公路排水设计规范汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇公路排水设计规范范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

前言

随着我国公路工程投资建设规模的快速发展，作为公路工程附属结构的涵洞的数量与日俱增。国内一些管理单位、高等院校以及设计单位通过对一些已建高速公路涵洞进行调查发现，相当多的涵洞存在病害，譬如：洞身不均匀沉降导致路面开裂；涵洞渗水、积水；洞身局部开裂；沉降缝错位、撕裂等等，不一而足。

1 涵洞定义

根据《公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)》(以下简称《通用规范》)第1.0.11条规定，桥梁和涵洞以单孔跨径5m为界，单孔跨径

2 设计规程、规范

与桥梁相比，涵洞的技术复杂程度较低、工程规模较小。但，因为它横穿公路，又不同于路外一般的排水构造物，结构措施不到位或地基处理不当都可能会产生病害并危及道路安全。

在《细则》颁布前，公路涵洞没有专用设计规范，仅在《通用规范》和《公路场工桥涵设计规范》（JTG D61-2005)中能见到一些原则性的、简单的规定，所占篇幅较少。设计人员采用的设计规范具有较大的随意性。结构设计人员往往首先采用自己最熟悉的本专业的规范，如：建筑结构规范、给排水结构规范、桥梁规范或水工规范等等，甚至经常出现混用不同规范体系的情况，这是很不合理的，可能导致设计结果在安全度、适用性方面留下隐患。随着《细则》的颁布实施，公路涵洞设计以公路体系规范作为设计依据，规范体系较为完整、全面，也更具针对性。

2.1 规程、规范的使用原则建议

2.1.1 建议以公路规范体系作为设计依据。

2.1.2 不同规范体系不能混用。虽然结构专业现行各规范体系基本都遵照以概率理论为基础的极限状态设计方法，但各规范体系所采用的目标可靠指标可能不同，如表1所示。各规范体系的材料强度分项系数、荷载分项系数、荷载组合规定、计算公式都不尽相同。显而易见，混用规范体系很容易造成设计结果的可靠度不足或偏大，因此，应避免这种做法。

2.1.3 各规范体系虽不能混用，但可以相互补充、局部引用。这主要指一些特定荷载的取值和计算方法、一些特定结构的结构分析方法、特定的构造措施等在不同规范体系之间的取长补短和相互借鉴。例如:过路圆形管涵的结构设计可以部分借鉴排水管道规范，因为排水管道规范关于管道及接口、管基的内容要比《细则》更为详尽，也更加权威。应该特别注意的是，为了避免混用规范体系，在局部引用其它体系规范时，一定要在设计依据中明确指出引用某规范的某一章节，甚至某一公式。那种将所能想到的规范名称统统列在设计说明书中的做法是不可取的。

2.2 建议采用的设计规程、规范

《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004) ;《公路涵洞设计细则》(JTG/T D65-04-2007);《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004);《公路桥涵地基与基础设计规范》(JT-GD63-2007) ; 《公路工程抗震设计规范》 ( JTJ 004-89);《公路污工桥涵设计规范》(JTG D61-2005) ;《给水排水工程埋地预制混凝土圆形管管道结构设计规程》(CECS 143 ：2002)第6一8章;《给水排水工程混凝土构筑物变形缝设计规程》( CECS117：2000);《混凝土结构耐久性设计与施工指南》 (CCES 01-2004,2005年修订版)。以上规程、规范应随着版本的不断更新采用最新颁布施行的版本。根据工程的具体情况，这些规范可适当取舍。

3 结构设计标准

3.1 设计基准期

《通用规范》第1.0.6条规定:公路桥涵结构的设计基准期为100年。

3.2 设计使用年限

国务院颁布的《建设工程勘察设计管理条例》第二十六条明确规定“编制施工图设计文件，应当满足设备材料采购、非标准设备制作和施工的需要，并注明建设工程合理使用年限”。

目前，我国公路体系规范对于桥涵结构设计使用年限未做规定，这不仅与国际惯例不符，也与我国《建设工程勘察设计管理条例》的要求相背离。国际上对桥隧等基础设施工程的设计使用年限多为100年，且有进一步延长的趋势。如:欧共体规定为100年，美国规定为不小于75-100年，日本建筑学会规范规定为100年；在国内，现行铁路、地铁规范明确规定为100年，工民建规范规定为5-100年，且均为强制性条文。显然，在这方面我国公路体系规范已欠全面。为了适应国际化发展趋势并满足国内法律法规的要求，公路桥涵逐步完善设计使用年限的规定势在必行，设计单位、设计人员对此应有足够的认识。

设计使用年限指的是“正常设计、正常施工、正常使用、正常维护”条件下工程在技术性能上能满足安全和使用要求的最低年限。可以看出，体现设计人员责任的最主要部分是“正常设计”，内容包括采用合适的设计基准期、采用正确的原则和方法进行承载能力极限状态、正常使用极限状态设计以及足够耐久性的设计。在设计文件中列出设计使用年限并非意味着设计单位或个人单方面对设计使用年限的独立承诺，它要靠设计、施工、管理与维护各方的共同努力来实现。

根据中国土木工程学会标准《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(以下简称《指南》)第3.2.2条，公路混凝土涵洞的设计使用年限分级为一、二级，对应的设计使用年限分别为100年、50年。见表2。

这样的规定是合适的，虽然涵洞的技术复杂程度较低、工程规模较小，但其维修、翻建或拆除不仅会影响路面结构，而且会影响到路基，不仅会造成较大的经济损失，对交通的干扰也很大，会严重影响道路的使用功能。

3.3 安全等级和结构重要性系数

建议涵洞结构的安全等级为二级，结构重要性系数γ0=1.0。

《通用规范》第1.0.6条、《细则》第9.1.2条规定:涵洞结构的安全等级为三级，结构重要性系数γ0=0.9，标准偏低，与《指南》规定的涵洞的设计使用年限不匹配。换个角度考虑，正因为涵洞在整个道路工程中所占比重较小，适当提高其设计标准还是划算的。

篇（2）

沥青混凝土拦水缘石作为高等级公路路面排水设施的组成部分，在国外很常见。我国自京津塘高速公路采用后，已在多条高速公路建设中采用，效果良好。但是，目前国内论及沥青混凝土拦水缘石设计与施工的文献资料不多，在设计与施工规范中，只提出了简单的要求。现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)中，有关沥青混凝土路缘石施工的要求，是参照美国路缘石规范(SS-3)的有关规定编写的，不尽周详。

1 设计目的

水是影响公路质量和使用品质和一大要素，设计完善的排水系统是十分重要的。路面排水主要是排出路面范围内的降水即路面径流，使之不冲刷填方边坡，保持路基稳定，提高路面的使用寿命，保证行车安全。对于高速公路来说，因其路幅宽，降到路面上的雨水量较多，排水不畅的路面将形成积水，高速行车会使积水雾化，迷雾遮挡驾驶员视线，增加行车事故。而且，积水会降低路面的抗滑性能，增加行车的危险性。另外，高速公路必须确保长年通车，以及路基、路面和各种结构物经久耐用，保持完好的路容，减少养护工作量。因此，在路肩外侧边缘处设置拦水带，拦截路面水流以形成侧沟，通过泄水口、急流槽将侧沟内的水排入路基外的排水沟，以达到既保障路面排水畅通，又防止路面漫流冲刷路堤边坡的要求。

2 设计原则

《公路沥青路面设计规范》(JTJ014-97)的6.2.3条“高速公路、一级公路的路面排水”中，将路面排水划分为路面排水、路肩排水和中央分隔带排水三个部分组成。路面排水设施由路面横坡、拦水带(或矩形边沟)、泄水口和急流槽组成，并对路面横坡、泄水口的设置作了一般性规定，对于拦水带的设置原则，没有提及。而《公路路基设计规范》(JTJ014-95)的4.4.3条“路肩排水设施”中，将拦水带作为路肩排水设施的一个组成部分，规定其纵坡应与路面的纵坡一致，“当路面纵坡小于0.3%时，可采用横向分散排水方式将路面水排出路基，但路基填方应进行防护；当路堤边坡较高，采用横向分散排水不经济时，应采用纵向集中排水方式，在硬路肩边缘设置拦水带，并通过急流槽将水排出路基”。这里对是否设置拦水带提出了两个概念：一个是纵坡0.3%，另一个是路堤边坡高度。

3 施工设备

沥青混凝土拦水缘石成型机，国内尚无成熟的产品，需进口，已配备该设备的施工单位也不多。待到施工前安排生产时再进口该设备，往往是措手不及。

从现有进口的该类设备来看，以美国产的Technotest沥青混凝土缘石成型机为例，其料斗很小，且相对位置高，施工中无法用运料车直接将拌和好的沥青混合料倒入料斗，而且因为配重的要求，料斗不能改大。通过实践，施工中一般在运料车后拖一低底盘平板车，进料时先由运料车卸一部分热料在平板车上，再由人工铲入料斗内。因此，一般需5～8个工人同时操作，且工作温度高，工人劳动强度大，沥青混合料也因摊铺时间长，易于冷却，影响质量。

另外，该设备无自行能力，其前进的力量来自挤压沥青混凝土成型时的反作用力，因此速度不快，一般只能达到2～3.5m/min，遇到弯道、上坡等情况速度更慢。除掉天气和检修时间等影响因素，通常情况下一天只能完成2km。而且，每行进20～50m还需停机一次，设置水簸箕以接上边坡急流槽，大大影响了行进速度。再加上该设备的螺旋输送杆、传动链条、挤压模型等均为磨擦易损件，需要经常维护、修补、更新，在使用中很麻烦。

4 进一步完善设计理论

目前，我国对暴雨状态下路面积水在路面合成坡度等因素的综合作用下如何流动，以及由此对公路本身造成的危害如何产生，尚没有充足的理论依据。依靠经验数据，对于各种相关因素之间的经济性分析更是无据可查。过去，部分专家以纵坡0.5%作为是否设置拦水带的界定标准。后为提高可靠度，将界定标准改为纵坡0.3%，这里虽然坡度只差0.2个百分点，但在工程数量上的差别却很大。

5 边坡防护综合设计

边坡防护有植草防护、干(浆)砌片石防护和衬砌拱防护等多种形式，因原材料、人工费用不同而使得各种防护形式的价格也高低不一。各地应结合当地的实际情况，对设置沥青混凝土拦水缘石进行综合分析、设计。对于一般性低矮路堤，且浆砌片石防护单价不高的情况下，可不考虑路面纵坡大小，均采取满砌防护而不设拦水带；或者可以依据地形并结合排水设计，将边坡改为局部缓坡，不设拦水带，而采用路面漫流排水方式；另外，从美观及施工方便角度出发，对于两个挖方段之间设置沥青混凝土拦水缘石长度不足100m的段落，也可不设，而相应加大防护工程的投入。总之，通过拦水带和边坡防护等从多方面加以综合分析比较，在节约投资、保证质量、节省工期的前提下，尽量减少设置拦水带的数量。

6 加强施工组织管理

在施工组织计划中，应尽早安排沥青混凝土拦水缘石的生产，提前落实施工设备、人员与施工方案，并在购置设备的同时预先准备充分的备件，落实专人负责，在施工过程中勤保养勤维护，保证设备最有效地工作。并且，应加强施工组织管理，合理安排生产，歇人不停机，尽量延长设备的运转时间，尽量减少对其它设施及整个工程的制约作用。

同时，建议我国的公路机械设备生产单位加紧对国产沥青混凝土缘石成型机的开发与研制，以满足我国日益增长的高等级公路的建设需要。

总之，对于高等级公路沥青混凝土拦水缘石的设计，应当立足于各地区自然条件、降水量和原材料的来源等情况，因地制宜，结合整个道路排水系统，从功能性、质量可靠性、经济性等多方面加以综合考虑，不可简单片面而造成浪费。目前，我国高等级公路的建设还处在发展阶段，某些设计理论和设计思想还不够成熟，各施工单位的施工方法及施工水平也不尽相同。只有各级公路设计、建设、管理等部门形成共识，深入研究，才能不断提高设计与建设水平。

参考文献

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一、引言

水土流失防治措施设计是生产建设项目水土保持方案的重点与核心，合理可行的措施设计可使工程防治责任范围内的水土流失得到有效控制，减少水土流失对项目区及周边环境的影响，改善生态环境，确保项目区生态、经济、社会的全面、协调发展，并为水行政主管部门的监督、检查和管理提供可靠的依据。即措施设计合理与否直接影响生产建设项目水土流失控制，并影响水土保持投资计算和效益分析的准确性。 本文经查阅截排水设施设计规范、设计手册、设计标准等，并结合实际工作经验，对生产建设项目水土保持方案中截排水设施的设计流程、排水标准确定、过流能力计算等进行分析，并通过一个案例说明截排水设施的设计流程和参数选择。

二、截排水设施设计流程

截排水设施设计流程一般包括5个步骤：

（1）在一定比例尺的地形图上量测汇水面积；

（2）根据生产建设项目所属行业的规定和要求，并考虑防护对象重要性等因素，确定排水标准，确定降雨历时，计算降雨强度；

（3）根据不同行业的要求，计算设计径流量；

（4）结合同类工程经验，初步确定截排水设施断面材质、尺寸，计算过流能力；

（5）判断过流能力是否满足设计径流量要求，若不满足，则需重新选择断面尺寸，直至过流能力满足径流量，并确保工程量最小。

三、截排水设施排水标准分析

1. 降雨重现期的确定。笔者参与过的水土保持方案涉及行业有水电、水利、公路、城市轨道交通、风电、输变电、园区类项目（如学校、工厂、开发区等），主要针对这些行业的截排水设施排水标准进行分析。

目前水土保持方案截排水设施设计依据的规范主要有《开发建设项目水土保持技术规范》（GB 50433-2008）＼《水电建设项目水土保持方案技术规范》（DL/T5419-2009）、《水利水电工程水土保持技术规范》（SL575-2012），《公路排水设计规范》（JTG/T D33-2012），《室外排水设计规范》（GB50014-2006）等，这些规范对永久截排水设施的排水标准，即设计降雨重现期取值一般有明确规定，但对于临时排水设施的设计却较少提及，导致不同设计人员在选择降雨重现期时标准不统一，以个人主观判断为主，使得项目现场内临时汇水不能有效排导，发生水土流失问题，即水土保持方案设计的临时排水设施不能有效为项目现场服务。

笔者根据多年水土保持方案设计经验，并在对已开工项目现场调查的基础上，对不同行业的临时排水设施设计进行分析：

（1） 由于水电水利类项目建设工期长，其枢纽、交通道路及施工临时设施场地周边临时排水设施的设计降雨重现期宜按5年一遇计算，若规模较大、占地较大的项目，宜按10年一遇计算；

（2） 公路项目因线路长度、等级不同而工期有1年、2年……不等，其路基两侧临时排水设施的降雨重现期宜按大于工期一年进行确定；

（3） 城市轨道交通项目建设工期较长，通常为5年左右，相应地其车站施工作业区等施工场地的临时排水设施的降雨重现期宜按5年一遇计算；

（4） 园区类项目即点型项目，建设工期通常为1～2年，其场地周边临时排水设施的设计降雨重现期宜按3年一遇计算；

（5） 风电、光伏、输变电等项目建设工期一般为1年，其临时排水设施的设计降雨重现期宜按2年一遇计算。

经初步分析，笔者认为生产建设项目临时排水设施设计的降雨重现期宜大于自身建设工期，但不可太大，否则确定的临时排水设施断面尺寸偏大，工程量大，不利于工程造价。

2.降雨历时的确定。截排水设施排水标准确定时，除需确定降雨重现期，还需要明确降雨历时取值，根据《公路排水设计规范》（JTJ 018-97），降雨历时即设计控制点的汇流时间，包括汇水区最远点到排水设施处的坡面汇流历时t1与排水沟管内的汇流历时t2之和，计算见公式1：

。

计算排水沟（管）内汇流历时t2时，先在断面尺寸变化点、坡度变化点或者有支沟（支管）汇入处分段，分别计算各段的汇流历时后再叠加而得，按公式2计算：

笔者试算时初步选择的参数为：粗度系数m1按针叶树林取大值（0.8），坡降is取小值（0.2），流速取小值（按浆砌石矩形断面计算，净宽×净深=0.3m×0.3m，糙率取0.025，坡降取0.3%，相应流速 =0.47 m/s）。

根据公式1，在坡面长度Ls一定的条件下，当m1取大值，is取小值，vi取小值的情况下，求得汇流历时t1相应较大。即当粗度系数减小，坡降增加，流速增加，汇流时间将相应减小。

3.径流量计算分析。目前在确定某一范围的径流量时，设计人员一般都根据《开发建设项目水土保持技术规范》中的公式计算，但经笔者分析，该公式中i为平均1小时平均降雨强度，单位为mm/h；F为山坡集水面积，单位为km2，即该公式适用于汇水范围较大的流域性径流量计算。对于占地面积较小的具体项目，其适用性有限。笔者在查阅《水电建设项目水土保持方案技术规范》、《水利水电工程水土保持技术规范》、《公路排水设计规范》、《室外排水设计规范》等技术规范基础上，总结了不同行业适用的径流量计算公式。

4. 径流量计算分析。目前在确定某一范围的径流量时，设计人员一般都根据《开发建设项目水土保持技术规范》中的公式计算，但经笔者分析，该公式中i为平均1小时平均降雨强度，单位为mm/h；F为山坡集水面积，单位为km2，即该公式适用于汇水范围较大的流域性径流量计算。对于占地面积较小的具体项目，其适用性有限。笔者在查阅《水电建设项目水土保持方案技术规范》、《水利水电工程水土保持技术规范》、《公路排水设计规范》、《室外排水设计规范》等技术规范基础上，总结了不同行业适用的径流量计算公式，见表2。

四、截排水设施设计分析

1.材质选择。水土保持截排水设施常用的材质有：土质、浆砌片石、现浇混凝土、预制混凝土、砖砌、沟壁铺植草皮以及排水管，不同的材质在施工工艺、造价等方面各有优缺，笔者结合实际调查，对截排水设施常用材质的特点及适用条件进行了总结。

2.比降。截排水设施过流能力计算中，沟道比降i的取值缺乏统一性，相对较随意。比降的定义为沟（管）道水流沿水流方向的高程差与相应沟（管）道长度的比值，以千分率或万分率表示。比降可在带等高线的平面布置图上量取。

在水土保持截排水设施设计中，为避免沟道内泥沙淤积，排水沟内比降最小取值一般不小于5.0‰，另考虑防冲问题，比降最大取值不应大于5%，经总结，常用比降值有： 3‰、5‰、2%和3%，部分截水沟的比降可取5%，但需考虑跌水消能措施。

3.截排水设施过流能力计算

在满足过流量要求情况下，截排水设施断面设计采用最优断面法，即衬砌材料就近取材，易于施工，投资省，具体计算一般采用谢才公式计算，即公式3、公式4。

五、案例计算

前文介绍了截排水设施排水标准确定及具体设计方法，笔者以曾参与过的杭州市闲林水库石龙山弃渣场的截排水设施设计进行方法应用。

石龙山弃渣场位于杭州市转塘镇石龙山内，现状为废弃的石矿场，占地面积4.92hm2。堆渣设计坡比为1：2.0，渣场底高程为65.0m，设置一级马道（高程75.0m），渣顶高程为85.0m，最大堆渣高度约20m，容渣量约42.46万m3，设计堆渣量约29.30万m3。

1. 防护标准。弃渣场防洪标准主要与渣场规模、渣场位置、渣场失事环境风险程度、渣场对主体工程影响等方面有关，本弃渣场为中型渣场，根据《水利水电工程水土保持技术规范》防洪标准取20年一遇，结合现场调查，沟道较小，不设置挡水坝等设施进行排洪，沟水汇入截水沟再引排至下游。弃渣场马道排水沟排水标准按5年一遇10min短历时暴雨设计。

2. 截排水设施设计。弃渣场截排水设施主要包括截水沟和马道排水沟。

（1） 截水沟过流能力分析：

① 径流量计算，根据公式计算

a. 径流系数，按起伏的山地取值，=0.7；

b. 降雨强度，由地形图量测最大汇水坡长为300m，根据表2，降雨历时取30min，依据杭州市降雨强度公式，按TE=20年，t=30min计算，i=1.76mm/min；

c. 汇水面积，在工程平面布置图上量测渣场上游最大汇水面积F=0.065km2；

d. 径流量=16.67×0.7×1.75×0.065=1.33m3/s，双向排水。

② 过流量计算

a. 断面设计，截水沟采用梯形断面，尺寸为0.5m（底宽）×0.5m（深），沟壁坡比1：0.5，浆砌片石衬砌厚0.3m；

b. 浆砌石糙率n=0.025；

c. 沟道比降，在工程平面布置图上量测并计算得，沟道比降i=3%；

d. 根据公式3，公式4计算，截水沟最大流速为2.60m/s，单侧过流量Q=0.99m3/s，径流为双向排导，截水沟总过流量为1.98m3/s>1.33m3/s满足上游径流量排导需求。

（2） 马道排水沟过流能力分析：

① 径流量计算，根据公式计算

a. 径流系数按软质岩石坡面取值，=0.6；

b. 降雨强度，根据杭州市降雨强度公式，按TE=5，t=10min计算，i=2.35mm/min；

c. 汇水面积，在工程平面布置图上量测得，马道上游渣体坡面最大汇水面积F=0.004km2；

d. 径流量 =16.67×0.6×2.35×0.004=0.09m3/s，双向排水。

② 过流量计算

a. 断面设计，排水沟采用梯形断面，尺寸为0.3m（底宽）×0.3m（深），沟壁坡比1：0.5，浆砌石衬砌厚0.3m；

b. 浆砌石糙率n=0.025

c. 沟道比降，在工程平面布置图上量测并计算得，沟道比降i=0.3%，

d. 根据公式3，公式4求得排水沟单侧过流量Q=0.08m3/s，径流为东西双向排导，排水沟总过流量为0.16 m3/s>0.09m3/s，满足坡面径流量排导需求。

六、结论

党的十确立了全面建成小康社会的目标，将生态文明列入“五位一体”的社会主义总体布局中，水土保持的目标是保护水土资源，改善生态环境。在水土保持实际设计工作中，由于不同的水土保持方案编制单位及不同设计人员对截排水设施的设计参数及计算方法较不统一，排水标准、降雨重现期、降雨历时、沟道比降等参数选择依靠经验，主观性较大，相对缺乏科学性。本文对生产建设项目水土流失防治措施体系中截排水设施的设计参数选取、排水标准确定、截排水设施材质选择、过流量计算方法等进行了分析总结，意在使截排水设施的设计更尊重自然规律，起到保护自然生态的作用，减少主观性，达到生态效益与经济效益均科学合理的双重目标。

篇（4）

1 工程概况

万利高速公路（重庆段）起于重庆万州，终于湖北利川，毗邻国道G318，该段全52公里，桥隧比58%，总弃方280万m?，共设置13个弃土场。其中包括4个反压护道，选址大部分选在离主线较近的山谷内。

2 弃土场的设计原则

取土场应本着安全，环保，减少经济运距，少占地的原则去设计。尤其安全为重中之重。

2.1 安全。

弃土场最主要的问题就是安全，以往的工程工后存在垮塌的现象，对周边的生命和财产造成损失，尤其在雨季，表层土遭雨水冲刷，弃土场排水不利，支挡构造物基础易被掏空，如遇洪水则有可能形成泥石流，一旦形成泥石流造成的损失无法估量。弃土场垮塌后往往需要投入大量的人力物力去处理，比如修建抗滑桩，但如果弃土之前将弃土场优化设计，规范施工，因此造成的损失将小很多。群众的生命财产重于泰山，必须将弃土场所产生的次生灾害降到最低。

2.2 环保。

隧道弃渣对周围环境的破坏很大，应集中堆放，严禁乱堆乱放，并在修建好的弃土场顶面回填60公分耕植土，植草绿化，防止水土流失。在条件允许的情况下，应与周边生态相协调。

2.3 减少占地。

在确保安全的前提下应充分利用立体空间，减少弃土场占地。弃土场的体积面积比K =V/A，即平均高度，是取土场的空间几何特征值，K越大，弃土场的经济性越强，一般K以8～15m为宜，过小意味着占地过大，过大意味着弃土场的安全性降低。在山区土地不富裕的情况下，减少占地有味重要。

2.4 减少运距。

弃土场选址时，应考虑经济性，尽量不要远离主线，相邻弃土场过密或过疏均不合理。施工单位从自身利益出发，为减少运距会对相关弃土场进行调整，因此设计时，应充分考虑施工单位的意见，以减少施工后临时更改位置，不同的位置，弃土场的最大容量也不同，因此应综合考虑。

3 弃土场的设计方法

3.1 选址

以本项目为例，万利路穿越山区，沿线毗邻G318国道，磨刀溪等河流，穿越长滩，龙驹等重镇，弃土量大，弃土位置的选择很困难，只能选择在水量较小的，离主线较近的山谷内，对相关高填方地带考虑修建弃土场做反压护道，增强路基的整体稳定性。路线穿越农田段，如无特殊情况，应尽量少占农田，重庆地区良田稀少，百姓种田不易，不能因为少量经济利益侵占当地百姓的生存之本。对在山谷内的弃土场，应选在山谷纵坡较缓，雨季水流小，且地质情况较稳定的地区，以免造成失稳垮塌或形成泥石流。严禁选在河道处，避免弃土阻塞、污染河道，如在桥头弃土严禁挤压桥墩、阻塞桥孔。另外主线前往弃土场的便道应通畅，改建或新建，保证施工期车辆的流通。弃土场的位置还应充分考虑当地政府和群众的意见，以免施工期间造成不必要的冲突。

3.2 支挡构造物的处置。

本项目路线经过之处，多为山区，岩石较多，因此在考虑弃土场的防护时选择土石坝。

土石坝作为庞大的圬工结构物，对材料的要求很严格，堆石区的石料必须是不易风化和不易水溶的坚石，抗压强度≥30MPA，严禁风化石，页岩，泥岩上坝。堆石区应有合理的级配，大石（60～80kg）数量占65%，中石（30～60kg）数量占15%，碎石（3～5kg）占5%，填料应加水碾压，堆石体孔隙率应控制在28%以内。坝体对基底的承载力要求比较严格，不得低于450kpa，如不满足必须对基底进行处理。土石坝虽然稳定，但是占地过大，不易用作反压护道的防护，因此选择挡土墙作为反压护道的支档，需注意的是挡土墙位于河流附近的，必须加大埋深，以防止洪水对基础的冲刷。

3.2 排水设计

弃土场的最大隐患就是水，水对弃土场的腐蚀是致命的，因此处理好水能大大的提高弃土场的安全性能。以本项目为例，弃土场的位置多在山谷内，沟内多有溪流，因此填筑弃土场时，应根据地形改沟，且在弃土场边缘修建排水沟，排水沟的尺寸应更参考雨季洪水期沟内水流及相关规范计算合理设计。在弃土场顶面应做横坡，以保证顶面雨水能顺利流入排水沟，排水沟的纵向坡度应符合路基设计规范中对排水的相应要求。另外为降低两侧山体裂隙水渗入，弃土场底部应修建盲沟。

3.3 环境保护

施工时应尽量减少对周边环境的破坏，施工前清除的表土应集中堆放，以便后期回填顶面恢复植被或植草绿化，并能减少水对弃土场的腐蚀作用。反压护道的坡面还应采取绿化措施，以喷播植草为主，中间种植树木等。防止水土流失。

3.4 施工顺序

施工时应严格按照 改沟—清底修盲沟—修建挡墙或土石坝—填筑弃土或弃渣—排水沟—回填耕植土绿化，施工时应严格遵守施工顺序，严禁先弃渣，保证弃土场的安全性能。

4 结束语

山区地形复杂，弃土场多选在沟内或者地势低洼地，近年来因为弃土场产生次生灾害的报道时有发生，给当地群众造成了很大的伤害，修路是造福一方，不能因为弃土场的不重视而造成破坏。弃土场一旦发生破坏，修复过程投入的人力物力更是巨大，因此不管设计单位还是施工单位应提高重视，以最小的投资产生最大的经济效益。

参考文献

[1] 许有飞，张兴来 山区高速公路弃土场设计原则与思路探讨。

[2] 同济大学，交通部公路规划设计院， 交通部第二公路勘察设计院，交通部第一公路勘察设计院。

JTJ 018-97 公路排水设计规范， 北京：人民交通出版社，1998

[3] 中交第二公路勘察设计研究院，JTG D30-2004 公路路基设计规范， 北京：人民交通出版社，2004

篇（5）

1　概述

高速公路排水设计对于高速公路路基的稳定性及路面的使用寿命有着显著的影响。高速公路排水设计应包含以下两个方面的内容：其一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响，一般称之为第一类排水；其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外，最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响，减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害，这称为第二类排水。

第一类排水设计通常采用适当提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。施工期间一般都考虑在施工前开挖临时排水边沟，排除施工期地表水并降低地下水，同时在路基底部掺加低剂量石灰处理，设置40cm厚的稳定层等。采用这一系列措施可起到事半功倍的效果。

第二类排水设计一般包括：

(1)通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等，将路表水迅速排出路基以外；

(2)设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管，将施工期进入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外；

(3)设计泄水孔以迅速排除桥面水；

(4)设计中采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管，将渗入路面面层的水引出路基之外。

综上所述，笔者结合扬州西北绕城高速公路在设计以及施工中出现的问题谈一点自己的体会。

2　边沟排水设计

边沟设计在高速公路排水设计中占有很大的比重，设计人员都给予高度重视，但在设计过程中往往会忽视一些施工中的问题，如边沟的尺寸不考虑具体情况，死搬硬套有关规范、规定；又如施工单位大都未能按有关设计要求将原地表土、河塘清淤土等弃土运送至取土坑内用于复垦还田，而是弃放于路线两侧河塘中，造成部分河塘无法将路基水排入。另外由于沿线农田为分户承包，当地乡镇为了减少地方矛盾的产生，常常要求增加、改移和调整小型构造物设置位置。还有一点就是设计中没有充分考虑利用高速公路施工中超宽填土土方等。

2.1　边沟尺寸选定

边沟的排水能力主要取决于以下几个设计参数：边沟底流水坡度、边沟截面尺寸、形状、边沟的表面粗糙程度。

依据江苏省高速公路设计及公路排水设计规范要求，高速公路的边沟一般采用边坡为1∶1的梯形明沟，因此，可采用《公路设计手册路基》中梯形断面沟渠的水力计算公式计算梯形排水边沟的排水能力：

式中：Q—流量；

W—边沟断面面积；

C—流速（谢才）系数；

R—水力半径；

i—边沟沟底纵坡。

根据高速公路所处地理位置，采用扬州市历史最大小时降雨量，以流入边沟的水不溢出边沟为限，并假设扬州西北绕城高速公路的路基平均填土高度为3.5m，由此，汇水带宽约为23m，则可依据不同的边沟沟底坡度、不同的边沟底宽（或边沟截面积）的排水能力，计算出所能承受的路面排水最大长度。扬州西北绕城高速公路一般每公里设置三道涵洞，即300m左右有一道涵洞，也就是说路面排水长度一般在100m～200m之间。

通过分析、计算确定，扬州西北绕城高速公路边沟采用50cm的梯形边沟即可满足路基排水需要。

2.2　边沟设计的原则

(1)一般路段的路基边沟设计原则：以填筑式边沟为主，尽量减少路基边沟积水现象的发生。这主要是吸取已建成的高速公路中的教训：1部分路段在汛期内路基水不能及时排除。2地方群众干扰路基水排入灌溉涵洞内。

(2)路基边沟纵坡的要求：根据交通部部颁《公路路基排水设计规范》要求，采用浆砌片石修筑的边沟为满足排水需要，边沟纵坡应不小于0.12％，由于本项目位于丘陵岗区和冲积平原区，原地形既有较大起伏又有部分平坦地段，本着既要解决路基排水问题，又要经济合理的原则，确定路基排水边沟沟底纵坡一般情况下不小于0.15％。

(3)对于边沟水进入涵洞及跨越通道等情况的处理：沿线设置的涵洞有排涵、灌涵和灌排两用涵。对于需排入排涵的边沟，其边沟底标高不低于涵洞中心的标高；需排入灌涵的边沟，其沟底标高不低于涵顶标高；而对于灌排两用的涵洞应按灌涵要求设置，特殊情况时可适当降低。为防止冲刷涵洞，原则上采用边沟急流槽连接边沟和涵洞洞口。一般情况下边沟尽量少穿越通道，当排水需通过通道排入涵洞时，应优先采用边沟盖板涵，特殊情况下可采用边沟倒虹吸穿越通道。

（4）对边沟标高及纵坡方向的问题：根据路线纵断面和沿线自然地形情况综合确定，通常以沿线自然地形为主确定排水方向。边沟底标高控制应以该段路肩边缘最低点标高以下大于1.7m为宜，原因是考虑到路线中央分隔带横向排水管不能因边沟积水而引起倒灌。对于个别特殊路段不能满足1.7m要求的，可放宽至1.4～1.5m，若另一侧边沟较低时应优先采用单侧布设横向排水管。

（5）对于挖方段边沟：考虑到中央分隔带横向排水管排水要求，边沟底标高不低于路肩标高1.2m，同时要求边沟纵坡不小于0.5％。施工期要求各施工单位必须首先在挖方段边坡顶开挖截水沟以防止路基外侧水进入路基，并且应做好挖方段本身临时排水沟的设置工作。

3　中央分隔带排水设计

高速公路中央分隔带排水设计主要为排除中央分隔带内积水，可分为施工期间和道路营运期下渗水的排除。

施工期间排水量取决于最大瞬时降雨量及中央分隔带的汇水面积。一般情况下，由于高速公路中央分隔带内设置有通讯、监控用管线的人手孔，因此，中央分隔带排水长度应为两个人手孔之间的间距，一般路段的最大间距为180m。

扬州市历年最大瞬时降雨量为28.8mm/10min，根据本次设计中央分隔带宽为2m，计算出中央分隔带施工期需要的最大排水能力为：

Q=Aγ=2×180×0.0028.8=1.0368m3/S

式中：A—中央分隔带汇水面积；

γ—最大瞬时降雨量

横向排水管的排水能力按长管自由出流的流量计算公式进行计算：

式中：K—流量模数，与管道断面形状、尺寸和粗糙度有关；

H—水头高度；

L—横向排水管长度

由以往高速公路设计经验可知，高速公路横向排水管长为15m左右，横向排水管坡度为2％，采用以上公式

计算出施工期最大瞬时降雨量时所需要的横向排水管管径为255mm。如果按有关排水设计规范要求50m设置一道横向排水管，即排水长度缩短为50m，则需要的横向排水管管径为75mm。

但在实际施工过程中存在许多问题，如中央分隔带是在基层施工后进行开挖施工的，开挖的边沟表面粗糙，沥青不易粘结牢固，不能形成均匀、无破损的防渗层。土工布因有接缝，不能形成整体而达到完全不透水的程度。因此，当盲沟积水时侧面仍将无法阻止水渗入路基。

由于施工质量不易控制，造成横向排水管标高误差或产生淤塞，从而使上游横向排水管排水不畅，大量的水流向最低处，而最低处的横向排水管由于设计时包裹无纺土工布或产生淤塞，使排水能力严重不足，从而导致下游中央分隔带积水严重，有的下雨后几天中央分隔带仍有积水，使路基长时间浸泡，影响了路基、路面的强度。

由于通讯、监控管线人手孔的设(下转第9页)(上接第13页)置阻断了中央分隔带排水，造成中央分隔带积水或积水渗入人手孔。

为了解决这些问题，采用以下办法处理：对于设计底坡小于0.3％的，采用锯齿形纵向矩形碎石盲沟，并于盲沟底部设置软式透水管和每隔30～50m设置集水槽汇集中央分隔带雨水或渗水；根据以上计算，中央分隔带每隔30～50m设置一道横向排水管，将盲沟中的水排出路基以外；在中央分隔带内设置2cm厚水泥砂浆层、沥青防渗层及土工布防渗层，防止中央分隔带中水从侧面向路基渗透。

4　路面渗水的排水设计

沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、横向出水管和过滤织物（土工布）组成的路面边缘排水系统。

通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管，将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限，考虑到排水路径的限制，因此，设计中采用每10m左右设置一道Ф5cm横向排水管以确保路面下渗水的排除。

篇（6）

中图分类号：TU990 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）27-0068-04

顶管施工是一种现代化的埋设地下管线的施工方法，它在不扰动管外层土层结构的条件下，利用顶进、挤压等多种予力手段的予力技术作用原理，自控自支护自平衡土压力，使管壁与原土层紧密结合，不会形成埋管回填土中的积水带及浮力区，对地上地下环境的保护、对地上地下设施的无干扰破坏、施工安全可靠性、施工经济效益等方面都具有较大的优越性。该施工工艺可在不阻断交通的情况下进行施工，已经在国内外穿越公路中得到广泛

应用。

1 工程概括

西气东输二线管道工程在深圳境内采用顶管方式穿越机荷高速公路，管线与高速交叉角为72°，穿越长度72m，穿越保护套管顶距离高速公路路面3.1m，满足国家相关设计规范要求。管道穿越施工前，由高速管理方进行穿越施工方案审批。根据高速管理方施工方案审批意见，输气管道穿越高速需要在穿越段采取箱涵保护。现根据高速管理方提供的高速施工技术条件对管线及保护套管安全性进行校核。

机荷高速业主方提供机荷高速维修及改（扩）建范围、施工条件技术参数如下：

1.1 高速公路扩建路基施工影响范围及管道保护措施

1.1.1 管道穿越机荷高速公路时，考虑到未来路基加宽，要求西二线穿越路基段在预留高速公路加宽施工范围应采取保护措施，且管道两侧各10m（垂直投影距离）范围内的土基应予压实，压实度不低于96%，以避免道路施工及路基差异沉降影响管道安全。具体范围为：机荷高速现公路用地线两侧各30m（垂直投影距离）。

1.1.2 西二线穿越现有高速公路时的管道顶部埋深应在现有地表面5m以下，建议穿越预留高速公路加宽施工范围时采用箱涵进行保护，其余范围采取套管保护。

1.2 拼宽路基施工工艺和压路机施工参数

1.2.1 压路机施工参数。振动压路机质量30000kg，压路机宽度2.4m，长度为5.4m，振动频率（v）33Hz，振幅（A）2mm。

1.2.2 路基填土高度及要求。路基设计填土高度达到与现有高速公路高程一致，采用分层碾压填筑。

1.2.3 施工工况。两台压路机同时振动行驶至垂直穿越路基的管道顶面时，两台压路机的振动能量、压路机及填土荷载对管道产生的压力对西二线的影响最大。

1.3 施工运输车辆荷载

施工运输车辆最大载荷重量可达120t。

1.4 设计荷载指标

高速公路设计计算荷载为公路I级。

2 研究目标

西气东输二线管道穿越机荷高速公路，输气管道采用顶进圆形钢筋混凝土套管施工工艺。根据深圳高速公路股份有限公司提供的机荷高速公路维修及改（扩）建施工范围及施工条件技术参数，本研究主要计算西气东输二线所选用套管在强度上是否安全可靠，同时分析机荷高速公路维修及改（扩）建时，压路机产生的振动是否对已建天然气管道的安全运营产生影响。

3 套管结构受力计算

根据西气东输二线机荷高速穿越0版施工图，穿越机荷高速公路的圆形套管内径为R=1.5m，壁厚为t=0.15m，设计采用《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》（JC/T 640-2011）规范推荐的DRCP Ⅲ1500×2000A型钢筋混凝土套管。

3.1 计算条件

套管顶填土高度 H=5m

土的内摩擦角 φ=27°

填土容重 γ=18.2kN/m3

地基容许承载力 [σo]=200kPa

施工运输汽车总重 120t

压路机总重 30t

内摩擦角φ 27°

3.2 强度校核

按套管受力最大的情况来校核，因此，校核套管强度时荷载组合为：土壤压力+活荷载。土壤压力按照最极端工况，即顶管穿洞时未被破坏的土壤形成的消力拱作用丧失，套管承受上方全部土壤

压力。

3.2.1 土壤垂直荷载：

式中：

：沟埋式土壤垂直荷载，N/m2；

：土壤密度，kg/m?；

：重力加速度，m/s2；

：管子外径，m；

：考虑填土沉陷时，土壤摩擦力影响系数。

根据埋管的及的值取=4.12。

：由管顶到路面的填土厚度，m；

：由沟底基底到管顶的距离，m；

S：根据管子刚度和基底性质决定的系数。

计算得出=132.3kN/m2。

3.2.2 活载。施工运输汽车总重120t，压路机总重30t，取施工运输汽车荷载作为最大活载参与组合计算。套管顶覆土厚度为5m，覆土对汽车的轮压具有扩散作用，在覆土中汽车轮压扩散角度按30°考虑，覆土越厚，汽车轮压扩散越充分，当覆土厚度满足够厚，轮压扩散足够充分时，汽车轮压荷载可按均布荷载考虑。本次计算根据《给水排水工程埋地管芯缠丝预应力混凝土管和预应力钢筒混凝土管管道结构设计规程》（CECS140-2002）附录C进行计算，计算如简图1所示：

a.顺轮胎着地宽度的分布 b.顺轮胎着地长度的分布

图1 地面车辆荷载作用套管顶标准值计算简图

车辆轮压产生的管顶处单位面积上竖向压力标准值，其计算公式为：

（2）

式中：

：车辆轮压产生的管顶处单位面积上竖向压力标准值（kN/m2）；

：动力系数，由于覆土5m，本次计算取=1；

：地面车辆的单个轮压标准值，由于本次计算的汽车载重为120t，取=70kN；

：单个车轮着地分部长度，本次计算取=0.6m；

：单个车轮着地分部宽度，本次计算取=0.2m；

：设计管顶至地面的深度，本次计算=5m。

通过计算得出，车辆轮压产生的管顶处单位面积上竖向压力标准值=1.3kN/m2。

套管总垂直荷载Q=+=133.6kN/m2。

根据《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》（JC/T 640-2010）标准，型号为DRC1500×2000G Ⅲ A钢筋混凝土套管裂缝荷载为135kN/m2，破坏荷载为203kN/m2，套管总垂直荷载小于钢筋混凝土套管裂缝荷载及破坏荷载，因此该套管满足要求。

4 压路机震动对管道的影响分析

高速公路路基压实施工必须采用较大吨位的钢轮振动压路机对路基土体进行碾压，使其达到规范要求的路基密实度指标。

4.1 计算原理

压路机振动碾压路基产生振动波，振动波在土中传播时，由于土的内部阻力及振波的能量扩散，使振波的振幅随离开振源距离的增大而逐渐减小，衰减后离震源一定距离的土体震动质点的简谐振幅的大小，直接决定着震波传播到该点震动能量的大小。当压路机作为震源做竖向或水平向振动时，距该振动点中心一定距离处地面质点的竖向或水平向的振动线位移及质点振动速度，可根据机械工业部《动力机器基础设计规范》（GB50040-96）中关于地面振动衰减的经验公式计算确定。因此，可以得出水平方向上距离压路机不同距离地表质点的受影响情况。

4.2 计算条件

路基施工时，压路机碾压路基征地红线边缘处的地基可认为距离未受套管保护的管道最近，振动能量最大，对管道破坏影响程度最高，为最危险的控制点。因此，以压路机碾压在路基红线位置为计算起点位置，未受套管保护的油气管道距离路基红线的距离为计算分析距离。

本次计算振动压路机质量30000kg，压路机宽度2.4m，长度为5.4m，振动频率（v）33Hz，振幅（A）2mm。

选取距离震源15m范围内，1m为间距设置15个计算点，计算不同位置地表质点最大振动线位移及最大振动竖向速度。

4.3 计算简图

4.4 理论计算分析

理论计算公式采用《动力机器基础设计规范》（GB50040-96）中地面质点振动衰减的经验公式，表达式如下：

（3）

对于方形基础：

对于圆形基础：

式中：

：距振动基础中心r处地面上的振动线位移（m）；

：振动基础的振动线位移（m）；

：基础上机器的扰力频率（Hz），一般为50Hz以下，对于冲击机器基础，可采用基础的固有频率；

：圆形基础的半径（m）或矩形及方形基础的当量半径；

：无量纲系数，按《动力机器基础设计规范》（GB50040-96）附录E.0.2条规定采用；

：地基土能量吸收系数（s/m），按《动力机器基础设计规范》（GB50040-96）附录E.0.3条规定采用；

：动力影响系数，按《动力机器基础设计规范》（GB50040-96）附录E.0.4条规定采用。

计算：

4.4.1 振动压路机质量30000kg，压路机宽度2.4m，长度5.4m，振动频率（v）33Hz，振幅（A）2mm。

4.4.2 无量纲系数与地基土的性质和振动基础的底面积大小有关，其值按《动力机器基础设计规范》（GB50040-96）附录E.0.2条规定，本次计算压路机震源基础按矩形考虑，当量半径为小于0.5m，确定取0.8。

4.4.3 地基土能量吸收系数（s/m），按《动力机器基础设计规范》（GB50040-96）附录E.0.3条规定采用，本次计算取1.8×10-3。

4.4.4 动力影响系数，本次计算基础底面积小于10m2，按《动力机器基础设计规范》（GB50040-96）附录E.0.4条规定采用，取1.0。

4.4.5 计算结论。选取距离震源15m范围内，以1 m为间距设置15个计算点，计算不同位置地表质点的振动线位移及振动速度，其结果如下表：

根据普通物理学理论，振动压路机工作时地面振动速度与振幅成正比，由压路机振动引起地面质点的振动速度计算公式为：

式中：

：地面质点的最大速度（m/s）；

：距振动基础中心r处地面质点的振动线位移（m）；

：振动固有频率（Hz）。

根据计算结果可知，单个压路机施工时，当管道距离高速公路路基征地红线10m时，管道处的质点振动线位移为1.0×10-4m，质点振动速度为2.1cm/s，可以判断高速公路征地红线范围10m时（垂直距离）天然气管道处于安全状态。根据深圳高速公路有限公司提供的资料，施工时考虑两台压路机同时施工，两台压路机引起的振动波会出现叠加，安全距离应辅以适当的安全系数，本次计算取1.5的安全系数，得出高速公路征地红线范围15m时（垂直距离）天然气管道处于安全状态，亦即从高速公路征地红线范围处至征地范围外15m（垂直距离）内的天然气管道应受钢筋混凝土套管保护。

5 结语

（1）通过计算分析得出：西气东输二线输气管道与高速公路交叉的地段，埋地管道采用DRC 1500×2000GⅢ A型圆形钢筋混凝土套管进行保护，混凝土套管结构安全。

（2）为满足机荷高速公路维修及改（扩）建的要求，未受钢筋混凝土套管保护的输气管道距离高速公路征地红线的最小安全距离不应小于15m（垂直距离）。

通过本次校核，西气东输二线穿越机荷高速公路最终采用DRC 1500×2000GⅢ A型圆形钢筋混凝土套管保护输气管道，并控制输气管道保护套管长度超出高速公路征地红线不小于15m，否定了机荷高速业主方提出的“穿越预留高速公路加宽施工范围时采用箱涵进行保护，其余范围采取套管保护”的要求，本校核结论最终得到机荷高速管理方的认可，机荷高速穿越按顶混凝土套管方案顺利实施，缩短工程施工周期30天，节省工程投资约50万元，取得了良好的经济效益。

参考文献

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篇（7）

引言：随着国民经济快速、持续、稳定发展，公路交通量的不断增长，运载车辆大型化且严重超载，使公路路基、路面及构造物面临严峻的考验。并且我国多数乡村公路建设于上世纪70、80年代，公路的服务年限已经到来。公路的路面病害情况严重，亟待对老路进行技术改造，以适应高速增长的交通量需求。

一、路线设计的内容

1、公路等级及指标的确定

公路等级一般应根据公路网的规划和远景交通量，结合公路的功能、性质等诸多因素综合确定，设计车速根据公路等级结合地形、地物情况采用。但是老路维修改造过程中，除了考虑公路的功能、性质、交通组成等因素，还应结合老路的平面、纵断面线形，顺应地形地物，在保证行车安全、舒适的前提下，从经济合理的角度出发，灵活地运用技术标准，确定设计速度。

2、路线的平面、纵断面线型设计

在线形设计中应着重考虑线形的连续流畅和立体线形设计，并应顺应地形，地物，注意和环境协调一致，对于老路改造工程应灵活运用线形设计指标，在困难地段适当调整，在满足线形要求的前提下，充分利用老路。对于老路改造工程，路线定线时，应以老路为主要控制物，充分利用老路。穿越城镇区时，应注意结合地方发展，尽量与城镇规划相协调。在平面线形方案初步形成后，应征求沿线地方政府及交通主管部门意见，尽量让路线方案符合实际需要。

平面设计时，由于老路的平面线形指标一般较低，部分达不到设计要求。在老路改造维修过程中，需要对老路的平、纵线形有详尽了解，才能决定线形调整的幅度。老路如果线形较好或者可以通过微调能达标的，在平面设计中应充分利用老路；对线形指标达不到标准的路段，在充分利用老路的前提下，通过调整使一些主要平面指标满足标准要求（例如平曲线最小半径，缓和曲线最小长度等），一些次要指标可根据具体情况采用，可适当降低技术标准（例如同向、反向曲线之间最小长度）。

纵断面设计时，应注意以下几方面：

（1）满足各控制点的高程要求：纵断面控制点一般有桥梁、相交道路、穿越城镇等路段；原桥利用路段，应尽量利用原路纵断面，老桥拆除新建桥梁路段，为保证排水需要，纵断面不应低于原路；相交道路若被交路等级较高，路线纵断面一般保持不变，被交路等级较低，纵断面可适当进行调整，但不应有较大变动；路线穿越城镇时尽量利用原路纵断面或加铺路面面层，以保持与两侧地形、地物相一致

（2）充分利用老路路面结构：在一般路段，路线的纵断面设计与路面结构的补强设计是相辅相成的，纵断面拉坡时，应尽量拟合老路，避免大填大挖。在老路路面情况较好时，为充分利用老路路面结构，尽量不要开挖老路，使补强厚度最大限度地接近填高

（3）对于原路纵坡大于规范要求的路段适当降坡，使路线最大纵坡满足要求

（4）尽量满足平纵配合的要求，对于相对纵坡相差较小的路段（一般小于1%）可做视觉检查，满足视觉可适当突破平纵配合的要求

二、桥涵改造设计

对老路维修改造工程，桥涵一般需拆除重建、拓宽改造或保留，决定桥涵拆除重建还是拓宽改造或保留主要从以下几个方面考虑：

1、原桥涵是否满足设计荷载标准，如果不满足标准，能否采取加固的方式达到标准；

2、原桥涵是何种结构形式，服务年限多长，使用状况如何，利用价值是否大；

3、原桥涵是否满足排洪要求；

4、是否限制路线平、纵面线形，使路线指标不能满足技术指标，或能满足而导致不能充分利用老路，在经济上得不偿失。对老桥涵进行上述四方面分析，在经济上、技术上进行比选，根据实际情况决定老桥涵拆除重建或拓宽改造或保留。一般老桥涵荷载标准均较低，结构形式较差，加固改造技术复杂，工程难度大，而且许多老桥为保证桥梁和河道正交，桥头接线线形较差，所以老路改造时多数拆除重建，部分情况较好的桥涵可以适当保留。

三、路基防护、排水设计

老路维修改造工程的防护与排水的设计首先应对原有的防护排水设施进行详尽的调查，能够利用的设施尽量采用，最大限度的保护环境和沿线的自然资源。对于改造和拆除重建部分应考虑周全，采用多种的防护与排水的措施，因地制宜，与沿线的自然景观和人文密切结合，作出合理、美观、效用一体的设计方案。

路基排水采用多种边沟形式，一般较小挖方、填方路段采用碟形土质边沟，较大的挖方路段采用预制混凝土碟形边沟，采用碟形边沟既有利于与周围环境的协调一致，又有利于行车安全；较大的填方路段对已有的梯形土质排水沟进行修复。村屯路段采用暗排水或浆砌矩形排水沟加盖混凝土盖板（中间有泄水孔），有利于与周围环境的统一和附近居民的通行安全。

四、对公路、桥梁有效的加固方法

公路桥梁的加固要根据病害的成因和现象，要因地制宜，考虑结构力学特点、及材料性能，进行科学的论证、优化设结构计、认真分析鉴定、提高加固维修过程中施工质量。不管用何种加固技术方法，必须要遵循经济费用少、见效快、不影响交通、技术上可行、有较好耐久性等方面的要求。 桥面裂缝铺装加固方法主要是塞缝灌浆，把桥梁板面裂缝处填满，填实。具体的是在微裂缝的水泥混凝土铺装层表面进行凿毛清理，以使里面骨料露时，再用清水冲洗清洁将要加固修补的病害部位后，再进行表面涂平抹痕、内部充压填实、深处灌浆方法，将性能好的水泥填料及防水粘结材料等塞缝填实，如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂硅、沥青及各种化学补强剂等。在公路旧桥加固中，塞缝灌浆法比较普遍，效果较好。 重新浇注新的混凝土桥面板桥梁混凝土表面和内层碎裂和脱落严重时或混凝土质量或施工状况差，且无适用的修补方法时，就必须采用重新浇注新的混凝土桥面板的措施。施工时，将原有的行车道铺装全部拆除，再将行车道表面清扫干净，必要时锚入适量短钢筋，配置1～2层钢筋网，浇筑整体化混凝土。

结语：随着公路的服务年限的迫近，不少低等级公路维修改造不断增多，对于公路维修改造设计课题应加强试验与研究，不断的取得新的进步，努力实现经济效益的最大化，节约材料，发展新技术，保护环境，同时为车辆通行提供安全舒适的行车环境，以适合当前经济的快速发展的需要。

参考文献：

[1] JTG D20-2006 ，公路路线设计规范.

[2] JTG D30-2004 ，公路路基设计规范.

[3] JTG D50-2006， 公路沥青路面设计规范.

篇（8）

中图分类号：U491文献标识码： A

影响道路安全的设计要素有人、车、路。路的原因归结为道路的几何线形及路侧，合理的线形能消除事故隐患，而宽容的路侧能降低事故概率。近年来，由路侧安全问题诱发的交通事故越来越严重。据公安部每年的交通事故白皮书对2003-2005年路侧事故的统计，该事故占总数的8%左右，但却造成了约12%的死亡人数，道路线形的设计不合理，同样造成了巨大的人员伤亡，因此从公路的设计阶段，对路线几何、路侧安全净空区、路面结构等方面的合理设计显得尤为重要。

1.路线几何设计

本项目路线全长28.8km。其中黄河西岸的平原路段以及黄河滩涂路段约23公里范围内，地形起伏很小，路线平纵指标高；黄河东岸，约6公里范围，路线选择沿红三、红四两井田边界通过，平面线形平顺，纵面受地形限制，略有起伏，但均在规范允许值范围之内。

路线平纵面设计完成后，首先应进行运行速度检验，通过对运行速度计算以及路线平纵指标的分析研究，检验结论如下：

1) 设计符合性

全线总体设计采用的平、纵指标符合现行规范、标准的规定要求，平纵组合得当。

2) 运行速度协调性

通过计算显示全线相邻路段的运行速度差均满足协调性要求，线形连续性好，指标均衡、协调。

3) 运行速度与设计速度协调性

小客车与货车的运行速度与设计速度的差值均能满足±20km/h范围内的一致性要求。

黄河东路，路线沿井田边界通过的路段，存在约4.6公里的长直线。在该范围内，设计上通过纵坡的变化，结合设置有效的交通标志、标线等手段，来消除驾乘人员的视线疲劳，提高该路段的行车安全度。

2.路基、路面设计

2.1.路侧安全净空区设计

1）路侧安全净空区概念

路侧安全净区是指公路行车方向最右侧车行道以外、相对平坦、无障碍物、可供失控车辆重新返回正常行驶路线的带状区域，如图2-1所示。从保障行车安全角度考虑，要求路侧安全净区内不存在任何危险物，该区域能确保驶出的车辆不发生倾覆与碰撞危险，驶出车辆能够在净区内无障碍行驶并安全返回行车道。

路侧安全净区是一种理想的路侧安全环境，是路侧安全设计的一种追求，建立路侧安全净区是防止路侧事故最为理想的对策。路侧安全包括硬路肩、土路肩以及可控制行车的缓坡，其宽度根据预测交通量、运行速度以及道路几何指标而定。在未采取保护措施的情况下，路侧安全净空区禁止任何对失控车辆具有潜在危险的物体存在。

图2-1路侧净区范围示意图

2）路侧安全净空区宽度

根据《公路项目安全性评价指南》（JTG/T B05-2004），计算出直线段填、挖方区的路侧净空宽度分别为9m和5m，曲线段路侧安全净空区的宽度为直线段安全净空区宽度乘以曲线系数CF。本项目大部分路段能够满足《公路项目安全性评价指南》（JTG/TB05 2004）规定的路侧安全净区要求，但也有受周边地形地貌条件和历史建设条件的限制，个别地方不满足路侧安全净区要求。根据路侧安全净区的设计理念，在路侧安全净区范围内，应特别注意的危险物有路侧边沟、标志立柱、上跨桥桥墩等。

3)、净空区内存在的障碍物及路侧危险情况

（1）路侧净空区内的障碍物

为了保障行车安全，尽可能避免路侧事故的发生，总体上可从如下三个层次采取措施：①尽量维持车辆在行车道内行驶；②尽量使驶出路外的车辆不与路侧危险物发生碰撞；③尽量减轻车辆与危险物碰撞的严重性。

（2）标志等的立柱

位于路侧安全净空范围的标志立柱是行车安全隐患，当车辆驶入路侧有碰撞标志立柱的危险，在设计时应采取一定的处理措施。可以设置护栏进行防护，以有效减少事故发生的机率，保障行车安全。

（3）高填方危险路段路堤填方较高路段，为减少车辆，尤其是大型货车冲出路外事故的发生，应提高护栏高度和强度。建议在填土高度3-8m路段路侧采用A级加强型波形梁护栏，填土高度8-20m路段路侧采用SB级加强型波形梁护栏，填土高度大于20m 路段路侧采用SA级加强型波形梁护栏，护栏等级的提高可以减少车辆驶出路外事故的发生，提高行车安全性。

（4）小结为保证路侧行车安全，应尽可能设置路侧安全净区，通用公司曾在试验室对此进行了研究，总结出路侧安全净区对道路安全的影响曲线（如图2-2所示）。

图2-2 路侧安全净区与事故率关系图

从图中可以看出，20%的事故发生在路侧9m以外，80%的事故发生在路侧9m以内，可见路侧安全净区对行车安全有着十分重要的意义。Kennedy-Hutchinson在州际公路上的研究证实了通用公司结论的正确性。因此在设计过程中，建议结本项目公路沿线地形地貌条件，尽可能获得最大的、有效的路侧安全净区。设计中可以从如下方面考虑：

a）尽量使用可返回式边坡，条件受限时可考虑设置可穿越式边坡。

b）在一些无法移除的障碍物无法采用解体消能式的设计，或因为路基很高而存在危险，应使用路侧护栏进行防护，但路侧护栏本身也是一种障碍物，需确认安装护栏后是否能减轻碰撞的严重程度。同时也可考虑设置护栏的效益费用比，即从经济角度考虑，安装护栏引起费用与带来的安全效果之比是否值得。

2.2.路面结构设计

公路路面材料的选用，除考虑行车荷载外，还应重点考虑区域环境因素，项目所在区域气候类型属半干旱区，为大陆性气候，冬季严寒，夏季炎热，具有气候干燥，降雨量稀少，日照充分，日温差大，蒸发量大，多风沙，因此低温应该考虑为影响路面结构耐久性和路面抗滑性的重要因素。本项目面层采用的密集配改性沥青混凝土具有抗高温、低温稳定性，良好的水稳定性，良好的耐久性和表面功能（抗滑、车辙小、平整度高、噪音小、能见度好），较好的满足了行车安全的要求。

在我国，公路中央分隔带的主要功能是隔离对向车辆，并设置路缘石。美国撞车试验结果表明，车速高的公路上应尽可能不设路缘石。因此，中央分隔带的路缘石的设置特别考虑为半圆弧状，并向中分带内侧退让10-12cm的侧向宽度。

图2-3中央分隔带路缘石设计图

2.3 排水设施

边沟是公路排水系统中一个重要的结构，它对于及时排除路面积水，保障雨天行车安全具有重要意义。但是边沟位于路侧净区内，过大或过深的边沟也是一种严重的路侧安全隐患。根据美国交通事故数据，与路侧排水设施有关的路侧事故占路侧事故总数的19%，可见路侧排水系统设计合理与否对路侧安全有重要的影响。在进行路侧安全设计时，对于处于路侧净区内的排水结构物采取的措施按优先采取的顺序依次为去除、移位、使可穿越、防护和承担风险。在满足排水要求的情况下，去除和移位是最安全的方法，但是并不是在任何情况下都能实现，在无法去除和移走排水结构物时，最好的办法是运用宽容路侧设计理念，保障车辆在发生意外情况下，即使遇到排水结构物仍能安全地驶回公路而不发生危险。

3. 小结

影响道路安全性除了道路平纵面设计、路基路面设计之外，还有交叉口渠化设计、交通标志标线设计等因素，但道路的平纵横设计是安全设计的根本，通过对项目实例的研究分析，得出以下结论：

(1)合理的道路平纵面设计是保证行车安全的最重要因素。

(2)为保证路侧行车安全，应尽可能设置路侧安全净区。

参考文献：

[1]《公路项目安全性评价指南》（JTG/T B05-2004）,人民交通出版社

[2]《公路交通安全设施设计规范》(JTGD81－2006) ,人民交通出版社

[3]《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）,人民交通出版社

[4]《公路路线设计规范》（JTG D20-2006）,人民交通出版社

[5]《公路路基设计规范》（JTG D30-2004）,人民交通出版社

篇（9）

中图分类号：X734文献标识码： A

一、概述

公路是平、纵、横几何断面组成的三维空间立体线形,设计时应进行综合考虑,以使路线整体协调连续,平面顺适流畅,纵坡均衡,横断面经济合理。公路平面线形设计包括直线和曲线设计。当汽车行驶在曲线路段时,由于惯性的作用而产生离心力,为抵消所产生的离心力,需要在公路外侧设置超高,对于保证驾驶人员和乘客安全顺适具有重要作用。

超高横坡度应根据计算行车速度、曲线半径大小、路面结构类型、沿线自然条件、交通车辆组成等情况确定。由于超高的最大值直接关系到该等级公路的极限最小半径的确定,因此《公路路线设计规范》（JTJ D20- 2006）第7.5.1 条“平曲线超高”中明确规定了各级公路圆曲线部分的最大超高值,同时规定了各级公路圆曲线部分的最小超高值应是该公路直线部分的路拱坡度之值。控制超高横坡度,保证行车安全,控制急弯和陡坡的组合,防止车辆在弯道行驶时由于合成坡度过大而引起的不适和危险, 设计时应同时考虑道路合成坡度影响, 第 8.5.1 条“道路合成坡度”中规定各级公路最大容许合成坡度值, 第 8.5.2 条“当陡坡与小半径平曲线相重叠时,在条件许可的情况下,以采用较小的合成坡度为宜”,同时考虑道路排水影响,第 8.5.3 条规定“各级公路的最小合成坡度不宜小于0.5 % 。当合成坡度小于0.5 % 时,则应采取综合排水措施,以保证路面排水畅通”。道路的路拱坡度过渡到超高坡度, 是利用缓和曲线实现的。

二、缓和曲线

由于汽车行驶轨迹非常近似回旋线, 因此, 缓和曲线都采用回旋线。回旋线作为公路平面几何线形设计要素,得到广泛的应用,不仅是考虑到汽车行驶的安全、舒适以及驾驶人员的视觉和心理反应,而且可以籍此来调整平面线形设计与周围环境、景观相互协调, 保持公路线形的均衡和连续性。

设置缓和曲线的主要目的: a）曲率变化缓和; b）横向坡度变化缓和; c) 加宽缓和。上述 3 项缓和过渡均是在缓和曲线范围内完成的, 因此, 缓和曲线必须具有足够的长度。因此《公路工程技术标准》(JTGB01―2003) 第 3.0.15条中规定:“直线与小于表3.0.14所列不设超高的圆曲线最小半径相衔接处, 应设置回旋线。回旋线参数及其长度应根据线形设计以及对安全、视觉、景观等的要求, 选取较大的数值。”

确定缓和曲线长度的主要因素是曲率变化缓和与横向坡度变化缓和所需要的长度,而加宽缓和一般不作为设计长度控制的因素。

《公路路线设计规范》中第 7.4.3 条中规定:“缓和曲线采用回旋曲线。各级公路的缓和曲线的长度应大于或等于表 7.4.3 所列之值。”（见表 1）。

《公路路线设计规范》中规定所指缓和曲线最小长度是指曲率变化所需的最小长度, 适用于沿双车道公路中线为旋转轴的超高缓和段长度。在进行公路几何线形设计时,缓和曲线应随着圆曲线半径增大而增长,以利于线形的美观和协调, 当圆曲线部分需要设置超高时, 缓和曲线应满足超高过渡的需求,但有时以行车道边缘线为旋转轴,或者车道数目较多以及路面较宽时,则可能出现超高所需的缓和段长度大于曲率缓和段长度,因此应以超高渐变率决定缓和曲线的长度。

表1公路缓和曲线最小长度

设计速度（km/h） 120 100 80 60 40 30 20

回旋线最小长度（m） 100 85 70 50 35 25 20

三、超高渐变率

超高渐变率(表2) 是旋转轴线与行车道(设路缘带时为路缘带) 外侧边缘线之间的相对坡度,确定超高渐变率,既要考虑行车道外边缘相对坡度的变化率应保持一定值,同时沿路线旋转轴,行车道的旋转角速度也应有所限制。为此, 超高渐变率应控制在适宜的范围内,如果超高渐变率过大,则会出现行车道边缘的突变,影响路容美观和行驶的舒适性;如果超高渐变率过小,则会由于横坡变化缓慢,不利于路面排水。另外,即使采用相同的超高渐变率(假设圆曲线半径一定) , 由于旋转轴位置不同, 如果从旋转轴到行车道边缘的距离B 改变, 根据双车道公路超高缓和段长度计算公式Lc= B×i/p, 经计算得出的超高缓和段长度Lc 也随之变化。

表2超高渐变率

计算行车速度

Km/h 超高旋转轴位置

中线 边线

120 1/250 1/200

100 1/225 1/175

80 1/200 1/150

60 1/175 1/125

40 1/150 1/100

30 1/125 1/75

20 1/100 1/50

确定的超高渐变率最大值, 在美观上和行车舒适上应符合最低限度的要求; 确定超高渐变率的最小值必须综合考虑路面排水要求。AA SHO (美国各州公路工作者协会) 对于双车道以上的宽幅路面的超高缓和段长度规定为:三车道公路为双车道公路缓和段长度的1.2 倍;四车道公路为双车道公路缓和段长度的1.5 倍;六车道公路为双车道公路缓和段长度的2.0 倍。设计中缓和曲线的长度以超高渐变率作为控制,这是因为根据平面线形的要求,大半径的圆曲线,希望缓和曲线也随之增长,有利于线形的协调、均衡和美观,但实际设计中,当曲线半径增大,超高则减小;而半径减小,超高增大,即按照超高渐变率计算,大半径圆曲线需要相对较短的缓和曲线, 而小半径圆曲线则需要相对较长的缓和曲线。因此,缓和曲线长度的确定,应在首先满足超高渐变段长度的基础上,再根据线形要素的组合比例关系,确定缓和曲线参数,进行公路线形设计。

基于上述原因, 在进行公路几何线形设计中,曲率缓和与线形组合所需要的缓和曲线长度与超高渐变段所需要的缓和曲线长度存在着非对应关系,为了满足线形设计中视觉及适应性的要求, 缓和曲线的长度一般要大于或等于超高渐变段所需长度。

四、设计方法

如何处理好缓和曲线在公路几何线形设计中的不同属性, 优化线形设计, 以保证公路平面线形的均衡连续,汽车行驶的安全舒适以及利用缓和曲线适应地形地物的变化、降低工程造价、诱导驾驶员的视线等, 是十分重要的。在具体设计过程中,缓和曲线长度的确定,首先应满足《公路路线设计规范》中规定的缓和曲线最小长度的要求, 然后结合公路的技术等级、使用任务、功能和适应的交通量,根据选线意图拟定的圆曲线半径,确定圆曲线相应的超高值,通过规定的最大超高渐变率计算出该超高值所需要的缓和曲线长度Lc,将此长度作为缓和曲线最小长度的限制, 再结合满足视觉和线形美学的平面几何线形设计要求,在R/3 ≤A ≤R 范围内确定满足要求的回旋线参数A,由回旋线基本公式A2= R ×L s可得出线形组合设计所需要的缓和曲线长度Ls。

选定使用范围内的缓和曲线,是同时满足超高缓和要求的。设计中如出现以最小长度的缓和曲线与极限最小圆曲线半径相连接时, 由于行车道外边缘相对坡度的变化,受行车道宽度的控制,那么缓和曲线的长度是否满足超高缓和段的要求,应进行复核、验算,如不满足,需设法延长超高缓和段的长度。通常情况下, 如果先计算出超高缓和段的长度, 再根据线形设计规范确定缓和曲线长度,那么超高渐变段长度Lc 包含于线形设计的缓和曲线长度Ls 之内,即Lc≤Ls。根据《公路路线设计规范》第7.5.7 条之规定:“超高的过渡应在回旋线全长范围内进行。当超高渐变率过小时,超高的过渡可设在回旋线的某一区段范围内。”当超高渐变段长度Lc 一般小于缓和曲线长度Ls,如超高渐变段从缓和曲线起点开始设置,按照超高渐变率,在缓和曲线Lc 内即完成超高过渡,Ls 剩下的缓和曲线部分超高将设计为达到全断面的圆曲线超高,这样往往增加工程量,造成浪费。因为设置超高过渡, 希望随着缓和曲线半径的逐渐减小,超高逐渐增大,直至缓圆点时达到圆曲线段的全段面超高,实际上提前达到圆曲线段的全段面超高,反之,随着缓和曲线半径的逐渐增大,超高也应逐渐减小,应当进行超高渐变时,却仍然是圆曲线段的全段面超高,增大了道路工程量,造成不必要的工程浪费,因此,控制超高缓和段起点的设置位置是有必要的(参见图1)。

图1超高缓和段设计

控制超高缓和段起点的设置位置一般有两种方法:

a) 根据不设超高的圆曲线半径,反算出超高缓和段的起点位置,即将超高缓和的起点移至反超高容许值的那一点,验算自起点始至缓圆点(或圆缓点) 止的缓和曲线是否满足超高过渡所需长度,然后调整超高缓和段起、终点位于整桩处,以确定的超高缓和段长度控制超高渐变率,此超高渐变率必须满足规范要求,如不满足需在缓和曲线范围内延长超高缓和段的长度。

b) 将缓圆点(或圆缓点) 作为超高缓和段终点,然后在缓和曲线内调整终点至整桩号位置,根据超高缓和段长度反推起点位置,桩号也可凑整,但必须满足超高缓和长度的要求,同样以确定的超高缓和长度控制超高渐变率。

以上述两种方法设置超高缓和段的区间,是考虑到超高缓和未必严格地与平面曲线相对应,并将起、终点桩号位置分别在A /10 范围内移动至整桩号(一般以5m的倍数计)处,以整数标准距离进行设计,对于设计和施工是十分方便的。

五、结束语

设置超高,对公路的平面和纵断线形均产生视觉上的影响,特别是高等级公路,设计时更应格外重视其导致路容的美观和协调。实际运用时,可预先根据公路的等级、功能等,将圆曲线半径与超高相对应,确定不同的圆曲线半径其超高缓和段所需长度的取值范围,进行公路几何线形设计时作为参考,以便于选线、定线。具体设计中,或者采用统一的超高渐变率,根据不同的圆曲线半径确定相应的超高缓和段长度;或者在满足要求的前提下,确定相同的超高缓和段长度, 根据不同的曲线半径采用相应的超高渐变率;或者两者兼而有之灵活运用。

公路平面几何线形设计,既要求所确定的路线方案能够尽量适应协调地形地物的变化,又要求各线形要素间的运用和组合能够保持线形的顺适、流畅、连续和均衡。如果在设计中片面地追求某项线形要素指标,而显著地增加工程费用是不可取的。

篇（10）

1 高速公路排水设计概述

高速公路排水设计对于高速公路路基的稳定性及路面的使用寿命有着显著的影响。高速公路排水设计应包含以下两个方面的内容：其一是要考虑如何减少地下水、农田排灌水对路基稳定性及强度的影响，一般称之为第一类排水；其二是要考虑如何将路表水迅速排出路基之外，最大限度地减少雨水对路基、路面质量的影响，减少因路表水排水不畅或路表水下渗对路基、路面结构和使用性能产生的损害，这称为第二类排水。

第一类排水设计通常采用适当提高路基最小填土高度或在路基底部设置隔水垫层等办法。施工期间一般都考虑在施工前开挖临时排水边沟，排除施工期地表水并降低地下水，同时在路基底部掺加低剂量石灰处理，设置40cm厚的稳定层等。采用这一系列措施可起到事半功倍的效果。

第二类排水设计一般包括：①通过路面横坡、边沟、边沟急流槽等，将路表水迅速排出路基以外；②设计中央分隔带纵向碎石盲沟、软式透水管及横向排水管，将施工期进入中央分隔带的雨水及运营期中央分隔带的下渗水迅速排出路基之外；③设计泄水孔以迅速排除桥面水；④设计中采用沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟或排水管，将渗入路面面层的水引出路基之外。

综上所述，笔者结合高速公路在设计以及施工中出现的问题谈一点自己的体会。

2 高速公路边沟排水设计

边沟设计在高速公路排水设计中占有很大的比重，设计人员都给予高度重视，但在设计过程中往往会忽视一些施工中的问题，如边沟的尺寸不考虑具体情况，死搬硬套有关规范、规定；又如施工单位大都未能按有关设计要求将原地表土、河塘清淤土等弃土运送至取土坑内用于复垦还田，而是弃放于路线两侧河塘中，造成部分河塘无法将路基水排入。另外由于沿线农田为分户承包，当地乡镇为了减少地方矛盾的产生，常常要求增加、改移和调整小型构造物设置位置。还有一点就是设计中没有充分考虑利用高速公路施工中超宽填土土方等。

2.1　边沟尺寸选定 边沟的排水能力主要取决于以下几个设计参数：边沟底流水坡度、边沟截面尺寸、形状、边沟的表面粗糙程度。

依据江苏省高速公路设计及公路排水设计规范要求，高速公路的边沟一般采用边坡为1：1的梯形明沟，因此，可采用《公路设计手册路基》中梯形断面沟渠的水力计算公式计算梯形排水边沟的排水能力：Q=WC

式中：Q——流量；W——边沟断面面积；C——流速（谢才）系数；R——水力半径；i——边沟沟底纵坡。

根据高速公路所处地理位置，采用当地历史最大小时降雨量，以流入边沟的水不溢出边沟为限，并假设高速公路的路基平均填土高度为3.5m，由此，汇水带宽约为23m，则可依据不同的边沟沟底坡度、不同的边沟底宽（或边沟截面积）的排水能力，计算出所能承受的路面排水最大长度。高速公路一般每公里设置三道涵洞，即300m左右有一道涵洞，也就是说路面排水长度一般在100m～200m之间。

通过分析、计算确定，高速公路边沟采用50cm的梯形边沟即可满足路基排水需要。

2.2　边沟设计的原则 ①一般路段的路基边沟设计原则：以填筑式边沟为主，尽量减少路基边沟积水现象的发生。这主要是吸取已建成的高速公路中的教训：a部分路段在汛期内路基水不能及时排除。b地方群众干扰路基水排入灌溉涵洞内。②路基边沟纵坡的要求：根据交通部部颁《公路路基排水设计规范》要求，采用浆砌片石修筑的边沟为满足排水需要，边沟纵坡应不小于0.12％，由于本项目位于丘陵岗区和冲积平原区，原地形既有较大起伏又有部分平坦地段，本着既要解决路基排水问题，又要经济合理的原则，确定路基排水边沟沟底纵坡一般情况下不小于0.15％。③对于边沟水进入涵洞及跨越通道等情况的处理：沿线设置的涵洞有排涵、灌涵和灌排两用涵。对于需排入排涵的边沟，其边沟底标高不低于涵洞中心的标高；需排入灌涵的边沟，其沟底标高不低于涵顶标高；而对于灌排两用的涵洞应按灌涵要求设置，特殊情况时可适当降低。为防止冲刷涵洞，原则上采用边沟急流槽连接边沟和涵洞洞口。一般情况下边沟尽量少穿越通道，当排水需通过通道排入涵洞时，应优先采用边沟盖板涵，特殊情况下可采用边沟倒虹吸穿越通道。④对边沟标高及纵坡方向的问题：根据路线纵断面和沿线自然地形情况综合确定，通常以沿线自然地形为主确定排水方向。边沟底标高控制应以该段路肩边缘最低点标高以下大于1.7m为宜，原因是考虑到路线中央分隔带横向排水管不能因边沟积水而引起倒灌。对于个别特殊路段不能满足1.7m要求的，可放宽至1.4～1.5m，若另一侧边沟较低时应优先采用单侧布设横向排水管。⑤对于挖方段边沟：考虑到中央分隔带横向排水管排水要求，边沟底标高不低于路肩标高1.2m，同时要求边沟纵坡不小于0.5％。施工期要求各施工单位必须首先在挖方段边坡顶开挖截水沟以防止路基外侧水进入路基，并且应做好挖方段本身临时排水沟的设置工作。

3 高速公路中央分隔带排水设计

高速公路中央分隔带排水设计主要为排除中央分隔带内积水，可分为施工期间和道路营运期下渗水的排除。

施工期间排水量取决于最大瞬时降雨量及中央分隔带的汇水面积。一般情况下，由于高速公路中央分隔带内设置有通讯、监控用管线的人手孔，因此，中央分隔带排水长度应为两个人手孔之间的间距，一般路段的最大间距为180m。

假定当地历年最大瞬时降雨量为28.8mm/10min，根据本次设计中央分隔带宽为2m，计算出中央分隔带施工期需要的最大排水能力为：Q=Aγ=2×180×28.8

式中：A——中央分隔带汇水面积；γ——最大瞬时降雨量

横向排水管的排水能力按长管自由出流的流量计算公式进行计算：

式中：K——流量模数，与管道断面形状、尺寸和粗糙度有关；H——水头高度；L——横向排水管长度。

由以往高速公路设计经验可知，高速公路横向排水管长为15m左右，横向排水管坡度为2％，采用以上公式计算出施工期最大瞬时降雨量时所需要的横向排水管管径为255mm。如果按有关排水设计规范要求50m设置一道横向排水管，即排水长度缩短为50m，则需要的横向排水管管径为75mm。

但在实际施工过程中存在许多问题，如中央分隔带是在基层施工后进行开挖施工的，开挖的边沟表面粗糙，沥青不易粘结牢固，不能形成均匀、无破损的防渗层。土工布因有接缝，不能形成整体而达到完全不透水的程度。因此，当盲沟积水时侧面仍将无法阻止水渗入路基。

由于施工质量不易控制，造成横向排水管标高误差或产生淤塞，从而使上游横向排水管排水不畅，大量的水流向最低处，而最低处的横向排水管由于设计时包裹无纺土工布或产生淤塞，使排水能力严重不足，从而导致下游中央分隔带积水严重，有的下雨后几天中央分隔带仍有积水，使路基长时间浸泡，影响了路基、路面的强度。

由于通讯、监控管线人手孔的设(下转第9页)(上接第13页)置阻断了中央分隔带排水，造成中央分隔带积水或积水渗入人手孔。

为了解决这些问题，采用以下办法处理：对于设计底坡小于0.3％的，采用锯齿形纵向矩形碎石盲沟，并于盲沟底部设置软式透水管和每隔30～50m设置集水槽汇集中央分隔带雨水或渗水；根据以上计算，中央分隔带每隔30～50m设置一道横向排水管，将盲沟中的水排出路基以外；在中央分隔带内设置2cm厚水泥砂浆层、沥青防渗层及土工布防渗层，防止中央分隔带中水从侧面向路基渗透。

4 高速公路路面渗水的排水设计

沿路面边缘设置由透水性填料集水沟、横向出水管和过滤织物（土工布）组成的路面边缘排水系统。

通过设置沥青封层、土路肩纵横向碎石盲沟和排水管，将渗入路面面层的水引出路基之外。由于通过沥青面层下渗的水量有限，考虑到排水路径的限制，因此，设计中采用每10m左右设置一道Ф5cm横向排水管以确保路面下渗水的排除。

参考文献

[1]杜云，夏丽燕，郭兆军.沈大高速公路路基路面排水设计浅析[J].辽宁交通科技.2004.(11).