边沟的泄水负担，保证挖方 边坡和填方坡脚不受流水冲刷。
二、路基排水的目的
路基排水的任务：
是将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度以内，保 持路基常年处于干燥状态，确保路基具有足够的强度与稳定 性。 设计： 地面水：排除和拦截于路基用地范围以外，防止漫流、 滞积或下渗。 地下水：予以隔断、疏干和降低，并引导至路基范围以 外的适当地点。
施工：
校核全线路基排水系统的设计是否完备和妥善，必要时 应予以补充或修改，应重视排水工程的质量和使用效果。
急流槽槽底每隔2.5～5.0米应设置一个凸榫，嵌入坡体 内0.3～0.5米，以避免槽体顺坡下滑。
某地高速公路路基路面排水工程结构设计图
路基路面排水设计
按照水力计算特点，跌水的基本构造可分为进水口、 消力池和出水口三个组成部分。如图5-13所示。各组成 部分的尺寸，由水力计算而定。
一般情况下，如果地质条件良好，地下水位较低，设计 流量小于1.0～2.0立方米/秒，跌水台阶（护墙）高度P，最 大不超过2米。常用的简易多级跌水,台高约0.4～0.5米，护 墙用石砌或混凝土结构，墙基埋置深度为水深 a的1.0～1.2 倍,并不小于1.0米,且应埋入冰冻线以下,石砌墙厚约0.25～ 0.3米。消力池起消能作用,要求坚固稳定，底部具有1%～2% 的纵坡，底厚约0.30～0.35米,壁高应比计算水深至少大0.2 米，壁厚与护墙厚度相仿。消力池末端设有消力槛，槛高 c 依计算而定,要求低于池内水深,约为护墙高度的1/5～1/4， 一般取c=15～20厘米。消力槛顶部厚约为0.3～0.4米，底部 预留孔径为5～10厘米的泄水孔,以利水流中断时排泄池内的 积水。
4.跌水与急流槽
跌水与急流槽是路基地面排水沟渠的特殊形式，用于陡 坡地段，沟底纵坡可达45°。
跌水的构造，有单级和多级之分，沟底有等宽和变宽之 别。 单级跌水适用于排水沟渠连接处，由于水位落差较大， 需要消能或改变水流方向。
较长陡坡地段的沟渠，为减缓水流速度，并予以消能， 可采用多级跌水。多级跌水底宽和每级长度，可以采用各自 相等的对称形，亦可根据实地需要，做成变宽或不等长度与 高度。
排水管可采用带槽孔的塑料管或水泥混凝土管。
管径按设计渗流量确定，但最小内径宜为15厘米（渗沟 长度不大于150米时）或20厘米（渗沟长度大于150米时）。
排水管周围回填透水性材料，管底回填料的厚度为15厘 米，管两侧的回填料宽度不宜少于30厘米。透水性回填料可 采用粒径5～40毫米的碎石或砾石，但粒径小于2.36毫米的 细粒含量不得大于5%。 在渗沟的迎水面沟壁处应设置反滤织物。
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H IGHWAY现代公路
河北省交通状况概述
河北省位于华北地区，环绕京津两大城市，东临渤海，西临山西，南临河南，东南与山东毗邻，北与内蒙古接壤，东北与辽宁相接，既是首都北京与全国各地联系的必经之路，也是东北经济区与关内各省、市、自治区相联系的走廊，更是晋煤外运和华北进出口贸易的主要通道，其地理位置在政治、经济、国防上具有十分重要的意义。
随着交通量的增加和汽车荷载重量的增大，对路面的整体强度、平整度特别是排水性能提出了更高的要求，由于半刚性基层具有强度高、稳定性好、刚度大等特点，因此在高等级公路路面结构层中广泛采用了半刚性基层。
然而其不足之处是其性脆，抗变形能力差，在温度或湿度变化及在荷载作用下容易产生开裂，路基水毁情况较为普遍。
河北省的气候特点是冬季寒冷少雪气候干旱，夏季炎热多雨。
但就河北省境内而言其气候条件差异很大，如南部衡水地区、邯郸地区与北部的张家口地区气候有很大的差异。
就同一地区而言，平原与山地的气候也有很大的差异，北京以南地区承德，西部太行山区张北地区自然条件对公路工程的影响有冻胀、翻浆、水毁、地震、秋雨季路基中的水分增加，春季升温快，翻浆时间短。
软土分布广，路基强度低，筑路材料缺乏，夏秋水毁病害多，地震、泥石流、水毁、潜流路基强度高等是公路的主要病害。
因此，在对河北省境内路面排水状况调查的基础上，分析气候因素对各区域路面排水的影响，确定河北省路面排水结构设计，减少水毁破坏具有重要意义。
本文主要研究石家庄以南地
区的典型路面结构排水设计。
排水设计
随着高等级、重交通道路的不断
发展，为确保路面质量，延长其使用寿
命，实现安全、舒适、高速的目的，必
须采取切实有效的路面排水措施。
路面
水如不能及时有效地排除，在路表面就
会形成一层水垫层，降低路面的抗滑性
能，而且高速行驶车辆尾部产生的水雾
阻碍驾驶员的视线，影响高速行车安
全，故公路交通雨天事故率相当高。
另
外，路面水还会通过路面裂隙、接缝或
面层空隙下渗至基层、底基层、土基，
导致路面过早破坏，影响其使用寿命，
严重者还会影响路基的强度与稳定。
由
此可见，水毁是引起公路路面病害的主
要原因。
要解决路面排水问题，需做好两
个方面的工作。
一方面做好路面表面的
排水工作，使路表（包括中央分隔带）
范围的水尽快排出；另一方面要改进路
面结构，对路面材料、级配和构造进行
优化，必要时设路面结构内部排水设
施，使路面既具有防渗、防滑性能，又
有良好的排水性能。
表面排水设计
漫流排水方式
在汇水量不大，路堤不高(即坡面
水流路径不长、流速不大)，路线纵坡
不大(即合成坡度不大)，坡面耐冲刷能
力强(坡面采用防护措施)的情况下，应
优先采用横向漫流分散排放的方式.。
在目前所建设的高等级公路中，
工程技术人员对路堤坡面均采用了防护
措施，但是，不同的坡面防护型式，工
程上常采用容许流速来表示坡面的耐冲
刷能力。
在设计过程中，可以采用横向漫
流分散排水的方式，但必须计算坡面流
速，并采取相应的防护类型；也可根据
所采用的防护类型，确定坡面容许流
速，然后根据计算坡面流速决定是采用
漫流排水的方式还是集中排水的方式。
集中排水方式
当横向漫流的路面表面水在进入边
坡坡面时流速过大，有可能对路堤坡面进
行冲刷，或为适应该流速，须较大提高对
坡面防护工程的要求而不经济时，应采用
将路面表面水汇集在拦水带内，通过泄水
口和急流槽集中排放的方式。
设置拦水带，路面表面水便会汇
集在带内而形成积水。
由于路面纵坡较
小或路面不平整，使积水时间较长时，
会使积水区域的路面长期处于水的浸泡
之中，从而使路面及土基长期处于饱和
状态，加速了该部分路面的水损；而当
积水量大时，过水断面内的水面会漫过
路肩，侵入行车道路面，从而影响到行
车的通畅和安全。
因此，在设计降雨强
度下，对于高速公路和一级公路，过水
断面内的水面只能覆盖路肩宽度，以保
证行车道无积水。
为满足这一要求，设
计中应进行一系列的水文计算和水力计
算，使设计做到有理有据，保证高等级
公路汽车行驶的安全和高速。
路面边缘排水系统
路面边缘排水系统是将渗入路面
结构内的自由水，先沿路面结构层的层
间空隙或某一透水层次横向流入由透水
性材料组成的纵向集水沟，并汇流入沟
典型路面结构的排水设计
文/郭彦勇
TRANSPOWORLD 2012No.21(Nov)
150
中的带孔集水管内，再由间隔一定距离布设的横向出水管排引出路基。
这种方案常用于基层透水性小的路面。
目前，高等级公路建设中通常采用的半刚性基层均为透水性小的基层，因此，设置边缘排水系统，便于将面层-基层-路肩界面处积滞的自由水排离路面结构。
然而，自由水在路面结构层内沿层间渗流的速率要比向下渗流的速率慢许多倍，并且部分自由水仍有可能被阻封在路面结构内，因而，边缘排水系统的渗流时间较长，路面结构处于潮湿状态的时间要比排水层排水系统长许多。
在此情况下，防止路面表面水进入路面结构内，显得尤为重要，为此，我们在高等级公路设计中，采取了一系列措施，以使表面水的渗入量最小。
例如，设置完善的路面表面排水系统；对水泥混凝土路面选用优质的接缝板和填缝料；为防止唧泥、错台，基层采用水稳定性好、耐冲
刷的材料；对沥青混凝土路面采用密级
配沥青混合料，可能的提高沥青混合料
的水稳定性；为防止唧泥、面层反射裂
缝，基层采用水稳定性好、耐冲刷、干
缩性小的材料；并且在多雨地区，我们
在面层与基层之间设置下封层，以防渗
入水侵蚀基层。
当然，采取这一系列措
施，并不是说明边缘排水系统没有设置
的必要，因为，无论我们采取什么措
施，只能尽可能地减少表面水的渗入
量，而不能完全阻止表面水的渗入(沥
青混凝土存在空隙率及各种裂缝，水泥
混凝土路面存在路面板之间的接缝)，
所以，我们必须在开始出现任何损坏之
前，就迅速地将其排除。
排水基层的排水系统
排水基层的排水系统是采用处治
碎石做上基层，使渗入路面结构内的水
分先通过竖向渗流进入排水层，然后横
向渗流进入纵向集水沟和集水管，再由
横向出水管排引出路基。
这种排水系统
由于自由水进入排水层的渗流路径短，
在透水材料中的渗流速度快，其排水效果
要比边缘排水系统好得多。
排水基层设在
面层下，作为路面结构的基层或基层的一
部分，共同承受车辆荷载的作用。
结论
对石家庄以南地区的国省道公路
交通量、使用情况、设计情况等进行分
析并结合当地的实际情况，排水基层排
水系统其排水效果要比边缘排水系统好
得多。
排水基层设在面层下，作为路面
结构的基层或基层的一部分，可以共同
承受车辆荷载的作用。
作者单位：石家庄市张石高速公路筹建处
高速公路路基质量极大的影响着高速公路使用性能，所以，在路基施工时要严格的按照规范进行，不同的路基应该采取相应的合理的措施及质量控制方法，确保路基工程的正常营运。
本文结合了高速公路路基施工的实践，简单的对路基施工的技术和质量控制的方法进行阐述。
前言
工程的质量能够直接影响工程建设的成败，路基施工是高速公路工程施工的重要部分，它不仅是路线主体，还是路面基础，路基施工的质量直接关系到高速公路使用的效果，因此，提高路基施工的质量水平，是确保高速公路工程施工质量的前提。
路基施工中土石的工量比较大，每公里需要高达数千、上
万方。
施工的程序较复杂，挖、填、
弃，更是和排水、防护、等工程交错连
接、密切关联，同时还受到地质、地
貌、环境等影响。
在施工中，若发生不
慎，就会造成严重的质量后果。
所以，
要使路基坚固且稳定，就一定要科学施
工，才能保证路基工程达到高质量的要
求，也对降低成本和提高效益有着非常
重要的意义。
高速公路路基施工前的准备
高速公路路基在施工前应该做好
临时排水工作，同时还要和线外永久的
排水系统进行结合，使排走雨水不进入
农田和耕地，也不能使其冲刷路基。
在
路堤填筑的范围里要按照设计和规范的
要求做好地面的清理和软基处理，还要
按规定进行路面的整平和压实工作。
测
量队要按设计资料进行导线复测的工
作。
原有的导线点无法满足施工的要求
时，要对其加密，保证道路在施工的整
个过程中相邻的导线点可以互相通视，
导线点应该与相邻的施工段闭合，导线
点的精度要符合规范的要求。
完成导线
复测的工作后，要及时的恢复路线中桩
和边桩，搞好边坡的放样，在填3层后
就恢复一次中桩，在拉出边桩，达到控
制边坡的坡比目的。
试验室应该在路基
工程的范围里对地质水文的情况进行科
学的调查，进行取样试验，确定性质与
范围。
对挖方、料场和借土场的路堤填
料试验有：CBR值；密度；含水量；颗
粒大小的分析；相对密度；土的击实；
高速公路路基施工技术及控制方法
文/周文瑞
2012年第21期151
(11月上)《交通世界》。