防排水设计是公路混凝土路面设计中的重要组成部分.本文阐述了西北地区混凝土路面在排水设计中存在的问题,并就这些问题提出相应的解决对策以提高公路的防排水性能.

关键词:混凝土路面 排水设计 问题及对策

中图分类号:U416 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)08(a)-0116-01

随着社会经济的不断发展,我国的公路建设取得了可喜的发展,尤其是西部公路建设.但随之也出现了种种公路病害,危害路基工程.其中水是危害公路的主要自然因素,也是沥青混凝土路面早期损坏的主要原因之一.混凝土路面所出现的各种病害,如坑槽、松散、剥落、龟裂等均与水的侵蚀有关.因此,如何避免地下水和地表水进入路面结构,并有效地将进入路面结构的水分尽快排出,已成为混凝土路面结构设计过程中的主要内容.

1. 西北地区混凝土路面在排水设计中存在的问题
路面排水系统:福州路面排水系统(1)路表排水设计中的问题.降落在路面表面和路肩表面的降水若不能迅速排走,一方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,另一方面会因路表积水时间过长而加速沥青混凝土面层的损坏.从目前的状况来看,降落在地面的水大部分沿路面的横向和纵向坡度流向路肩和路基外,还有相当一部分水通过裂缝、接缝、路面混合料的孔隙渗入路面结构内部.而相当多的公路在论文范文分隔带的排水设计中,论文范文分隔带与路基接触的周边未做防水、排水处理,这样论文范文分隔带区域势必形成滞水带,最终将这些水分渗透到路基土层内部,对路基造成严重危害.

(2)路基排水设计中的问题.在公路运营的实际状况中,边沟与截水沟出现的问题最为常见.许多边沟在长度、坡低坡度及断面的尺寸中设计不符合要求,导致降水不能及时排除路面,过多的水分渗入路基,长期浸泡引起路基沉陷,使路基失去稳定性和使用性能.

(3)抗滑表层和下面层设计中的问题.公路设计人员在沥青混凝土路面结构设计中,往往将中面层设计为Ⅰ型密级沥青混凝土,如AC—20Ⅰ型等,而下面层则设计为空隙率较大的Ⅱ型沥青混凝土,如AC—25Ⅱ或AC—30Ⅱ型,他们将采用*—13型或*—16型为抗滑表层.但事实上,为了满足构造深度这一指标,施工方在抗滑表层的施工过程中,往往减少压实遍数,降低碾压温度以追求表面平整度,从而使其实际空隙率增大.因此,只要遇到降雨,抗滑表层内部往往积水较多,同时,由于路面开裂及表面水少量的渗入,使得不少水分滞留在混合料的空隙中,这样,下面层基往往泡在水中.这样,常期的积水浸泡使得集料之间的黏结力丧失,久而久之,则会出现坑槽、松散等现象破坏路面.

2. 排水不畅对路基、路面的危害
路面病害都不同程度地与地表水和地下水侵蚀有关,水的作用加剧路基和路面结构的损害,缩短了它们的使用寿命.(1)自由水渗入路基,使无粘结粒状材料和地基土的强度降低,承载力下降,(2)由于移动车辆产生高动力压力,也会引起基层的细颗粒产生唧泥,出现脱空、错台、开裂等现象,(3)自由水渗入混凝土路面基层内,使基层强度降低,承载力下降,(4)对冰冻地区,排水不畅将会使路面发生冻胀破坏,(5)路面排水不畅使行驶中的车辆明显感到滑移,影响司机行车安全[1].

3. 完善公路排水采取的对策
3.1 边沟排水的结构型式
从我国目前的状况来看,高等级公路切方路段普遍采用60cm宽深的梯形边沟,为防止边沟水的倒灌渗入路面结构层,公路在施工的过程中,可采用在边沟下设置矩形渗沟或加深边沟.

3.2 路面结构层内部排水对策
一般而言,路面结构层排水系统分路面边缘排水系统和路面排水层排水系统.如果将渗入路面结构层内的水分,先沿路面结构层的层间间隙或层内空隙横向渗流入由透水性材料组成的路肩纵向集水沟,再集中排出路外,这种排水系统称为路面边缘排水系统.为提高公路的防排水性能,在公路施工的过程中,可根据道路的实际情况,来确定路面边缘排水系统和路面排水层排水系统[1].

3.3 地下水的排水对策
对地下水的排水,一般采用盲渗沟的渗透方式.具体做法是将地下水汇集于沟内,并将水排到指定地点.实践证明盲渗沟能疏干表层土体,截断及引排地下水,降低地下水位,增加坡面稳定性,并能防止地下细颗粒土壤被冲移动作用.为此,可在地下水位高而路基填土又受限制的地方,在施工的过程中可沿两侧设置盲渗沟来降低地下水位,达到防排水的功能[2].

3.4 提高沥青混合料抗渗性能的对策
水损害路面的一个原因还与沥青混合料抗渗性能不高有关.许多道路在施工的过程中,沥青混凝土面层厚度与最大粒径不匹配,导致路面出现松散的现象.因此,应将路面抗渗性能作为一个重要的指标来控制,尤其是沥青混合料应从原材料的选择、配合比的确定到施工中摊铺与碾压的控制,从而提高路面的耐久性能.(1)提高沥青性能的方法.提高沥青的抗渗性首先要提高沥青黏附性.那么在施工的过程中,可采用改性沥青、掺加抗剥离剂,并在矿粉中掺加适量的水泥或磨细生石灰粉,这对提高沥青混合料水稳定性都将会起到明显作用.(2)选择适当级配范围的方法.在施工的过程中,设计人员往往从选择适当级配上考虑,提高沥青用量及提高4.75mm～9.5mm规格集料的用量,这样做都将会提高混合料的抗渗性,但还有一个因素要考虑进来,那就是应考虑其高温稳定性能指标能否达到要求,这一点至关重要.

3.5 防止下封层的渗水对策
公路施工人员都知道,下封层的主要作用是防止进入沥青混凝土路面的水分下渗到基层中.就目前的状况来看,下封层一般采用层铺法施工的单层式沥青表面处置,这种方法可以阻止一部分水分下渗,且方便快捷、施工容易,但却不能有效地阻止水分下渗.那么比较有效的做法是采用拌和法砂粒式沥青混凝土,或在洒布透层沥青后,在基层顶面铺设有纺土工布.为进一步修正基层的平整度,可用轻型光轮压路机来回碾压直至下面的沥青泛至土工布表面,这样做的目的是有效阻止面层或透水基层中的水分侵入到基层中,真正起到防水作用.

总之,公路排水设计是公路设计的重要内容之一,公路的排水设计对路基的稳定性及路面的使用寿命具有显著的影响.为此,设计人员在设计过程中,要综合考虑各种影响设计的因素,如公路等级、降雨强度、地下水情况、地形地质、施工现状等,力求设计符合实际情况,这样才能确保公路的稳定性和行车安全,达到经济、合理、高效的目的.

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