摘要：道路的排水系统是由地表排水、地下排水、路而内部排水等几部分组成的综合排水系统，从路基排水和路面排水两部分阐述了各种排水设计的适用条件。探讨了道路路基路面排水工程的设计，以积累道路设计经验，具有一定的工程实际参考价值。
关键词：道路工程；路基；排水设计
1 概述
道路路基应设置完善的排水设施，以排除可能危害道路的地表水和地下水，保证路基路面结构稳固，防止路面积水影响行车安全。道路排水可分为地表排水和地下排水两大类。路面含路肩和中央分隔带范围内的排水，又称路面排水。路基排水设计应根据道路等级、沿线自然条件以及桥涵设置等情况进行综合考虑，注意充分利用地形和天然水系，合理布置各项设施，形成良好的排水系统，确保排水通畅和养护方便。
2 道路路基排水设施分类
为全面完成路基的排水任务，需采用不同排水设施。
2.1 地表排水沟渠：主要用来排除降水在路界范围内形成的地表径流，以及毗邻地带可能进入路界的地表径流和影响路基稳固的地表积水。通常有边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽等。
2.2 地下排水沟管：主要用来排出路基范围内的地下水或降低地下水位，有明沟、暗沟、渗沟等。
2.3 路面排水设施：专指为路面和中央分隔带部位排水而采取的工程措施。路面（含路肩）表面排水，一般公路由路面横坡和路肩横坡，汇集于边沟或以横向漫流形式向路堤坡面分散排放。
2.4 泄水和蓄水结构物：其作用是将路基上方的水流宣泄至下方或拦蓄于路基范围以外。泄水结构物。是使水流穿越路基的设施，如桥梁、涵洞、倒虹吸、渡水槽、渗水路堤和过水路面等。蓄水结构物。有阻水堤和蓄水池（蒸发池）等，系将山坡的地表水或排水沟渠汇集的水，拦蓄在一定的地点，任其蒸发或下渗。雨量较小、排水困难地段，可利用沿线的集中取土坑或专门设置蓄水池，以容纳排出路基范围内的水。
3 道路路基排水系统设计
路基排水设计，应先进行总体规划和综合设计，将针对某一水源和满足某个要求而设置的各项排水设施组成统一完整的综合排水系统，以提高排水效果和降低工程造价。
布置路基排水系统时，应联系道路的平纵面和横断面，查明各种水源，并分析它们对路基路面的危害程度，再根据沿线的地形、地质等条件，因势利导、因地制宜布置适当的排水设施，完善对进出水口的处理，使各项设施衔接配合，形成排水网络，把有害水及时排除掉。同时，要周密考虑每一排水设施的功能，以及在位置和构造等方面的要求，使它们充分发挥预期的效用。
在规划道路排水系统时，要注意地表、地下排水的相互协调，路基、路面排水的综合考虑，排水沟管与沿线的天然水系及桥涵等泄水结构物的密切配合。地表排水设计与坡面防护工程也要协调配合，例如，路表面水采用横向分散漫流排水时，若土路肩和边坡易被浸蚀、冲刷，就要进行有效防护处理；否则，应采用路肩纵向集中排水方式。
道路排水还应与当地的农田水利等建设规划结合起来考虑。路基排水要防止冲毁农田或危害其他水利设施，道路侵占的排灌沟渠应予恢复，可设置涵管等加以接通或进行迁移，以保证农田排灌系统正常运行。当灌溉沟渠必须沿道路通过时，如流量较小、纵坡适宜，一般公路不得已可考虑同路基边沟合并，但边沟断面应适当加大；如在路基边坡上或路堑坡顶附近通过，沟渠必须具有足够的横断面，并应采取必要的防渗措施，以免水流溢漏危害路基。对路基上侧山坡的地面水，也可结合水土保持工作，采取逐级拦蓄的措施保证路基的稳固。城镇路段的排水，应与现有的排水设施及建设规划相协调。另外，路表面水常含有有害物质，不得直接排入饮用水水源，也不宜直接排人养殖池、农田等，必要时应进行净化处理。
4 道路路基地表排水沟渠设计
布置好路基排水系统后，应对各排水结构物进行具体设计。地表排水沟渠的设计内容包括：确定平面位置、沟底纵坡、断面尺寸和结构形式等方面。这几方面是相互关联的，在设计时必须统一考虑。
地表排水沟渠的平面设置，应根据排水系统设计要求加以确定。边沟和路肩排水沟等沿路边缘设置，多与路中线平行。截水沟与路堑坡顶或路堤坡脚之间应有一定的距离，以防沟内的水浸湿坡体或坡脚；但也不能太远，否则无法充分拦截山坡上的水，而对路基稳固亦不利。排水沟沿路线布设时，距填方路基坡脚一般不宜小于3～4m；填方路基设置的坡脚排水沟，距路基坡脚也不宜小于2m。排水沟渠一般应设置在地质良好和地形平缓的地方，以保证沟渠本身稳固并减少工程量。沟渠的平面线形应力求顺直，需拐弯时要尽量采用较大半径（不小于10m）的曲线，以防冲刷破坏。排水沟渠应具有一定的纵坡，使沟内的水流能尽快排出，以防发生漫溢或引起冲刷。沟底纵坡一般不宜小于0.5%。在特殊困难地段，土质沟渠的最小纵坡为0.25%；沟壁铺砌的沟渠可减小到0.12%。当纵坡大于3%时，土质沟渠常需进行冲刷防护。边沟和路肩排水的沟底纵坡，一般应与道路路线纵坡相同。但当路线纵坡不能满足排水要求时，则要调整边沟纵坡或采取其他措施。弯道超高路段的边沟，沟底纵坡应与弯道前后段平顺衔接，不允许有积水或外溢现象发生。沟渠的横断面形状，有梯形、矩形和三角形等。土质沟渠，大多采用梯形，其边坡坡度取1：1.0～1：1.5，视土质类别而定。石质沟渠或浆砌片石沟渠，宜做成矩形断面。少雨浅挖地段的土质边沟，为便于机械施工，可用三角形断面，其内侧边坡坡度常取1：2～1：3。路堑边沟的外侧边坡坡度应与路基挖方边坡一致。路肩、边坡平台和中央分隔带设置的纵向排水沟，还可采用U形水泥混凝土预制构件砌筑。沟渠的断面尺寸，应能满足所需排泄的设计流量。设计流量，可根据所在地区、设计重现期及汇水范围情况等，按小流域暴雨径流流量推理公式确定。沟渠的泄水能力，与断面情况及沟底纵坡有关，则用明渠均匀流公式求算。上述水文、水力计算，请参见有关设计规范。为防止水流溢出，路面表面排水计算泄水口流量时，水深不宜超过沟深的2/3；路基排水沟渠的沟顶，应高出沟内设计水位0.2m。考虑施工方便和满足排水要求，边沟的深度及底宽不应小于0.6m，其他等级公路不应小于0.4m；截水沟和排水沟的深度及底宽均不宜小于0.5m。一般边沟可以不进行水文水力计算，而用规定的最小断面尺寸足以排除其份内的水量。为防止沟渠内因水流的流程太长和流量过大而造成冲刷或积水，其长度应有所限制。沟渠排水长度，一般不宜超过500m；多雨地区的边沟，不宜超过300m；三角形边沟和沟底纵坡小于0.5%时，因水流条件较差，不宜超过200m。沟渠过长或纵向低凹部位，应结合地形条件，增设出水口或涵管，将水引走。路面排水的泄水口间距，可根据流量计算确定，一般为20～50m。沟槽应平整稳固、不滞流、不渗水和不冲刷。在土质松软、透水性较大的地段，或裂隙较多的岩石地段，为阻止水流下渗，沟槽应予加固防护。沟底纵坡较大的土质沟渠，为避免冲毁，也应加以防护。另外，土质沟渠容易生长杂草而淤塞，养护工作量较大，外容也较难齐整，因此，高速公路和一级公路的土质边沟应全部进行防护。常用的防护措施有浆砌片栽砌卵石、水泥混凝土预制构件等。拦水带，可采用浆砌片石、水泥混凝土预制块或沥青混凝土筑成。 急流槽的槽底宜做成粗糙面，可消能和降低流速；背部设置凸榫嵌入地基中，以防槽身滑移。
5 道路路基地下排水沟管设计
路基地下排水设计时，必须先做好调查研究，摸清地层和地下水的情况，再根据排水需要，选定地下排水结构物的类型、位置、埋深、构造与尺寸等。对地下水的处治，可分为拦截、疏干、降低和引排等。
5.1 拦截：当路基范围内有含水层出露时，可在地下水流的上方设置明沟或渗沟将其截断并引离，以免潜蚀而引起坡体坍塌和上覆土层下沉。截水明沟和渗沟，应尽量与地下水流方向垂直，还必须埋人含水层下的透水层。
5.2 疏干：路基边坡坡体为上层滞水或降水浸湿而容易产生坍塌或滑坡等病害时，可采用在坡体内设置Y形或拱形边坡渗沟，以疏干和排除其中的地下水。边坡渗沟的底部应位于潮湿层、滑动面或冻结线以下至少0.5m处的稳定层内，并宜做成台阶形式。如果边坡渗沟埋得深，底部较平缓，则除起疏干作用外还能支撑坡体。
5.3 降低地下水位：当地下水位较高，影响路基稳固时，可在边沟下设置纵向渗沟，以降低地下水位，使路基处于较干燥的状态。此时，渗沟的埋置深度视地下水位需要下降的高度。
5.4 引排：在路基范围内有泉眼出露或汇集的地下水流时，可用地下排水沟管将水引出并排除。引水渗沟和暗沟的布置，宜使排出的通道为最短，并尽可能设在不透水层中。为保证泄水顺畅，水流不致倒灌，其出水口底部应高出地表排水沟设计水位至少0.2m。在寒冷地区，沟管应作防冻保温处理或者设在冻结深度以下，以免水流结冰而堵塞。
6 中央分隔带排水
中央分隔带排水是排水的重要组成部分，可根据分隔带表面的处理方式、交通安全设施形式、绿化和分隔带宽度等因素选择不同的排水方式。一般采用带有铺面的横断面形式，当中央分隔带宽度小于3m时中央分隔带采用双向横坡，并入路面排水系统将雨水流向两侧路面。中央分隔带宽度大于3m使表面水流向分隔带中央低凹处，可设置内倾的横向坡度且未采用铺面封闭时，通过纵坡排流到泄水口并横向排离路基。可设置纵向排水渗沟排除渗入分隔带内的表面水，并隔一定间距通过横向排水管将渗沟内的水排引出路界。
7 结束语
路基排水不畅影响公路行车安全、排水系统的不完善造成公路早期破坏。路基路面排水设计是公路设计的重要组成部分，应根据公路等级、交通、降雨、地域环境、等诸多情况合理布局综合考虑。完善的公路路基路面排水系统的设计还需考虑施工因素同时选择排水方案时还应进行技术和经济比较。
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