路基路面排是水优化.doc

连云港至盐城高速公路（连云港段）排水及防护设计优化排水及防护工程设计优化1排水设计优化路基路面排水系统包括：路基排水、中央分隔带排水和路面排水三部分，并通过边沟、桥涵等构造物排入天然河沟，以形成完整独立的排水系统。本次排水设计优化的重点低路堤排水。1.1路基排水路基排水主要是通过全线贯通的边沟来进行，边沟纵坡一般不小于0.3%，坡长小于300m，边沟水均应引离路基，排入原有水系中的河流、排水渠及取土坑内，但不排入鱼塘内。当边沟与涵洞、通道发生交叉时，一般将边沟水直接排入涵洞中，或在灌溉涵、通道处让路基边沟向两侧排走或设边沟倒虹吸涵通过。1.1.1原设计方案原设计采用梯形断面，底宽0.4m，深0.5m，两侧坡比11。排水沟采用7.5号浆砌片石进行加固，厚0.25m，同时在排水沟外侧设置了浆砌片石挡水堰，避免路基水进入农田，使路基排水沟的水直接进入排涝沟或通过岸坡急流槽进入自然或人工河流。由于连盐线沿线水系复杂，一般每200300m就有一道涵洞，一般需要的边沟长度为100200m，根据边沟的排水能力计算采用0.4mX0.5m既可，以25cm厚的7.5号浆砌片石铺砌主要考虑了连云港地区有丰富的石料，本着因地制宜的原则从经济的角度选用浆砌片石铺砌。具体形式见下图：1.1.2优化方案裸露的浆砌片石边沟整体的视觉效果较差，与周围的环境格格不入。为了消除浆砌片石不良的视觉效果，本次边沟优化的重点为如何使车辆在行驶工程过程中看不到排水工程，只能看到周围地势的起伏和绿化景观。通过视觉计算，当填土高度大于2m时，我们认为车辆行驶在外侧行车倒上是看不到边沟的，也就是说排水工程已处于视线之外了，那么维持原设计方案即断面型式选择0.4x0.5m梯形浆砌片石边沟；当填土高度小于2m时，我们推荐采用砖砌矩形暗沟，边沟顶部用混凝土盖板覆盖，盖板上覆土1020cm绿化，形成暗沟，矩形沟宽40cm，深60cm，深度可随地势与边沟底高程调节。每隔20m设一竖井，竖井上设隔栅盖板用于汇水和沉淀。其优点是绿化面积大，沟身隐蔽，施工维修及清淤方便，但其工程造价较高。1.2中央分隔带排水1.2.1原设计方案中央分隔带宽3m采用凸形，顶面设计为圆柱形,并填土植草绿化植树防眩。虽然大部分降水通过凸形中央分隔带可自排到路面上，但仍有少部分水会渗入到中央分隔带内，在中央分隔带范围内的路基及路面结构层上设置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，采用锯齿型纵向塑料盲沟和横向硬塑料排水管排出渗水。盲沟采用矩型断面，宽60cm，为确保纵坡不小于3的要求，其深度变化范围为2038cm(盲沟分段长度一般60m)。硬塑管进口处用土工布包裹，碎石盲沟上铺土工布以便与回填土隔离。1.2.2优化方案中分带排水原设计主要是为六车道预留，四车道一次实施而做的方案，中分带宽10.5m，所以在汇水计算厚得到了一个相对较大的下渗水量。本次中分带优化设计主要是从六车道一次实施考虑，中分带宽度变为3m后，对中分带排水使用的材料和设计尺寸进行优化。本次优化建议取消路面结构层上的2cm厚水泥砂浆层河沥青防渗层，纵向锯齿型塑料盲沟换成碎石盲沟，要求盲沟矩形断面的宽由60cm减小到30cm。同时，横向硬塑料排水管的尺寸也要相应的变小，由15cm改为11cm。1.3路面排水路面排水包括：路面表面排水及路面下渗水排水。路面表面水由路拱向两侧自然分散排除。1.3.1原设计方案大气降水在路面上形成迳流，绝大部分将分散或集中排走，为防止少部分雨水下渗浸湿路面基层和土基，在水泥稳定碎石基层顶面铺设改性乳化沥青封层，原设计在土路肩满铺草皮下面设置纵向塑料排水盲沟，然后按 10m的间距设置7×3cm厚的横向盲沟排除路面面层渗水。由于路面面层均采用密级配沥青混合料，路面下透水少，很少有可能从下面层以下汇集后通过土路肩排出下渗水。此外原设计方案为塑料盲沟上回填14cm的耕植土进行土路肩植草，不利于植草的成活，且造价高。1.3.2优化方案本次优化设计借鉴盐通高速公路设计经验，将原来路肩自由漫流排水改为汇流集中排水。在硬路肩外侧设置一个宽50cm的混凝土凹槽，凹槽始终紧贴面层结构，高程设计和路线纵坡保持一致，采用滑模施工。路面上的水直结排入凹槽，经纵坡汇集到凹曲线的底部，在凹曲线的底部设置集水井，将汇集的水直接排入边沟。一般在凹曲线底部设置三个集水井，最低点设置一个，最低点左右两侧各20m再分别设置一个。当凹型竖曲线两侧纵坡有一侧大于1.0或坡长超过800m时，要求适当增加集水井，间距为20m一处。1.4低路堤排水优化设计1.4.1边沟排水连盐线在路堤设计时，把填土高度小于1.96m时的路堤称之为低路堤。在边沟优化设计时，当填土高度小于2m时，我们建议边沟采用暗沟的形式。因此，低路堤路段的边沟如出水口的常水位高程没有限制的话，建议都使用暗沟。1.4.2中分带排水本项目低路基填筑方案有A、B、C三种类型，填土高度在1.56m至1.96m之间的为A型，填土高度在1.16m至1.56m之间的为B型，填土高度小于1.16m的为C型。其中C型方案水泥稳定碎石基层下为40cm碾压混凝土和25cm手摆片石。根据中分带排水方案，当路基边缘到护坡道内侧小于0.76m时，即会出现横向无法排水的问题。再加上边沟的深度50cm，填土高度至少要控制在1.26m以上。所以低路堤C型方案的中分带排水都存在问题。A、B型方案如果控制较好的话，中分带的横向排水应该没有问题。因此低路堤中分带排水优化主要针对的是C型方案，A、B型的中分带排水仍然一般路段相同。针对上述问题对无法设置的中分带横向排水系统的路段提出以下方案进行优化：（1）对C型碾压混凝土加铺手摆片石路段，将横向排水管设置在水泥稳定碎石底面以下20m处，碎石盲沟同时也嵌入碾压混凝土中。施工时先将碾压混凝土摊铺好，再在摊铺好的混凝土上开槽，宽20cm，深为20cm；然后放入横向排水管，固定好后再回填混凝土。原来设置在路床顶部的横向排水管，被抬到了原来二灰土层的底部，足足太高了40cm，解决了中分带的横向出水问题。（2）采用PVC防水板替代原来的防水土工布，封死中分带下渗水通道，在PVC板与碾压混凝土之间回填部分素土，用来固定和支撑PVC防水板。 2 路基防护工程设计优化路基防护设计主要以经济适用、美观大方、方便施工和照顾景观为原则。防护类型的选择,除了保证使路基稳定外,还应考虑与周边环境的协调,同时尽量增加绿化面积。2.1道路边坡优化原设计方案设置了1：2的边坡，在坡脚处设置了两米的护坡道。本次边坡优化的思路主要是从创造良好行车视觉效果出发的，将原来折线型破脚做成园弧状，让人感觉地势高差变化显得自然、平缓。边坡破率1：2仍然维持不变，将原来护坡道取消，边坡与边沟之间通过圆弧相连，圆弧半径初步定为8.5m。具体施工时可将超宽填筑的土方从土路肩边缘开始往下削，削下的土方直接填筑到边坡与护坡道之间。2.2路基防护2.2.1原设计方案根据沿线不同的土质岩性、水文地质条件、坡度、高度和当地材料，原设计将边坡防护划分为3个等级，当填土高度小于3.5m时，采用植草防护；当填土高度在3.5mH4.5m时，使用浆砌片石斜方格网防护；当填土高度在4.5mH6m时，使用浆砌片石单排衬砌拱防护。土路肩和路基护坡道上采用植草防护。原设计方案主要问题在于1：2的坡率下，不同路基防护形式划分的临界高度太低了。在较缓的边坡上，每一级防护的最大高度都可以适当提高。当路基高度大于4.5m时骨架护坡加植草防护的单排衬砌拱形式比较单调，小于3.5m时植草防护采用单纯的植草效果也比较单调。2.2.2优化方案本次优化设计首先对防护形式的分界高度提出了新的讨论，在边坡坡度较缓的情况下，建议将植草防护和骨架防护的分界高度由原来的3.5m提高到4m，当填土高度小于4m时建议采用植草防护，当填土高度大于4m时都采用骨架防护。从美观的角度，可将骨架形状做出各式各样的造型，如斜45度大框格，六角形混凝土预制块防护，浆砌片石拱形防护，浆砌片石或预制块做成的麦穗型。预制空心六角块植草防护，根据江苏省近些年道路建设实践表明，此方案虽美观，但经过较长时间后植草不容易成活，不推荐此方法。推荐选用预制斜方格网, 浆砌片石衬砌拱、预制混凝土块衬砌拱。虽然骨架需在边坡中嵌槽镶进，施工难度大，但骨架防护措施可增加美的效果，都给人以美的享受。浆砌片石或砼预制块浆砌片石或砼预制块浆砌片石或砼预制块浆砌片石或砼预制块小于4m的边坡以植草为主，并适当配以花灌木以及乔木。当填土高度介于2m4m之间时，采用草、灌、乔混合种植，乔灌混交，发挥乔木与灌木的自身生长特性，充分利用高低错落的空间和光照条件，以达到最佳郁闭效果；当填土高度小于2m时，采用低矮的草、灌即可。设计时不仅要考虑其淤泥、耐旱、耐湿等生长条件，而且考虑到树种之间的生态互补，加高矮错落和根系深浅分布的相互搭配，相互促进生长发育。植草以抗旱能力强、抗冲刷能力强、养护工作量小并适合本项目区域的气候特征的品种为主，并以满铺草皮为主。植物根系对边坡的加固作用，保护路基边坡免受大气降水与地表径流的冲刷。上跨高速公路桥梁两端的边坡防护是分离立交的设计的重点，其防护设计可结合地形，采用放缓边坡和植种绿草，低矮灌木或爬藤类植物，遮盖生硬的混凝土给人的视踞冲击，并在其周围种植常夏石竹，美人焦等宿根花卉，有效调节视疲劳。还可用适当配于景石，与种植的常夏石竹，美人焦共同体现园林的意境，轻盈，和谐。3 互通排水及防护3.1互通边坡防护互通范围内匝道内侧边坡由于不受用地范围的制约，可适当放缓至1316。放缓后边坡的防护主要是以植草为主，同时增加些灌木和乔木，达到一个改善景观和美化绿化的结果。对于匝道桥头高填土路段仍然采用骨架防护，同时在骨架中也可种植些灌木和乔木。3.2综合排水互通范围内由于匝道边坡可以放缓为1316，从景观的角度可采用土质边沟或者卵石排水沟，同时将边沟外侧土略为填高，自然生态与互通内自然景观协调，即使没有水也能营造枯山水的情结。江苏省交通科学研究院 11