滬寧高速公路江蘇段排水與防護設計
發布時間：2010-01-14 共2頁
3 路面排水
路面排水設計是高速公路路面設計的重要組成部分，一方面，由降雨形成的路面水膜影響車輪與路表面的接觸，車輛高速行駛時，易使車輪產生液面滑移（即“水漂”），且高速行駛的車輛尾部易形成水霧，影響駕駛員的視線，易發生交通事故，影響高速行車安全；另一方面，路面水若不能及時排除，還會透過路面面層滲入到基層，這樣易使基層軟化、沖刷和唧漿，影響路面的整體強度，最終導致路面過早破壞。滬寧高速公路地處長江下游，降雨量較大，因此尤需重視路面排水設計。
3.1 一般路段的路面排水
一般路段是指不設超高的路段。路面排水根據路線縱坡采用分散漫流式和集中截流式2種形式。當路線縱坡＜0.3%時，路面排水采用分散漫流式，路緣石采用水泥混凝土的平緣石，路面水沿縱坡和橫坡經路堤邊坡排入邊溝；當路線縱坡≥0.3%時，路面排水采用集中截流式，在硬路肩邊緣土路肩范圍內設置瀝青混凝土攔水緣石，匯集路面水，每隔一定距離經泄水口流入邊坡急流槽，排至路基邊溝。急流槽設置間距見表1。
急流槽設置間距表1
| 路線縱坡（%） | 0.3—0.5 | 0.5—0.8 | 0.8—1.0 | ≥1.0 |
| 急流槽間距（m） | 30 | 40 | 50 | 60 |
3.2 超高路段的路面排水
設置了超高的路段，路面水易浸占超高側行車道，并穿過凸形中央分隔帶緊急開口進入另一側行車道，從而影響行車安全，故應及時排除超高側匯集的路面水。滬寧高速公路在超高側行車方向左側路緣帶設置了縱向排水溝，并每隔一定距離設置了集水井及橫向排水管，這樣超高側路面水沿縱坡及橫坡流入縱向排水溝，并經集水井、橫向排水管流入邊坡急流槽，再排入路基邊溝。
急流槽設置間距表2
| 路線縱坡（%） | 0.3 | 0.5 | 0.8 | 1.0 | 1.5 |
| 急流槽間距（m） | 90 | 120 | 150 | 170 | 250 |
3.3 中央分隔帶排水
滬寧高速公路中央分隔帶采用凸形，雖然大部分降水通過凸形中央分隔帶可自排到路面上，但仍有小部分水會滲入到中央分隔帶內，必須引起重視。滬寧高速公路在中央分隔帶范圍內的路基及路面結構層上涂雙層瀝青，以阻止滲入到中央分隔帶回填土中的雨水進一步滲入路面結構層及路基，并在中央分隔帶底部設縱向碎石盲溝（碎石粒徑不大于4cm，含泥量不大于3%），并在路兩側每隔100m左右交錯設置了直徑為5cm的橫向硬塑管，使雨水排出路基范圍。硬塑管進口處用土工布包裹，碎石盲溝上鋪土工布以便與回填土隔離（如圖4所示）。
設計中應注意如下兩點：因中央分隔帶中需設置通信、監控用人井，這些人井會隔斷縱向碎石盲溝，為不影響中央分隔帶的排水，應將人井前的橫向排水管移至人井壁，并在迎水側的人井壁涂瀝青以防雨水滲入人井中；遇到橋梁、通道等構造物時，應在構造物的兩端各增設一道橫向排水管，以防止碎石盲溝中的水沿縱坡匯集于構造物臺背，使臺背填土淘空，造成橋頭跳車。
3.4 路面結構排水防滲措施
滬寧高速公路面層為三層不同類型的瀝青混凝土，基層與底基層均為半剛性材料，由于無論何種類型的瀝青混凝土面層總會透水，且半剛性基層的反射裂縫將加大瀝青混凝土面層的漏水，如不及時將水排除，水將浸入到半剛性基層，并嚴重影響其穩定性，從而影響路面的整體強度。因此，滬寧高速公路在基層頂面設置了瀝青封層，以減少半剛性基層的反射裂縫對瀝青混凝土面層的影響，并阻止透過瀝青混凝土面層的水進一步浸入基層。
為排除瀝青封層上的積水，滬寧高速公路在土路肩內設置了外包土工布的縱、橫向排水盲溝（盲溝內填料為：在5～6cm厚的斷面處用1～2cm碎石，在15cm厚的斷面處用2～4cm的碎石）。a型適用于路線縱坡＜0.3%路段，b型適用于路線縱坡≥0.3%路段。橫向盲溝的間距按表3采用。
橫向盲溝間距表3
| 路線縱坡（%） | ＜0.5 | 0.5～1.0 | ＞1.0 |
| 橫向盲溝間距（m） | 10 | 15 | 20 |
4 路堤邊坡防護
4.1 一般土質路堤
滬寧高速公路路堤填料主要為具有不同含水量的粘性土，由于填土比較高，故須重視邊坡防護，而坡面的防護型式應結合路面排水作綜合考慮。滬寧高速公路規定，采用分散漫流式路面排水的路段，邊坡采用厚25cm7.5級漿砌片石襯砌拱防護（下墊10cm砂墊層，拱內植草，下同）以防止邊坡受沖刷，當路堤高度＜6m采用單層襯砌拱防護，≥6m的則采用雙層襯砌拱防護；路面排水采用集中截流式的路段，路基邊坡一般采用植草防護。為防止高路堤邊坡受沖刷，要求路堤高度為4～6m的采用單層襯砌拱防護，＞6m的則采用雙層襯砌拱防護，且宜將雙層襯砌拱防護的上、下兩層襯砌拱錯開布置。
4.2 粉土路堤
滬寧高速公路丹陽段有約14km粉土路段。由于該土質邊坡極易被雨水沖刷，為探索其較有效的防護方式，以確保路基路面的穩定，在這一路段共進行了滿鋪漿砌片石護坡、現澆水泥混凝土薄板護坡、法式嵌鎖型混凝土預制塊干砌護坡和日式長方形混凝土預制塊干砌護坡等4種防護形式的試驗，各種防護形式的試鋪長度均為50m。試驗結果見表4。
表4
| 類型 | 滿鋪漿砌片石護坡 | 現澆混凝土薄板護坡 | 法式嵌鎖型混凝土預制塊干砌護坡 | 日式長方形混凝土預制塊干砌護坡 |
| 優點 | 1.結構堅固耐久2.防護性能好3.外表較整齊美觀 | 1.整體性較好2.防護性能好3.外表平整美 | 1.鋪筑速度較快2.表面線條順適 | 1.施工速度較快2.外表整齊美觀 |
| 缺點 | 1.砌筑工程量大2.費工費料費時 | 1.施工有一定難度2.混凝土薄板易開裂 | 1.模板制作難度大2.預制塊易損壞3.防護性能差 | 1.預制塊易損壞2.防護性能差 |
由試驗分析：混凝土預制塊干砌護坡具有施工速度快的優點，但預制塊間的縫隙滲水，易使邊坡局部淘空，使其喪失防護作用；現澆混凝土薄板護坡表現了良好的使用性能，在揚（州）—江（都）一級公路已成功應用，但高速公路規范無此防護形式，且薄板難以避免裂縫，隨時間推移是否繼續擴展也難預料，故存在隱患，不宜大規模采用；滿鋪漿砌片石護坡造價雖高，但防護性能好、外表美觀，高等級公路使用有成熟的經驗，因此，滬寧高速公路最終選用了此種方法。為防止砌體萬一沉降開裂而導致雨水沖刷，將傳統的10cm砂礫墊層改為一層有紡土工布。實踐證明，這種防護方法能有效地防止雨水對粉土邊坡的沖刷，而確保路基的穩定。
4.3 石質路堤
滬寧高速公路南京段地處寧鎮山脈丘陵地帶，部分路堤填料為風化的泥質頁巖、弱風化的石灰巖及風化的砂巖等。針對不同的填料，路堤邊坡采用了不同的防護方式。由于風化的泥質頁巖水穩性差，為防止邊坡沖刷，采用厚30cm7.5級滿鋪漿砌片石護坡防護；弱風化的石灰巖中，已風化部分水穩性差，未風化部分比較堅硬，刷坡困難，故邊坡采用了7.5級漿砌片石矮擋墻臺階式護坡（臺階設外傾4%泄水孔，階內設碎石反濾層），為增強美觀，臺階頂面填土20cm，做成2%向外傾斜的橫坡并植草防護；風化砂巖則水穩性較好，因此，邊坡采用20cm×20cm的20級混凝土空心六角形預制塊防護（空間填土植草，下同）。
從實踐應用，該防護能有效地防止雨水浸入，確保填石路堤的穩定。
4.4 橋頭路堤
滬寧高速公路橋頭填土普遍較高，路堤如得不到防護，則邊坡易被沖刷，甚至淘空導致臺后填料流失，危及橋臺，影響行車安全和舒適。為此，要求橋臺外10m長的橋頭路堤采用厚30cm7.5級滿鋪漿砌片石護坡（下墊10cm砂墊層，下同），橋頭設人行踏步，兼作橋頭排水急流槽，以確保路堤不受沖刷。
4.5 浸水路堤
滬寧高速公路沿線區域河網密布，路段多為壓河、塘的浸水路堤，為確保路基穩定，邊坡采用厚30cm7.5級滿鋪漿砌片石護坡，其高度應在設計洪水位以上0.5m。
5 路塹邊坡防護
土質挖方段的路塹，上邊坡主要采用25cm7.5級漿砌片石襯砌拱或20cm×20cm的20級混凝土空心六角形預制塊防護；石質挖方段主要采用護面墻或漿砌片石護面防護，上邊坡應分級防護，護面墻每5m高為一級，設置2m寬平臺及40cm×40cm的平臺截水溝，挖深不足5m的設漿砌片石護面，坡頂用寬0.25m漿砌片石鋪砌，其外側再用原土夯實，以免邊坡水流沖刷，滲入墻后引起破壞。護面墻及漿砌片石護面縱向每隔10m設置一道2cm寬的沉降縫，并用瀝青麻絮填塞縫隙，且上、下、左、右每隔2m交錯設置10cm×10cm的泄水孔，孔后設反濾層。
6 土路肩及護坡道防護
滬寧高速公路路基邊坡原設計砌石防護（含滿鋪漿砌片石、漿砌片石襯砌拱、空心六角形混凝土預制塊），其漿砌片石壓頂伸入土路肩內0.25m，由于難以保證路基邊緣線完全符合設計線形，造成彎彎曲曲而影響美觀。為此，將全線砌石防護段邊坡壓頂改澆為4cm20級細石子混凝土，為保證線形順適，必須采用兩側立模進行現澆。同時，為防止土路肩滲水而危及路基路面，對其裸露土部分也采用4cm20級細石子混凝土進行硬化處理。實踐證明，這一處理效果很好。滬寧高速公路的護坡道主要采用植草防護。
7 結束語
排水與防護設計是高速公路設計的重要內容之一，應根據公路等級、降雨強度、地下水、地形、地質、土類、材料來源等情況綜合考慮，合理布局，因地制宜地選擇經濟、合理、美觀、實用的工程措施，確保高速公路的穩定和高速行車的安全，同時達到與周圍環境協調、美化高速公路的效果。我國高速公路建設方興未艾，但由于高速公路的排水與防護還沒有較成熟的經驗，尚需建設、設計、科研、施工、監理等方面共同努力，在實踐中不斷探索、總結，以提高我國高速公路的建設質量。
