公路立体排水系统是什么?有何作用?

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公路立体排水系统是什么?有何作用?

admin 2021-03-12 2809


摘要:建立公路工程中对排水设施布设方法的研究已经迫在眉睫,如何在改扩建过程中布设合理的道路排水系统,使道路始终保持干燥稳定的状态是现在亟待解决的课题。  关键词:公路;排水系统;立体

  一、常见路面内部排水系统公路排水设计手册中建议年降雨量大于250~的地区修建二级以上公路时应布设路面内部排水系统。在道路改扩建时,给原有和新建道路加设路面内部排水系统,可以起到排除下渗到路面结构内部水分的作用。常见的路面内部排水系统有排水基层排水系统和路面边缘排水系统两种。排水基层排水系统的效果优于边缘路面排水系统,但边缘排水系统对于老路改建有其独特的优点。1.1排水基层排水系统排水基层排水系统在排水基层边缘设置纵向排水集水沟和集水管,再在间隔一定距离的地方设置横向出水口,将渗入到排水基层的水排出。也可将排水基层铺设成全宽式,不设纵向集水沟、集水管和横向出水管,渗入排水基层内的水分直接排出路基外。全宽式排水基层在坡面出口处易被杂物堵塞,通常使用几年后便不再排泄渗入水,造成路面结构特别是路肩更容易产生损坏。1.2路面边缘排水系统路面边缘排水系统的功能就是将渗入到路面结构层内部的水,通过结构层的连通空隙或某一排水结构层向横向渗流到路面边缘,再排到路基以外。为便于排除渗流至路面边缘的水分,可在路面边缘的土路肩内设置纵向碎石盲沟。边缘排水系统非常适用于基层透水性小的水泥混凝土路面,因为水泥混凝土路面板边和角隅处,由于沉降、翘曲变形等经常出现面板与基层脱空,下渗的自由水往往积聚在脱空部位,设边缘排水系统后可将面层—基层—路肩界面空隙处积聚的自由水排出路面结构。对边缘排水系统的使用效果观测结果显示,设置路面边缘排水设施后,路基湿度降低,模量提高,路面的寿命随之增加。但边缘排水系统的纵向排水沟容易被细粒堵塞使排水的效率降低,特别在旧混凝土面层含有较多细粒时,更容易产生堵塞现象。另外,边缘排水系统仅能排除一部分渗入路面结构内的自由水,还有一部分残留的自由水仍被封闭在路面结构内部,使路面结构处于潮湿状态,对道路结构产生破坏。

  二、常见的中央分隔带排水方法中央分隔带的排水方法有很多种,目前常用的方法有:中央分隔带铺面、中央分隔带内设排水设施、锯槽防渗墙、碎石排水墙、结合渗水井中央分隔带内设双向向内横坡等。2.1中央分隔带铺面中央分隔带铺面是将分隔带封闭,不让水分进入的一种方式。常见的铺面方法有水泥混凝土预制块封闭、设置沥青石屑分层等。中央分隔带铺面的优点为:投资较小、施工方便;一定时期内能有效阻隔地表水下渗。缺点为:易产生缝隙使地表水下渗、水渗入后无法排出;对于改扩建道路,中央分隔带原有的水分无法排出;增加了路面表面排水量,使路面水膜加厚,不利于行车安全;景观效果差。为了克服封闭中央分隔带缺点,国内有个别工程在中央分隔带上浇注专门的绿化平台。2.2分隔带内设置地下排水设施中央分隔带表面未采用表面排水措施时,应在分隔带内设置地下排水设施来汇集渗入水。这种方法的优点为:规范的推荐的方案,技术成熟,可参照的工程实例多;下渗到中央分隔带内部的水可通过渗沟和横向排水管排出,能减小下渗水对路基的危害。缺点为:改建道路时工程量较大;由于原有道路的存在,横向排水管设置困难;同时将中央分隔带的水引入路基存在一定的危险性;开挖中央分隔带的废料污染环境。2.3锯槽防渗墙锯槽防渗墙是设置在中央分隔带两侧的一种隔水措施,主要是防止水分通过分隔带进入路基路面结构中,引起道路水损害。锯槽防渗墙的优点为:墙体厚度小(厚度一般不超过300mm)、施工简便、速度快、消耗少、防渗效果好。缺点为:只有单一的防渗作用;与路基弹性模量相差大,刚性材料防渗墙易受外力影响产生裂缝,大大地降低其防渗效果;缺乏实际的应用经验。防渗墙一般情况下是水利工程大坝、堤防、围堰等水工建筑物防渗的一项重要技术工艺,近年也有用在高速公路工程中。2.4分隔带内设置双向向内横坡将分隔带表面做成向内的双向坡,汇集中央分隔带表面水,然后由路线纵坡排向泄水口,泄水口下设置集水井,再通过横向排水管排水路基范围。这种方法用于中央分隔带表面未采用封闭形式的路段,如果在中央分隔带作绿化带时采用这种方式,将会影响到绿化带景观的视觉效果。这种方法主要用于中央分隔带较宽的路段。

  三、建立公路立体排水系统措施3.1路面内部排水层设置路面内部排水基层,能够将积滞在路面结构内的水分迅速地排出道路结构外,同时路面内部排水基层能够有效防止基层的反射裂缝,防止路面开裂,因此适合用于改扩建的各种方案中,起到改善道路的使用性能,提高路面的使用寿命的作用。布设排水基层的情况有以下几种:①新建扩宽部分的应加铺排水基层。②原路面为水泥混凝土加铺沥青罩面的,应在原路面上加铺排水基层,与新建扩宽部分的排水基层连为整体,然后统一加铺沥青面层。③原路基承载力和稳定性足够,但路面损害较为严重的,可将原路面挖除,与拓宽部分统一加铺排水基层和面层。3.2中央分隔带碎石排水墙中央分隔带排水不良,部分表面水通过中央分隔带内的填土下渗,向两侧渗入,使路面基层和路基在渗水中长期浸泡,在车辆荷载的反复作用下,路基向下沉陷,失去支撑作用,直接影响路基、路面的稳定性。中央分隔带碎石排水墙能够有效的排除中央分隔带下渗水,且排水效果明显优于锯槽防渗墙,并且在道路改扩建中有独特的适用性。中央分隔带碎石排水墙主要适用于如下情况:①当原有中央分隔带排水不良,且将原有中央分隔带挖除重新布设排水设施较为困难时,可采用这种结构形式。②原路基为亚粘土且中央分隔带改建较困难的,应布设中央分隔带排水碎石墙。3.3新旧路拼接处的碎石渗沟新旧路拼接处布设碎石渗沟能有效的排除由于新旧路拼接不良的下渗水,同时能在一定范围内排除渗入到路基内部的水分。这种结构形式类似于道路边缘排水系统,其排除效果不及路面内部设置

塑料盲管又叫暗沟,是一种地下排水渠道,用以排除地下水,降低地下水位。用于在一些要求排水良好的活动场地,如体育馆地下水位高影响植物生长可以用盲沟。

排水基层。新旧路拼接处的碎石渗沟主要适用于以下两种情况:①新旧路容易产生拼接不良时。②原有路面采用水泥混凝土加铺沥青罩面时。3.4路基两侧边沟下设置截水碎石墙路基两侧积水很容易的通过渗透作用进入路基范围内,使路基产生水损害。设置截水墙后,水分无法通过截水墙而不得不向下渗透,在渗透到截水墙以下后才能进入路基范围,因此设置截水墙能在一定程度上降低路基两侧积水进入路基内部的可能性,减少由于路基两侧的积水而产生的路基失稳、边坡滑塌等病害发生的几率。路基两侧边沟下的截水墙主要适用于路基两侧有积水的情况。3.5路基碎石排水层以前的研究认为,路基碎石排水层的主要作用是阻隔地下水通过毛细作用上升进入路基填土中,防止地下水通过毛细水上升到路基,导致路基含水量过大,影响路基结构强度和整体稳定性,同时认为路基碎石排水层能够在一定程度上降低原路基含水量,起到排除路基内部水分的作用。路基碎石排水层主要适用的情况有:①地下水位较高,毛细作用严重的路基(如填土为亚粘土的路基)。②路基两侧有积水的情况。③原路基含水量较大时可布设路基碎石排水层,排除原有路基的水分。3.6砂砾垫层砂砾垫层是一种阻止地下水通过毛细作用上升到基层,防止毛细水对路基产生水损害的措施,在实际中应用较为广泛,技术比较成熟。其主要适于地下水位较高,路基毛细作用明显的情况下。砂砾垫层能够有效的降低路面基层的含水量,并在一定程度上能排除路基内部的水分,起到阻止水损害发生的效果。


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