高速公路路基排水设施病害类型及处治技术分析.docx

? ? 高速公路路基排水设施病害类型及处治技术分析 ? ? 赵亚君 （承德盛达高速公路养护有限公司，河北 承德 067000） 1 常见路基排水设施病害类型 1.1 边沟、排水沟 排水沟、边沟受到严重破坏，且沟渠底部浆砌面较为粗糙，水流速度下降，排水效果不佳。沟渠浆砌石由于路基压实性不足，脱离原路基，出现沟渠沉陷开裂情况；排水沟、边沟存在明显杂物堆积现象，难以实现防冲、防淤效果，路基线形和沟底纵坡一致化造成路基边坡泥沙下滑，引发沟渠堵塞；边沟盖板排水孔出现堵塞，阻碍了路面积水的快速排出。盖板孔径构造偏小，在强降雨环境中，边坡泥沙会导致泄水孔出现拥堵。 1.2 截水沟 路基截水沟破坏则主要表现为截水沟未做好防冲加固，地表径流造成路基边坡产生滑动，继而引发截水沟坍塌破坏；截水沟堵塞则是由于截水沟布置距离弃土堆偏近，泥石流流入截水沟造成淤泥堵塞，且路基边坡存在较多的杂草和树枝也容易进入截水沟，影响排水功能；截水沟冲刷则是其布置长度过长、设计坡度偏小，和周围排水设施没有充分衔接，地表径流难以快速排出，积水长期滞留造成结构冲刷严重。 1.3 急流槽 急流槽承担不同排水设施径流汇集作用，急流槽布置没有充分结合地形，结构底板防冲设计不佳，则会造成急流槽出水口冲沟产生严重损坏；急流槽缺乏缓冲设计则会在强降雨环境中造成结构冲刷，引发路基边坡强度稳定性下降；截水沟和急流槽进水口之间的衔接没有进行优化加固，平缓程度不足，也会造成水流溢出急流槽，污染周围环境生态。 1.4 小桥涵 过水涵洞杂物堆积数量过多（稻草、树干等），则会阻碍地表径流的正常排放，引发水面壅高、堵塞现象；进水口具备较多垃圾和泥沙也会堵塞边沟排放水流。 1.5 中央分隔带排水 公路超高渐变段中央分隔带的积水流速较慢，在纵坡及路拱坡度较低的情况下，地表径流排放效果不良，水流极容易聚集在中央分隔带周围，地面漫流会造成相关设施的水毁；中央分隔带渗沟失效则主要归因于外层土工布渗滤效果不良，结构老化，渗沟堵塞会影响中央分隔带排水；中沟分布于中央分隔带两侧，中沟被泥沙和树叶堆满，中沟堵塞会造成淤积、水流雍高等情况。 2 工程概况 河北省某高速公路跨越了大范围的山区地形，沿线降雨量丰富，设计起终点为K223+425～K230+600，路线全程7.175 km，双向四车道，设计车速60 km/h。公路设计纵坡技术指标较为复杂，高路堑路堤数量较多，路基填筑材料为当地分布较广的砂砾土，内部粉黏土含量丰富，路堑边坡多为岩土质构造。路线存在3座中大型桥梁，6座隧道，12座涵洞，一般路段路面为沥青混凝土结构，项目施工土石方数量63万m3以上，防护排水污工数量达到了2860 m3以上。路基高边坡护面采取窗孔式构造，其内设置数量密集的排水孔进行坡体水流排放，路基框架梁则采取种植植被、草进行绿化。该高速公路施工于2014年，至今已运行8年时间。经过现场调查发现，路基排水设施主要存在以下几种破坏类型：排水沟开裂破坏、边沟冲刷断裂破坏、急流槽边坡土体坍塌堵塞、中央分隔带防渗层失效及排水管设置不合理[1]。 1）沿线排水沟渠和拦沙坝破坏程度较为明显，排水沟开裂主要是该结构长期和农田水渠共同使用，衔接急流槽结构破坏，促使排水沟经受了较长时间的水流浸泡，继而产生坍塌破损，如图1所示；拦沙坝破坏归因于自然冲沟拦沙设置时并没有分析泥石流作用，结构出现失稳情况。 图1 排水沟破损 2）现场边沟破坏主要是缺少消水堤槽缓和坡段的设置，边沟长度过大、坡度较陡，引发边沟冲刷；边沟断裂则是路基和边沟之间没有经过施工衔接紧密化处理，地表径流极容易通过缝隙进入边沟，边沟内侧则会出现悬空现象，导致整体受力的不均匀，车辆通行过程中也会造成边沟顶部盖板碾压破坏和开裂。边沟破坏如图2所示。 图2 边沟破坏示意图 3）沿线高路堑和高路堤边坡岩土材料在强降雨环境中产生坍塌，进入急流槽内部的泥沙引发堆积堵塞，主要是施工阶段及流槽开挖中缺少边坡稳定性分析及处理。 4）现场中央分隔带排水设施存在以下几种病害类型：防渗层缺乏防渗效果，防渗开挖的边沟具备较为粗糙的表面，施工沥青难以充分黏结，防渗层完整度、均匀性欠缺，布置的土工布也具备明显接缝，不透水效果相对较差，盲沟侧面在积水严重情况下不能阻止路基水流的渗入。横向排水管施工质量不佳导致标高误差的存在，上游位置横向排水管极易出现排水不畅，地表径流就会聚集于高程较低处，且下游排水管多采取无纺土工布进行包裹，整体排水效果不良，中央分隔带积水情况严峻，路基受此影响会造成强度稳定性丧失[2]。 3 公路排水设施病害处治设计 3.1 处治原则 项目排水设施病害处理主要分为以下几种设计方案。 1）对于路段排水设施破坏程度较轻的情况，则可以采取C20混凝土或者浆砌片石进行结构加固处理，对原有排水设施进行重新修复、再次使用。