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1.1病害分析①龜裂和網裂。根據對本路段的實地調查，出現龜裂和網裂的主要原因有兩個方面:一是由于公路水損害造成路面基層強度偏低，重車作用下，基層斷裂反射到面層形成開裂，惡性循環，基層強度逐漸降低，重車逐年增加，路表彎沉越來越大，最終導致路面被拉裂;二是瀝青老化和疲勞開裂，主要表現在路面平整無顯著變形，網裂較規則。②坑槽。產生的主要原因是面層出現網裂、龜裂后，由于水的侵入，使路面結構強度降低，大量車輛通過易形成唧漿，久之，重復作用，基層漸漸變薄，進而出現翻漿、坑槽等病害。③車轍和擁包。出現的主要原因是由于超載、超限車輛較多。據有關部門統計，超重車的壓強在1.0～1.7MPa之間，遠遠超過設計壓強0.7MPa，每逢夏季，路表溫度較高，重車一旦通過明顯出現一道車轍，若出現急剎車，往往造成路面推移而形成擁包;春融和秋雨季節，由于雨水的浸入，瀝青混凝土變軟，層間抗剪強度降低，重車通過時，也容易產生車轍和擁包。綜上所述，本路段舊路病害嚴重，形成病害的主要原因是路面面層的老化和疲勞破壞，以及超載、超限車輛的大量通行，再加上過村路段排水設施不完善，水損對路面的破壞也較為嚴重，急需進行大中修。1.2舊路路基橫斷面本項目路基寬10.5m，路面寬8.5m，兩側各設1m土路肩。1.3舊路路面結構舊路于2001年進行了改建，現舊路路面結構為:4cm細粒式瀝青混凝土+5cm中粒式瀝青混凝土+15cm二灰碎石+15cm石灰土穩定土。
2路基
2.1路基設計①路基設計原則及依據。該項目為二級公路標準，根據沿線地形、地貌、地質、水文、氣象等自然條件，貫徹因地制宜、就地取材的原則，采取經濟有效的病害防治措施。路基設計主要依據交通運輸部頒發的有關標準、規范、規程等。②路基寬度。大中修后路基寬度與舊路一致。③路基高度。過村路段由于標高受限不能抬高，故破除新建。大修路面標高除過村段不抬高以外，其余路段路面抬高27cm左右;中修路面平均抬高4cm。④路拱坡度。現舊路路拱橫坡為雙向1.5%，土路肩橫坡為3%，大修后與其一致。⑤路基取土和棄土。沿線不能利用的挖除舊路路面廢料以及路基挖方，均應棄于指定的棄土場內或荒廢的坑、塘內集中堆放并夯實，以防水土流失及對沿線造成危害。取土采用集中取土方式，盡量尋找荒地或旱地作為項目取土場。2.2路基、路面排水設計路基、路面排水依據《公路排水設計規范》(JTJ018－97)進行設計［1］。①路基排水措施。本設計本著盡量節約投資的原則，對沿線梯形土邊溝，能利用的利用，能疏通的盡量疏通，完全填死路段則重新開挖，將水排到附近溝渠或涵洞。對過村路段，重新設置0.5m×0.6m的M7.5漿砌片石矩形邊溝并全部蓋板。在平交處設置邊溝涵以保證邊溝縱向排水暢通。②路面排水措施。路面水直接通過路面橫坡排至兩側邊溝。超高側路面水則經過對面路面橫坡流至邊溝。
3路面
3.1路面設計原則及依據根據交通量、公路等級對路面的使用要求，結合沿線的氣候、水文、地質及當地筑路材料的分布、典型路面結構情況，進行路面綜合設計。路面設計年限按12a計，設計彎沉值30.9(0.01mm)。路面厚度計算中以設計彎沉值為路面整體剛度的設計指標，以容許拉應力進行驗算。路面設計依據部頒規范《公路瀝青路面設計規范》(JTGD50－2006)和《公路瀝青路面施工技術規范》(JTGF40－2004)。3.2路面結構設計根據對京贊線的現場調查，該公路大修方案確定如下:K0+000～K0+800段、K1+600～K2+650段、K2+800～K3+800段、K4+650～K7+300段、K7+500～K13+500段、K14+400～K21+800段及K22+800～K24+826段共20.926km為一般野外段，路面結構均采用:18cm舊路冷再生+18cm水泥穩定碎石+5cm中粒式瀝青混凝土(AC－20C)+4cm細粒式橡膠粉改性瀝青混凝土〔ARHM13(w)〕;K0+800～K1+600段、K2+650～K2+800段、K3+800～K4+650段、K7+300～K7+500段、K13+500～K14+400段及K21+800～K22+800段共3.9km為過村路段，由于過村路段標高受限不能抬高，故將舊路破除新建，其路面結構為20cm砂礫墊層+2×18cm水泥穩定碎石+5cm中粒式瀝青混凝土(AC－20C)+4cm細粒式橡膠粉改性瀝青混凝土〔ARHM13(w)〕。在基層頂做瀝青透層油和乳化瀝青封層，在面層之間噴灑黏層油。3.3路面結構層材料組成及技術要求①瀝青材料。面層瀝青質量應符合《公路瀝青路面設計規范》(JTGD50－2006)中A級石油瀝青的技術要求，標號為70號;在面層與基層之間作瀝青透層油和乳化瀝青封層［2］。②瀝青面層的級配范圍。路面面層瀝青混合料的級配范圍應滿足《公路瀝青路面設計規范》(JTGD50－2006)中的要求，如表1所示［2］。③路面基層混合料的級配范圍及強度要求。路面基層混合料的級配范圍、基層的抗壓強度應滿足《公路瀝青路面設計規范》(JTGD50－2006)中的要求，如表2所示［2］。水泥穩定碎石水泥的劑量為3%～5.5%，施工前須作實驗以進一步確定最佳含灰量，7d無側限基層抗壓強度為3.5MPa，壓實度≥98%;冷再生基層7d無側限抗壓強度為3MPa，壓實度≥95%。④黏層、透層、下封層。在面層之間必須噴灑黏層油，黏層油采用快裂乳化瀝青，規格PC－3，用量0.6～1.0L/m2。應采用瀝青灑布車噴灑，并選擇合適的噴嘴，灑布速度和噴灑量保持穩定。在基層頂面必須噴灑透層油，透層油采用慢裂乳化瀝青，規格PC－2，用量1.0～2.0L/m2，應在基層碾壓成型后表面稍變干燥，但尚未硬化的情況下噴灑，應采用瀝青灑布車一次噴灑均勻。下封層應采用稀漿封層法施工，稀漿封層采用乳化瀝青作結合料，采用ES－2型，厚度6mm，且做到完全泌水。應選擇堅硬、耐磨、潔凈的集料，礦料級配范圍應滿足《公路瀝青路面設計規范》(JTGD50－2006)中的要求。3.4全深式路面就地冷再生①本項目冷再生基層，采用全深式就地冷再生，利用無機結合料水泥作為再生結合料，摻入量暫定為5%(體積)。②冷再生基層實施前應鋪筑試驗路段，確定工藝參數。③無機結合料穩定冷再生混合料，按照現行《公路路面基層施工技術規范》水泥穩定土混合料設計方法進行混合料設計［3］。④冷再生施工速度宜為4～10m/min，碾壓完成并經檢驗壓實度合格后的路段應立即進行養生。養生可采用濕砂、覆蓋、灑水等方法。3.5施工要求施工中嚴格按照現行的《公路瀝青路面施工技術規范》(JTGF40－2004)、《公路瀝青路面設計規范》(JTGD50－2006)、《廢輪胎橡膠瀝青及混合料技術標準》(DB13/T1013－2009)等有關規程、規范中所規定的施工工藝及質量檢查驗收標準進行施工。下承層路面應保持干凈、干燥，清掃時避免用水沖洗。橡膠粉改性瀝青混合料攤鋪的最低氣溫不低于15℃，每天施工開始階段宜采用較高溫度的混合料。
4結語
【關鍵詞】公路；瀝青混凝土攔水緣石；設計
瀝青混凝土攔水緣石作為高等級公路路面排水設施的組成部分，在國外很常見。我國自京津塘高速公路采用后，已在多條高速公路建設中采用，效果良好。但是，目前國內論及瀝青混凝土攔水緣石設計與施工的文獻資料不多，在設計與施工規范中，只提出了簡單的要求?，F行《公路瀝青路面施工技術規范》(JTJ032-94)中，有關瀝青混凝土路緣石施工的要求，是參照美國路緣石規范(SS-3)的有關規定編寫的，不盡周詳。
1 設計目的
水是影響公路質量和使用品質和一大要素，設計完善的排水系統是十分重要的。路面排水主要是排出路面范圍內的降水即路面徑流，使之不沖刷填方邊坡，保持路基穩定，提高路面的使用壽命，保證行車安全。對于高速公路來說，因其路幅寬，降到路面上的雨水量較多，排水不暢的路面將形成積水，高速行車會使積水霧化，迷霧遮擋駕駛員視線，增加行車事故。而且，積水會降低路面的抗滑性能，增加行車的危險性。另外，高速公路必須確保長年通車，以及路基、路面和各種結構物經久耐用，保持完好的路容，減少養護工作量。因此，在路肩外側邊緣處設置攔水帶，攔截路面水流以形成側溝，通過泄水口、急流槽將側溝內的水排入路基外的排水溝，以達到既保障路面排水暢通，又防止路面漫流沖刷路堤邊坡的要求。
2 設計原則
《公路瀝青路面設計規范》(JTJ014-97)的6.2.3條“高速公路、一級公路的路面排水”中，將路面排水劃分為路面排水、路肩排水和中央分隔帶排水三個部分組成。路面排水設施由路面橫坡、攔水帶(或矩形邊溝)、泄水口和急流槽組成，并對路面橫坡、泄水口的設置作了一般性規定，對于攔水帶的設置原則，沒有提及。而《公路路基設計規范》(JTJ014-95)的4.4.3條“路肩排水設施”中，將攔水帶作為路肩排水設施的一個組成部分，規定其縱坡應與路面的縱坡一致，“當路面縱坡小于0.3%時，可采用橫向分散排水方式將路面水排出路基，但路基填方應進行防護；當路堤邊坡較高，采用橫向分散排水不經濟時，應采用縱向集中排水方式，在硬路肩邊緣設置攔水帶，并通過急流槽將水排出路基”。這里對是否設置攔水帶提出了兩個概念：一個是縱坡0.3%，另一個是路堤邊坡高度。
3 施工設備
瀝青混凝土攔水緣石成型機，國內尚無成熟的產品，需進口，已配備該設備的施工單位也不多。待到施工前安排生產時再進口該設備，往往是措手不及。
從現有進口的該類設備來看，以美國產的Technotest瀝青混凝土緣石成型機為例，其料斗很小，且相對位置高，施工中無法用運料車直接將拌和好的瀝青混合料倒入料斗，而且因為配重的要求，料斗不能改大。通過實踐，施工中一般在運料車后拖一低底盤平板車，進料時先由運料車卸一部分熱料在平板車上，再由人工鏟入料斗內。因此，一般需5～8個工人同時操作，且工作溫度高，工人勞動強度大，瀝青混合料也因攤鋪時間長，易于冷卻，影響質量。
另外，該設備無自行能力，其前進的力量來自擠壓瀝青混凝土成型時的反作用力，因此速度不快，一般只能達到2～3.5m/min，遇到彎道、上坡等情況速度更慢。除掉天氣和檢修時間等影響因素，通常情況下一天只能完成2km。而且，每行進20～50m還需停機一次，設置水簸箕以接上邊坡急流槽，大大影響了行進速度。再加上該設備的螺旋輸送桿、傳動鏈條、擠壓模型等均為磨擦易損件，需要經常維護、修補、更新，在使用中很麻煩。
4 進一步完善設計理論
目前，我國對暴雨狀態下路面積水在路面合成坡度等因素的綜合作用下如何流動，以及由此對公路本身造成的危害如何產生，尚沒有充足的理論依據。依靠經驗數據，對于各種相關因素之間的經濟性分析更是無據可查。過去，部分專家以縱坡0.5%作為是否設置攔水帶的界定標準。后為提高可靠度，將界定標準改為縱坡0.3%，這里雖然坡度只差0.2個百分點，但在工程數量上的差別卻很大。
5 邊坡防護綜合設計
邊坡防護有植草防護、干(漿)砌片石防護和襯砌拱防護等多種形式，因原材料、人工費用不同而使得各種防護形式的價格也高低不一。各地應結合當地的實際情況，對設置瀝青混凝土攔水緣石進行綜合分析、設計。對于一般性低矮路堤，且漿砌片石防護單價不高的情況下，可不考慮路面縱坡大小，均采取滿砌防護而不設攔水帶；或者可以依據地形并結合排水設計，將邊坡改為局部緩坡，不設攔水帶，而采用路面漫流排水方式；另外，從美觀及施工方便角度出發，對于兩個挖方段之間設置瀝青混凝土攔水緣石長度不足100m的段落，也可不設，而相應加大防護工程的投入。總之，通過攔水帶和邊坡防護等從多方面加以綜合分析比較，在節約投資、保證質量、節省工期的前提下，盡量減少設置攔水帶的數量。
6 加強施工組織管理
在施工組織計劃中，應盡早安排瀝青混凝土攔水緣石的生產，提前落實施工設備、人員與施工方案，并在購置設備的同時預先準備充分的備件，落實專人負責，在施工過程中勤保養勤維護，保證設備最有效地工作。并且，應加強施工組織管理，合理安排生產，歇人不停機，盡量延長設備的運轉時間，盡量減少對其它設施及整個工程的制約作用。
同時，建議我國的公路機械設備生產單位加緊對國產瀝青混凝土緣石成型機的開發與研制，以滿足我國日益增長的高等級公路的建設需要。
總之，對于高等級公路瀝青混凝土攔水緣石的設計，應當立足于各地區自然條件、降水量和原材料的來源等情況，因地制宜，結合整個道路排水系統，從功能性、質量可靠性、經濟性等多方面加以綜合考慮，不可簡單片面而造成浪費。目前，我國高等級公路的建設還處在發展階段，某些設計理論和設計思想還不夠成熟，各施工單位的施工方法及施工水平也不盡相同。只有各級公路設計、建設、管理等部門形成共識，深入研究，才能不斷提高設計與建設水平。
參考文獻
[1]《公路瀝青路面設計規范》(JTJ014-97)
摘要:在鐵路工程建設中，為保證將所需材料設備運送到施工現場，有的區段需要修建汽車運輸便道。此文根據《鐵路大型臨時工程和過渡工程設計暫行規定》的要求，就汽車運輸便道選線應把握的要點，設計應遵循的標準和技術條件進行詳細闡述。并以某新建鐵路5km的雙線區段為例，修建1km汽車運輸便道需要的投資編制了概算，大約33萬元。
關鍵詞:鐵路建設;汽車;運輸便道;設計
1引言
為保證鐵路建設工程的順利開展，有的建設項目，需要修建大型臨時工程，如汽車運輸便道(以下簡稱運輸便道)，來運輸工程建設所需的材料設備。修建運輸便道，應針對所建項目的線路長度、工點的布設、工期要求、地形條件等，將項目當地的公路干線、國道或等級公路與施工現場材料存放場及重點控制工程工點連通，形成運輸網絡，來保證工程施工所需材料設備的供給。目前，修建大臨工程執行的是《鐵路大型臨時工程和過渡工程設計暫行規定》(鐵建設［2008］189號)(以下簡稱《大臨暫行規定》)，《大臨暫行規定》中對汽車運輸便道的設計規定了3條，其中第6．3．2條中規定:……根據運量、地形條件，參照現行《公路路線設計規范》((JTGD20－2006)中四級公路標準設計?！?。在《大臨暫行規定》的基礎上，正在修訂的《鐵路大型臨時工程和過渡工程設計規范》(送審稿)，對汽車運輸便道的設計規定有所細化，但原則上仍然要求參照現行《公路工程技術標準》(JTGB01－2014)、《公路路線設計規范》中三級、四級公路標準設計。如何參照設計，各設計單位在執行中的理解和把握“度”就高低不一了。為此，很有必要對汽車運輸便道設計標準的問題進行深入的探討。
2運輸便道選線應把握的要點
在鐵路建設工程中，修建的運輸便道屬于臨時性工程，能滿足運送材料設備的載重就行，因為工程開通后，一般都要拆除，所以采用的設計和建設標準較低。那么在現場勘察和選線時，應在保證運輸安全和施工要求的前提下，節約投資和把握以下方面的要點。(1)全面了解新建或改建鐵路的走向，在1:10000平面CAD圖上，繪制出鐵路的線位，并標出路基(路堤、路塹)、橋梁、隧道工程的分布，以及鋪軌基地、制存梁場等大型臨時工程的布設。(2)運輸便道選線，應盡量靠近新建或改建鐵路，以縮短引入線長度。引入線應連通用料點，避免二次倒運。(3)為減少對改建鐵路行車的干擾，運輸便道應盡量避免與鐵路線交叉，實在不可避免時，應采用平交或立交，交叉角度大于45°。(4)運輸便道選線，應盡量避開滑坡等不良地質地段。如在山區，運輸便道應盡量選在鐵路線的上方，以免施工材料堵塞運輸便道。(5)運輸便道選線，應盡量避免拆遷建筑物、穿過良田和河流;在高寒地區，避開可能發生雪崩的地段。(6)根據項目當地交通狀況，如能利用鄉村道路，可對原道路加寬或路面改造。
3運輸便道的設計標準及技術條件
3．1設計規范的選用
運輸便道設計，應遵循行業設計規范和《大臨暫行規定》，針對具體建設項目所處的地形條件和交通現狀，還應參照執行公路行業有關設計施工方面的規范，如:(1)《公路工程技術標準》(JTGB01－2014);(2)《公路路線設計規范》(JTGD20－2006);(3)《公路路基設計規范》(JTGD30－2015);(4)《公路路面基層施工技術細則》(JTG∕TF20－2015);(5)《公路路基施工技術規范》(JTGF10－2006)。
3．2設計原則
3．2．1平原和丘陵地帶遵循的設計原則
(1)修建運輸便道應盡量選在鐵路紅線界內。在橋梁地段，運輸便道內側距承臺外側的水平距離不小于0．5m。(2)修建運輸便道原則上依原地面標高為準，種植土不作清表處理，淤泥土、腐殖土等應挖除后換填，不增設路堤，不開挖路塹，不設排水設施(影響地方灌溉系統的除外)，要繞避水塘、小山丘、房屋等障礙物。并考慮平整場地、壓實后回填和路面的費用。(3)能利用鄉村土路改擴建的盡量利用。(4)利用縣、鄉、村級瀝青和混凝土道路的，按恢復原既有路面考慮費用(有補償標準的按補償標準計列費用)。
3．2．2山區地帶遵循的設計原則
在山區地帶修建運輸便道，可能會遇到2種地形，一種是半挖半填的地形;另一種是盤山(長度換坡度)地形。對半挖半填的地形，應遵循以下設計原則:(1)盡量在緩坡且地質條件較好的地段選擇線位。(2)在考慮挖填平衡點時，應將挖坡高度控制在8m以內。(3)橫斷面設計應符合《公路路線設計規范》標準。(4)開挖面側底應設排水溝，土質地段應設漿砌片石溝面，石質地段溝面裂隙處應采用水泥砂漿封堵。每300m長需設橫向排水涵，路堤面應設漿砌片石排水溝槽。(5)填方側，坡度大于1∶5的原地面，應在清除表層土質后開挖臺階。臺階寬度按滿足攤鋪并有利于機械施工為原則，土質路段橫向寬度不小于3．0m，石質路段橫向寬度不小于1．5m，臺階頂做成2%～4%(取3%)的內傾斜坡。砂類土上則不挖臺階，但必須將原地面以下20～30cm的表土翻松。對盤山(長度換坡度)的地形，應遵循以下設計原則:(1)根據《公路路線設計規范》第8．3．3條的規定，公路連續上坡或下坡時，應在不大于規定的縱坡長度之間設置緩和坡段;緩和坡段的縱坡應不大于3%，其長度應符合最小坡長的規定。(2)應按照現場實測地形(1∶2000)圖，做好拉坡展線方案設計，選擇挖填土石方小、路徑最短的線位。(3)陡峭山嶺地段，運輸便道外側應設計安全防撞混凝土構筑物。
3．2．3運輸便道中的鋼便橋設計
(1)河流流水量較大的江河類便橋，應采用鋼便橋。(2)橋面與平常的水位應相差1．0m;荷載應滿足裝有6m3的混凝土攪拌車通行，滿足Ⅳ級公路活載標準要求。(3)按公路工程概預算定額，計算所建鋼便橋的費用。
3．2．4橫坡設計
(1)路面設2%橫向“人字”坡;干線運輸便道兩側設排水溝，其他設單側排水溝，山嶺地段設急流槽。(2)在透水性不好的壓實層上填筑透水性好的填料前，應在其表面設2%橫坡。(3)新填路基土每層回填碾壓厚度為20cm，預留2%的坡度，以利于排水。
3．2．5其他幾個方面的設計原則
(1)錯車道設置。錯車道最大間距300m，錯車位置至少可以看到2個相鄰錯車道位置。(2)安全設施。山嶺地段的運輸便道，其外側應設防撞墩;邊坡應考慮防護網、設擋墻。(3)用地寬度。即運輸便道兩側實際占地水平寬度。(4)雙車道與單車道的確定。以滿足施工期間最大行車密度為原則，來確定運輸便道是設計成雙車道，還是設計成單車道。在晝夜行車密度不小于200輛時，設計成雙車道;晝夜行車密度小于200輛時，設計成單車道。(5)復墾。運輸便道占用耕地、魚塘等，應進行復墾設計，恢復至原狀。由縣、鄉、村級瀝青和混凝土道路改擴建成運輸便道時，可不考慮復墾，工程開通后移交給地方使用。
3．3主要技術條件
(1)執行《大臨暫行規定》中表6．3．2－1的規定。(2)參照《公路工程技術標準》和《公路路線設計規范》中四級標準，不同縱坡的最大坡長、不同設計速度的最小坡長、豎曲線最小半徑和最小長度等。(3)縱坡。參照《公路工程技術標準》，越嶺的運輸便道線路連續上坡(或下坡)路段，相對高差在200～500m時，平均縱坡不應大于5．5%;相對高差大于500m時，平均縱坡不應大于5%。任意連續3km路段的平均縱坡不應大于5．5%。(4)路堤最大高度及邊坡坡度，執行《大臨暫行規定》中表6．3．2－2的規定。(5)路塹高度及邊坡坡度，執行《大臨暫行規定》中表6．3．2－3的規定。
3．3．1路面種類和路基填料選擇
臨時運輸便道路面，原則上選擇以下3種類型:(1)泥結碎石路面;(2)碎磚路面;(3)砂土路面。設計中，應結合當地建筑材料來源及價格，進行經濟比較后確定路面類型。采用碎磚材料的路面僅考慮運輸費。(5)路基填料選擇應就地(近)取材，以節省投資。
3．3．2運輸便道路基壓實度設計標準
參照《公路工程技術標準》中四級標準。
4概算編制實例
某新建時速200km的客貨共線鐵路，線路全長152km，站前工程工期3年。其中5km的雙線鐵路路段，地形平坦。需修建一條1km的雙車道運輸便道，路面采用泥結碎石材料，其一半寬度可占用鐵路紅線內征地，并利用鐵路路基同側的排水溝。按照以上所述的建設和技術標準，完成了運輸便道的施工圖設計，計算出了工程數量。按可參照的工程定額和概算編制辦法等，編制的該運輸便道的概算。
5結束語
在鐵路工程建設中，有的建設項目需要修建運輸便道，來運輸工程建設所需的材料設備。本文根據《大臨暫行規定》的要求，對運輸便道選線應把握的要點，設計應遵循的標準和技術條件進行了詳細地闡述。并以某新建鐵路5km的雙線區段為例，修建1km運輸便道需要的投資編制了概算，大約33萬元。
參考文獻
［1］鐵建設〔2008〕189號，鐵路大型臨時工程和過渡工程設計暫行規定［S］．
［2］JTGB01－2014，公路工程技術標準［S］．
［3］JTGD20－2006，公路路線設計規范［S］．
［4］JTGD30－2015，公路路基設計規范［S］．
［5］JTG∕TF20－2015，公路路面基層施工技術細則［S］．
關鍵詞高速公路排水設計
1概述
高速公路排水設計對于高速公路路基的穩定性及路面的使用壽命有著顯著的影響。高速公路排水設計應包含以下兩個方面的內容：其一是要考慮如何減少地下水、農田排灌水對路基穩定性及強度的影響，一般稱之為第一類排水；其二是要考慮如何將路表水迅速排出路基之外，最大限度地減少雨水對路基、路面質量的影響，減少因路表水排水不暢或路表水下滲對路基、路面結構和使用性能產生的損害，這稱為第二類排水。
第一類排水設計通常采用適當提高路基最小填土高度或在路基底部設置隔水墊層等辦法。施工期間一般都考慮在施工前開挖臨時排水邊溝，排除施工期地表水并降低地下水，同時在路基底部摻加低劑量石灰處理，設置40cm厚的穩定層等。采用這一系列措施可起到事半功倍的效果。
第二類排水設計一般包括：
(1)通過路面橫坡、邊溝、邊溝急流槽等，將路表水迅速排出路基以外；
(2)設計中央分隔帶縱向碎石盲溝、軟式透水管及橫向排水管，將施工期進入中央分隔帶的雨水及運營期中央分隔帶的下滲水迅速排出路基之外；
(3)設計泄水孔以迅速排除橋面水；
(4)設計中采用瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝或排水管，將滲入路面面層的水引出路基之外。
綜上所述，筆者結合揚州西北繞城高速公路在設計以及施工中出現的問題談一點自己的體會。
2邊溝排水設計
邊溝設計在高速公路排水設計中占有很大的比重，設計人員都給予高度重視，但在設計過程中往往會忽視一些施工中的問題，如邊溝的尺寸不考慮具體情況，死搬硬套有關規范、規定；又如施工單位大都未能按有關設計要求將原地表土、河塘清淤土等棄土運送至取土坑內用于復墾還田，而是棄放于路線兩側河塘中，造成部分河塘無法將路基水排入。另外由于沿線農田為分戶承包，當地鄉鎮為了減少地方矛盾的產生，常常要求增加、改移和調整小型構造物設置位置。還有一點就是設計中沒有充分考慮利用高速公路施工中超寬填土土方等。
2.1邊溝尺寸選定
邊溝的排水能力主要取決于以下幾個設計參數：邊溝底流水坡度、邊溝截面尺寸、形狀、邊溝的表面粗糙程度。
依據江蘇省高速公路設計及公路排水設計規范要求，高速公路的邊溝一般采用邊坡為1∶1的梯形明溝，因此，可采用《公路設計手冊路基》中梯形斷面溝渠的水力計算公式計算梯形排水邊溝的排水能力：
Q=WC
式中：Q—流量；
W—邊溝斷面面積；
C—流速（謝才）系數；
R—水力半徑；
i—邊溝溝底縱坡。
根據高速公路所處地理位置，采用揚州市歷史最大小時降雨量，以流入邊溝的水不溢出邊溝為限，并假設揚州西北繞城高速公路的路基平均填土高度為3.5m，由此，匯水帶寬約為23m，則可依據不同的邊溝溝底坡度、不同的邊溝底寬（或邊溝截面積）的排水能力，計算出所能承受的路面排水最大長度。揚州西北繞城高速公路一般每公里設置三道涵洞，即300m左右有一道涵洞，也就是說路面排水長度一般在100m～200m之間。
通過分析、計算確定，揚州西北繞城高速公路邊溝采用50cm的梯形邊溝即可滿足路基排水需要。
2.2邊溝設計的原則
(1)一般路段的路基邊溝設計原則：以填筑式邊溝為主，盡量減少路基邊溝積水現象的發生。這主要是吸取已建成的高速公路中的教訓：1部分路段在汛期內路基水不能及時排除。2地方群眾干擾路基水排入灌溉涵洞內。
(2)路基邊溝縱坡的要求：根據交通部部頒《公路路基排水設計規范》要求，采用漿砌片石修筑的邊溝為滿足排水需要，邊溝縱坡應不小于0.12％，由于本項目位于丘陵崗區和沖積平原區，原地形既有較大起伏又有部分平坦地段，本著既要解決路基排水問題，又要經濟合理的原則，確定路基排水邊溝溝底縱坡一般情況下不小于0.15％。
(3)對于邊溝水進入涵洞及跨越通道等情況的處理：沿線設置的涵洞有排涵、灌涵和灌排兩用涵。對于需排入排涵的邊溝，其邊溝底標高不低于涵洞中心的標高；需排入灌涵的邊溝，其溝底標高不低于涵頂標高；而對于灌排兩用的涵洞應按灌涵要求設置，特殊情況時可適當降低。為防止沖刷涵洞，原則上采用邊溝急流槽連接邊溝和涵洞洞口。一般情況下邊溝盡量少穿越通道，當排水需通過通道排入涵洞時，應優先采用邊溝蓋板涵，特殊情況下可采用邊溝倒虹吸穿越通道。
（4）對邊溝標高及縱坡方向的問題：根據路線縱斷面和沿線自然地形情況綜合確定，通常以沿線自然地形為主確定排水方向。邊溝底標高控制應以該段路肩邊緣最低點標高以下大于1.7m為宜，原因是考慮到路線中央分隔帶橫向排水管不能因邊溝積水而引起倒灌。對于個別特殊路段不能滿足1.7m要求的，可放寬至1.4～1.5m，若另一側邊溝較低時應優先采用單側布設橫向排水管。
（5）對于挖方段邊溝：考慮到中央分隔帶橫向排水管排水要求，邊溝底標高不低于路肩標高1.2m，同時要求邊溝縱坡不小于0.5％。施工期要求各施工單位必須首先在挖方段邊坡頂開挖截水溝以防止路基外側水進入路基，并且應做好挖方段本身臨時排水溝的設置工作。
3中央分隔帶排水設計
高速公路中央分隔帶排水設計主要為排除中央分隔帶內積水，可分為施工期間和道路營運期下滲水的排除。
施工期間排水量取決于最大瞬時降雨量及中央分隔帶的匯水面積。一般情況下，由于高速公路中央分隔帶內設置有通訊、監控用管線的人手孔，因此，中央分隔帶排水長度應為兩個人手孔之間的間距，一般路段的最大間距為180m。
揚州市歷年最大瞬時降雨量為28.8mm/10min，根據本次設計中央分隔帶寬為2m，計算出中央分隔帶施工期需要的最大排水能力為：
Q=Aγ=2×180×0.0028.8=1.0368m3/S
式中：A—中央分隔帶匯水面積；
γ—最大瞬時降雨量
橫向排水管的排水能力按長管自由出流的流量計算公式進行計算：
式中：K—流量模數，與管道斷面形狀、尺寸和粗糙度有關；
H—水頭高度；
L—橫向排水管長度
由以往高速公路設計經驗可知，高速公路橫向排水管長為15m左右，橫向排水管坡度為2％，采用以上公式計算出施工期最大瞬時降雨量時所需要的橫向排水管管徑為255mm。如果按有關排水設計規范要求50m設置一道橫向排水管，即排水長度縮短為50m，則需要的橫向排水管管徑為75mm。
但在實際施工過程中存在許多問題，如中央分隔帶是在基層施工后進行開挖施工的，開挖的邊溝表面粗糙，瀝青不易粘結牢固，不能形成均勻、無破損的防滲層。土工布因有接縫，不能形成整體而達到完全不透水的程度。因此，當盲溝積水時側面仍將無法阻止水滲入路基。
由于施工質量不易控制，造成橫向排水管標高誤差或產生淤塞，從而使上游橫向排水管排水不暢，大量的水流向最低處，而最低處的橫向排水管由于設計時包裹無紡土工布或產生淤塞，使排水能力嚴重不足，從而導致下游中央分隔帶積水嚴重，有的下雨后幾天中央分隔帶仍有積水，使路基長時間浸泡，影響了路基、路面的強度。
由于通訊、監控管線人手孔的設(下轉第9頁)(上接第13頁)置阻斷了中央分隔帶排水，造成中央分隔帶積水或積水滲入人手孔。
為了解決這些問題，采用以下辦法處理：對于設計底坡小于0.3％的，采用鋸齒形縱向矩形碎石盲溝，并于盲溝底部設置軟式透水管和每隔30～50m設置集水槽匯集中央分隔帶雨水或滲水；根據以上計算，中央分隔帶每隔30～50m設置一道橫向排水管，將盲溝中的水排出路基以外；在中央分隔帶內設置2cm厚水泥砂漿層、瀝青防滲層及土工布防滲層，防止中央分隔帶中水從側面向路基滲透。
4路面滲水的排水設計
沿路面邊緣設置由透水性填料集水溝、橫向出水管和過濾織物（土工布）組成的路面邊緣排水系統。
通過設置瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝和排水管，將滲入路面面層的水引出路基之外。由于通過瀝青面層下滲的水量有限，考慮到排水路徑的限制，因此，設計中采用每10m左右設置一道Ф5cm橫向排水管以確保路面下滲水的排除。
參考文獻
關鍵詞：高速公路 排水設計
1 概述
高速公路排水設計對于高速公路路基的穩定性及路面的使用壽命有著顯著的影響。高速公路排水設計應包含以下兩個方面的內容：其一是要考慮如何減少地下水、農田排灌水對路基穩定性及強度的影響，一般稱之為第一類排水；其二是要考慮如何將路表水迅速排出路基之外，最大限度地減少雨水對路基、路面質量的影響，減少因路表水排水不暢或路表水下滲對路基、路面結構和使用性能產生的損害，這稱為第二類排水。
第一類排水設計通常采用適當提高路基最小填土高度或在路基底部設置隔水墊層等辦法。施工期間一般都考慮在施工前開挖臨時排水邊溝，排除施工期地表水并降低地下水，同時在路基底部摻加低劑量石灰處理，設置40cm厚的穩定層等。采用這一系列措施可起到事半功倍的效果。
第二類排水設計一般包括：
(1)通過路面橫坡、邊溝、邊溝急流槽等，將路表水迅速排出路基以外；
(2)設計中央分隔帶縱向碎石盲溝、軟式透水管及橫向排水管，將施工期進入中央分隔帶的雨水及運營期中央分隔帶的下滲水迅速排出路基之外；
(3)設計泄水孔以迅速排除橋面水；
(4)設計中采用瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝或排水管，將滲入路面面層的水引出路基之外。
綜上所述，筆者結合揚州西北繞城高速公路在設計以及施工中出現的問題談一點自己的體會。
2 邊溝排水設計
邊溝設計在高速公路排水設計中占有很大的比重，設計人員都給予高度重視，但在設計過程中往往會忽視一些施工中的問題，如邊溝的尺寸不考慮具體情況，死搬硬套有關規范、規定；又如施工單位大都未能按有關設計要求將原地表土、河塘清淤土等棄土運送至取土坑內用于復墾還田，而是棄放于路線兩側河塘中，造成部分河塘無法將路基水排入。另外由于沿線農田為分戶承包，當地鄉鎮為了減少地方矛盾的產生，常常要求增加、改移和調整小型構造物設置位置。還有一點就是設計中沒有充分考慮利用高速公路施工中超寬填土土方等。
2.1 邊溝尺寸選定
邊溝的排水能力主要取決于以下幾個設計參數：邊溝底流水坡度、邊溝截面尺寸、形狀、邊溝的表面粗糙程度。
依據江蘇省高速公路設計及公路排水設計規范要求，高速公路的邊溝一般采用邊坡為1∶1的梯形明溝，因此，可采用《公路設計手冊路基》中梯形斷面溝渠的水力計算公式計算梯形排水邊溝的排水能力：
式中：Q—流量；
W—邊溝斷面面積；
C—流速（謝才）系數；
R—水力半徑；
i—邊溝溝底縱坡。
根據高速公路所處地理位置，采用揚州市歷史最大小時降雨量，以流入邊溝的水不溢出邊溝為限，并假設揚州西北繞城高速公路的路基平均填土高度為3.5m，由此，匯水帶寬約為23m，則可依據不同的邊溝溝底坡度、不同的邊溝底寬（或邊溝截面積）的排水能力，計算出所能承受的路面排水最大長度。揚州西北繞城高速公路一般每公里設置三道涵洞，即300m左右有一道涵洞，也就是說路面排水長度一般在100m～200m之間。
通過分析、計算確定，揚州西北繞城高速公路邊溝采用50cm的梯形邊溝即可滿足路基排水需要。
2.2 邊溝設計的原則
(1)一般路段的路基邊溝設計原則：以填筑式邊溝為主，盡量減少路基邊溝積水現象的發生。這主要是吸取已建成的高速公路中的教訓：1部分路段在汛期內路基水不能及時排除。2地方群眾干擾路基水排入灌溉涵洞內。
(2)路基邊溝縱坡的要求：根據交通部部頒《公路路基排水設計規范》要求，采用漿砌片石修筑的邊溝為滿足排水需要，邊溝縱坡應不小于0.12％，由于本項目位于丘陵崗區和沖積平原區，原地形既有較大起伏又有部分平坦地段，本著既要解決路基排水問題，又要經濟合理的原則，確定路基排水邊溝溝底縱坡一般情況下不小于0.15％。
(3)對于邊溝水進入涵洞及跨越通道等情況的處理：沿線設置的涵洞有排涵、灌涵和灌排兩用涵。對于需排入排涵的邊溝，其邊溝底標高不低于涵洞中心的標高；需排入灌涵的邊溝，其溝底標高不低于涵頂標高；而對于灌排兩用的涵洞應按灌涵要求設置，特殊情況時可適當降低。為防止沖刷涵洞，原則上采用邊溝急流槽連接邊溝和涵洞洞口。一般情況下邊溝盡量少穿越通道，當排水需通過通道排入涵洞時，應優先采用邊溝蓋板涵，特殊情況下可采用邊溝倒虹吸穿越通道。
（4）對邊溝標高及縱坡方向的問題：根據路線縱斷面和沿線自然地形情況綜合確定，通常以沿線自然地形為主確定排水方向。邊溝底標高控制應以該段路肩邊緣最低點標高以下大于1.7m為宜，原因是考慮到路線中央分隔帶橫向排水管不能因邊溝積水而引起倒灌。對于個別特殊路段不能滿足1.7m要求的，可放寬至1.4～1.5m，若另一側邊溝較低時應優先采用單側布設橫向排水管。
（5）對于挖方段邊溝：考慮到中央分隔帶橫向排水管排水要求，邊溝底標高不低于路肩標高1.2m，同時要求邊溝縱坡不小于0.5％。施工期要求各施工單位必須首先在挖方段邊坡頂開挖截水溝以防止路基外側水進入路基，并且應做好挖方段本身臨時排水溝的設置工作。
3 中央分隔帶排水設計
高速公路中央分隔帶排水設計主要為排除中央分隔帶內積水，可分為施工期間和道路營運期下滲水的排除。
施工期間排水量取決于最大瞬時降雨量及中央分隔帶的匯水面積。一般情況下，由于高速公路中央分隔帶內設置有通訊、監控用管線的人手孔，因此，中央分隔帶排水長度應為兩個人手孔之間的間距，一般路段的最大間距為180m。
揚州市歷年最大瞬時降雨量為28.8mm/10min，根據本次設計中央分隔帶寬為2m，計算出中央分隔帶施工期需要的最大排水能力為：
Q=Aγ=2×180×0.0028.8=1.0368m3/S
式中：A—中央分隔帶匯水面積；
γ—最大瞬時降雨量
橫向排水管的排水能力按長管自由出流的流量計算公式進行計算：
式中：K—流量模數，與管道斷面形狀、尺寸和粗糙度有關；
H—水頭高度；
L—橫向排水管長度
由以往高速公路設計經驗可知，高速公路橫向排水管長為15m左右，橫向排水管坡度為2％，采用以上公式
計算出施工期最大瞬時降雨量時所需要的橫向排水管管徑為255mm。如果按有關排水設計規范要求50m設置一道橫向排水管，即排水長度縮短為50m，則需要的橫向排水管管徑為75mm。
但在實際施工過程中存在許多問題，如中央分隔帶是在基層施工后進行開挖施工的，開挖的邊溝表面粗糙，瀝青不易粘結牢固，不能形成均勻、無破損的防滲層。土工布因有接縫，不能形成整體而達到完全不透水的程度。因此，當盲溝積水時側面仍將無法阻止水滲入路基。
由于施工質量不易控制，造成橫向排水管標高誤差或產生淤塞，從而使上游橫向排水管排水不暢，大量的水流向最低處，而最低處的橫向排水管由于設計時包裹無紡土工布或產生淤塞，使排水能力嚴重不足，從而導致下游中央分隔帶積水嚴重，有的下雨后幾天中央分隔帶仍有積水，使路基長時間浸泡，影響了路基、路面的強度。
由于通訊、監控管線人手孔的設(下轉第9頁)(上接第13頁)置阻斷了中央分隔帶排水，造成中央分隔帶積水或積水滲入人手孔。
為了解決這些問題，采用以下辦法處理：對于設計底坡小于0.3％的，采用鋸齒形縱向矩形碎石盲溝，并于盲溝底部設置軟式透水管和每隔30～50m設置集水槽匯集中央分隔帶雨水或滲水；根據以上計算，中央分隔帶每隔30～50m設置一道橫向排水管，將盲溝中的水排出路基以外；在中央分隔帶內設置2cm厚水泥砂漿層、瀝青防滲層及土工布防滲層，防止中央分隔帶中水從側面向路基滲透。
4 路面滲水的排水設計
沿路面邊緣設置由透水性填料集水溝、橫向出水管和過濾織物（土工布）組成的路面邊緣排水系統。
通過設置瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝和排水管，將滲入路面面層的水引出路基之外。由于通過瀝青面層下滲的水量有限，考慮到排水路徑的限制，因此，設計中采用每10m左右設置一道Ф5cm橫向排水管以確保路面下滲水的排除。
參考文獻
關鍵詞：公路 膨脹土 工程特性 病害分析 處治措施
中圖分類號：X734 文獻標識碼：A 文章編號：
1、前言
膨脹土【expansive soil】是一種以強親水性礦物蒙脫石、伊利石或伊利石-蒙脫石為基本礦物成分，具有吸水膨脹和失水收縮兩種顯著變形特性的高塑性粘土。
在自然條件下，多呈硬塑或堅硬狀態，裂隙較發育，常見光滑面和擦痕，裂縫隨氣候變化張開和閉合，并具有反復脹縮的特性。多出露于二級及以上的階地、山前丘陵和盆地邊緣；地形坡度平緩，無明顯自然陡坎。
2、膨脹土的工程特性
脹縮性
脹縮性即膨脹土吸水膨脹失水收縮。土中蒙脫石含量越多，其脹縮潛勢越大，膨脹力越大。土的初始含水量越低，膨脹量和膨脹力越大。擊實土的膨脹性遠比原狀土大，密實度越高，膨脹量和膨脹力越大。
多裂隙性
膨脹土中的裂隙主要有垂直、水平和斜交三種，致使土體被分割成具有一定幾何形態的塊體，破壞了土體的完整性。裂隙面光滑，且多充填灰白色或灰綠色薄膜、條帶或斑塊，其礦物成分主要是蒙脫石，有很強的親水性，具有軟化土體強度的顯著特性。
超固結性
膨脹土地層多為老粘性土，超固結性明顯、天然孔隙比小、干密度較大、初始結構強度較高。超固結膨脹土路基開挖后，將產生土體超固結應力釋放，邊坡與路基將出現卸荷膨脹，并常在坡腳形成應力集中區和較大的塑性區，容易導致邊坡失穩破壞。
風化特性
膨脹土受氣候因素影響，容易產生風化破壞作用。路基開挖后，土體在風化應力作用下，很快會產生碎裂、剝落和泥化現象，使土體結構破壞，強度降低。
強度衰減性
膨脹土的抗剪強度為典型的變動強度，具有峰值強度極高和殘余強度極低的特性。由于膨脹土的超固結性，其初期強度極高，一般開挖都很困難。然而，由于土中伊利石或蒙脫石礦物的強親水性以及多裂隙結構，隨著土體受脹縮效應和風化作用的時間增加，抗剪強度將大幅衰減。
3、膨脹土詳判指標及膨脹潛勢分級
3.1膨脹土詳判指標
關于膨脹土的判別，國內外尚不統一，根據多年來工程實踐的經驗總結和工程地質特征分析，《公路路基設計規范》JTG D30-2004提出采用自由膨脹率、標準吸濕含水率及塑性指數三項指標來判別：即自由膨脹率Fs（%）≥40、標準吸濕含水率ωf（%）≥2.5、塑性指數Ip≥15。當符合上述兩項指標時，即應判定為膨脹土。
3.2膨脹潛勢分級
《公路路基設計規范》將膨脹土的膨脹潛勢分為弱、中、強三級。
膨脹潛勢的分級
4、公路路基工程病害分析及處治措施
4.1路面波浪變形鼓包、濺漿冒泥及坑槽病害
病害原因
在填方路基采用強度不符合要求的膨脹土或改性土填筑，其脹縮性和含水量不均勻，或挖方路基及零填路基未按規范要求作超挖換填，在其他外部因素作用下，路面產生裂縫，路面積水大量滲入，致使灰土基層和路床土基不均勻吸水而脹縮軟化，產生幅度很大的波浪變形或鼓包。該病害也可使灰土基層和路床土基形成泥漿，擠入基層和面層，并帶出路面。進而逐步擴大成片發展為坑槽病害，最終使路面破壞。
處治措施
應在切實作好路面結構設計和防排水設計，強化施工質量的前提下，公路路基填土高度小于路面結構與路床的總厚度時，若基底為膨脹土，宜挖除地表0.3-0.6m深的膨脹土，并將路床換填或摻灰處理。對強膨脹土、地下水發育、運營中處理困難的路塹、路床的換填深度應加深至1.0-1.5米，并采取防滲和地下排水措施。
4.2路堤沉陷病害
病害原因
在于膨脹土初期結構強度較高，在施工時不易被粉碎，亦不易被壓實，在路堤填筑后，由于風化作用和濕脹干縮效應，土塊崩解。在路基自重與車輛荷載作用下，路堤易產生不均下沉，如伴隨有軟化擠出，則可產生很大的沉降量，尤以橋頭高填路堤不均勻下沉更為嚴重。路基不均勻下沉導致路面變形破壞。
處治措施
膨脹土不適合作為路堤填料。橋頭高填等重點地段可酌情采用換填、壓漿、水泥土攪拌樁及CFG樁復合地基處治。
4.3路堤縱向裂縫病害
病害原因
因路肩臨空，大氣風化作用特別敏感，干濕交替頻繁，肩部土體失水收縮遠大于堤身，其風化作用程度在路堤縱向上一致，故在路肩順路線方向常產生縱向開裂，形成長數米至上百米的裂縫。該縱裂縫甚至可影響到路面，但其裂縫寬度細小。除此之外，在路堤采用非膨脹土或改性土包邊時，由于包邊土與路堤填芯的膨脹土兩者工程性質差異較大，在施工中難易均勻控制壓實度，也常在兩土體結合部產生路面縱裂縫。
處治措施
堤填料與施工應符合規范要求，經改性處理后的填料脹縮總率不超過0.7%。并對路肩和斜坡作硬化封閉防護設計。采用包邊設計方案的范圍，應不包括路床和上路堤部分。
4.4路堤坍塌及滑坡病害
病害原因
作為膨脹土路堤填料，隨著通車時間的延續，路堤經過幾個干濕季節的反復收縮與膨脹作用后，表層填土風化加劇，裂隙發育，形成強風化帶，當有水滲入時，其膨脹軟化，強度降低，導致邊坡局部塌滑，尤其高填路堤，易發生整體失穩的滑坡病害。
處治措施
路堤填料要求脹縮總率不超過0.7%，邊坡坡率盡可能放緩，超過6米應設計2米寬的平臺。也可酌情采用坡面夯實、骨架植物防護、設置坡腳擋墻等處治措施。
4.5挖方邊坡坡體碎裂、剝落和泥化病害
病害原因
膨脹土挖方邊坡受氣候影響，極易產生風化作用，其表層風化尤為強烈，加快產生碎裂、剝落和泥化病害。
處治措施
應做漿砌片石護面或拱形骨架防護設計，并強化排水及防滲設計。
4.6挖方邊坡坍塌或滑坡病害
病害原因
膨脹土具超固結性，干密度大，初始強度較高，當其開挖后，將產生土體超固結應力釋放，坡面出現卸荷膨脹，并常在坡腳形成應力集中區和較大塑性區，導致坡體失穩。
當路基開挖后，膨脹土受大氣因素影響極易產生風化破壞作用，形成風化帶，致使強度降低，不同程度地喪失結構聯結力，其坡體常沿風化界面坍塌或滑坡。
處治措施
膨脹土地區挖方邊坡發生坍塌或滑坡是常見病害，特別是深挖方路基坡體失穩滑動，將導致堵塞道路和危及行車安全。對此，公路在通過膨脹土地段時，應避免大填、大挖，以淺路塹、低路堤通過為宜。邊坡設計應遵循“緩坡率、寬平臺、固坡腳”的原則。大于6米的膨脹土路塹邊坡應采取護墻、擋土墻、抗滑樁等支擋措施。
并且需要設置完善的排水系統，強化截水溝、排水溝及邊溝防滲設計。邊坡應連續施工，并作好臨時排水設施。
5、結語
在膨脹土地區，應重視對膨脹土路基危害性的研究，制定經濟合理的膨脹土路基設計、施工、防治和維護措施。對膨脹土路段公路工程，應從防水、排水、填料處治以及邊坡設計(封閉坡面、放緩坡率)等方面比選優化；在施工過程中應強調開挖后連續施工，做好防護，施工避開雨季作業，加強現場排水。從設計到施工，膨脹土地區路基應遵循 “防排結合、防滲保水”的原則，防止膨脹土內水分劇烈變化。切實做好膨脹土地區公路工程勘察、設計和施工是減輕這種地質災害，確保公路工程建設質量的關鍵所在。
參考文獻
[1] JTG D30-2004 公路路基設計規范[S]
1.前言
成安渝高速公路四川段起于成都繞城高速公路與成洛路交匯處，途經成都市龍泉驛區和資陽市境內的簡陽市、樂至縣、安岳縣進入重慶境內。其中朝陽水庫水源保護區位于K116+920至K119+200段，線路上跨朝陽水庫。水源保護區內線路總長2280m，其中路基段長2028.8m；橋梁段長251.2m，有兩座橋梁上跨朝陽水庫。
朝陽水庫水源保護區屬于Ⅱ級水源保護區，因此要求水源保護區范圍內的高速公路路面水不能直接經邊溝直接排入周邊[1-3]，需要對路面水進行收集處理。為此本文針對水源保護區的地形地貌特點，提出優化方案，并對優化方案進行對比，給出最終的推薦方案。
2.水源保護區排水原方案
2.1水源保護區路面排水系統
當前水源保護區排水系統組成如圖1所示，設有路面排水系統和坡面排水系統。其中，路面排水系統，通過路面邊溝引入蒸發池；坡面排水系統通過坡面邊溝把坡面匯水引入涵洞。
圖1 水源保護區排水系統
由于水源保護區，所在區域，夏秋多雨，冬季多霧，蒸發較慢，同時暴雨時降雨強度大，降雨量大，為此設置的蒸發池，難以保證雨水不溢流，而一旦溢流會污染周圍環境。
2.2水源保護區橋梁排水系統
水源保護區段有兩座橋梁，分別上跨朝陽水庫（如圖2）。其中朝陽水庫1#橋為中橋，長度為110.6m；朝陽水庫2#橋為大橋，長度為140.6m。兩橋相距僅約100m，通過庫區內的小島聯接，島上設置蒸發池匯集2#橋橋面水。當前，橋梁上部采用集中式排水，路面水引入附近蒸發池。
圖2 朝陽水庫水源保護區橋梁及蒸發池位置
為防止路面水進入庫區，污染飲用水，當前，在水源保護區內設置了十處蒸發池，匯聚路面水，蒸發池對稱設置在道路邊坡兩側，每個蒸發池體積為252.67m3。
3.水源保護區常用雨水處理措施
當高速公路穿越水源保護區，為防止路面水以及具有污染性的運輸品因泄漏等污染水源，需要采取措施，對路面雨水進行處理，防止路面水流入水源保護區，當前常用的保護措施有以下幾種：
3.1蒸發池
為匯聚地表水，修筑具有集水功能的水池。蒸發池內的水主要通過蒸發和滲漏使之消散。通常蒸發池的形式如圖3所示。正常情況下，由于蒸發池內的水無法流出，因此其集水能力不能超過設計容量。根據規范，蒸發池設計容量在200 m3-300 m3。
圖3 蒸發池示意圖
2.雨水處理池
雨水處理池（如圖4）包括水生物濾池和應急處理池。通過路面水和坡面水兩套排水系統進行分別排水，其中，坡面水直接向區域內的溝渠排放，路面水則經雨水處理站處理后排放。
圖4 雨水處理站平面示意圖
（1）初期雨水處理
初期雨水處理采用，進水格柵沉淀植物吸收過濾滲濾補充地下水的處理工藝流程。
（2）后期雨水排放，下雨后期雨水經過配水井進入排水管就近低處排放。
（3）突發事故的應急處理
為防止在水源保護區路段因車禍造成的大量油品、有毒化學品泄漏流入水庫，設計中在每個路面雨水處理站設置突發事故應急池一座，用以截流突發事故時泄漏的有害物質。應急池采用鋼筋混凝土構造，并對池體內部做了重防腐處理，當池內儲存有毒物質、強酸強堿或被污染的雨水時，可以避免污水通過滲透污染周圍的環境和水體。水源保護區路段全線采用電子監控系統，可以隨時監測到路面上發生的突發事故。
（4）雨水處理站容積設計
降雨初期將地面污染物帶走的雨水被認為是初期雨水，而初期雨水量分為可溶性污染物和細小顆粒帶走的初期雨水，以及將不可溶性及難移動的污染物帶走的初期雨水。我國目前尚沒有這方面的統計資料及設計規范。美國設計規范規定：降雨量達到8-16mm時為初期雨水量；而澳大利亞環保部門的環評報告中的統計數據說明，當降雨量達到15mm時即可將道路表面油漬沖洗干凈；根據國內外相關研究及經驗，在此采用15mm的降雨量作為初期雨量，對水生物濾池進行設計[5]。應急池仍按設計30分鐘內降雨40mm確定。為此優化后的水生物濾池及應急處理池容積如表1。
5.結論
水源保護區的雨水處理措施有多種方式，設計時要根據建設項目的地形地貌、氣候環境、可能的運輸危險物、建設費用等進行綜合考慮，選擇可行有效的方式進行處理，并確保建成后項目能夠正常作用。
參考文獻：
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[2]羅幸平，馮忠居，余國紅等，高等級公路生態排水設計[J].公路交通科技，2006.
[3] 陳會東.高速公路穿越飲用水源保護區的防護措施探討[J]. 綠色科技，2011（11）：131-132.
關鍵詞：路線幾何設計； 路側安全凈空區； 交通安全；
中圖分類號：U491文獻標識碼： A
影響道路安全的設計要素有人、車、路。路的原因歸結為道路的幾何線形及路側，合理的線形能消除事故隱患，而寬容的路側能降低事故概率。近年來，由路側安全問題誘發的交通事故越來越嚴重。據公安部每年的交通事故白皮書對2003-2005年路側事故的統計，該事故占總數的8%左右，但卻造成了約12%的死亡人數，道路線形的設計不合理，同樣造成了巨大的人員傷亡，因此從公路的設計階段，對路線幾何、路側安全凈空區、路面結構等方面的合理設計顯得尤為重要。
1.路線幾何設計
本項目路線全長28.8km。其中黃河西岸的平原路段以及黃河灘涂路段約23公里范圍內，地形起伏很小，路線平縱指標高；黃河東岸，約6公里范圍，路線選擇沿紅三、紅四兩井田邊界通過，平面線形平順，縱面受地形限制，略有起伏，但均在規范允許值范圍之內。
路線平縱面設計完成后，首先應進行運行速度檢驗，通過對運行速度計算以及路線平縱指標的分析研究，檢驗結論如下：
1) 設計符合性
全線總體設計采用的平、縱指標符合現行規范、標準的規定要求，平縱組合得當。
2) 運行速度協調性
通過計算顯示全線相鄰路段的運行速度差均滿足協調性要求，線形連續性好，指標均衡、協調。
3) 運行速度與設計速度協調性
小客車與貨車的運行速度與設計速度的差值均能滿足±20km/h范圍內的一致性要求。
黃河東路，路線沿井田邊界通過的路段，存在約4.6公里的長直線。在該范圍內，設計上通過縱坡的變化，結合設置有效的交通標志、標線等手段，來消除駕乘人員的視線疲勞，提高該路段的行車安全度。
2.路基、路面設計
2.1.路側安全凈空區設計
1）路側安全凈空區概念
路側安全凈區是指公路行車方向最右側車行道以外、相對平坦、無障礙物、可供失控車輛重新返回正常行駛路線的帶狀區域，如圖2-1所示。從保障行車安全角度考慮，要求路側安全凈區內不存在任何危險物，該區域能確保駛出的車輛不發生傾覆與碰撞危險，駛出車輛能夠在凈區內無障礙行駛并安全返回行車道。
路側安全凈區是一種理想的路側安全環境，是路側安全設計的一種追求，建立路側安全凈區是防止路側事故最為理想的對策。路側安全包括硬路肩、土路肩以及可控制行車的緩坡，其寬度根據預測交通量、運行速度以及道路幾何指標而定。在未采取保護措施的情況下，路側安全凈空區禁止任何對失控車輛具有潛在危險的物體存在。
圖2-1路側凈區范圍示意圖
2）路側安全凈空區寬度
根據《公路項目安全性評價指南》（JTG/T B05-2004），計算出直線段填、挖方區的路側凈空寬度分別為9m和5m，曲線段路側安全凈空區的寬度為直線段安全凈空區寬度乘以曲線系數CF。本項目大部分路段能夠滿足《公路項目安全性評價指南》（JTG/TB05 2004）規定的路側安全凈區要求，但也有受周邊地形地貌條件和歷史建設條件的限制，個別地方不滿足路側安全凈區要求。根據路側安全凈區的設計理念，在路側安全凈區范圍內，應特別注意的危險物有路側邊溝、標志立柱、上跨橋橋墩等。
3)、凈空區內存在的障礙物及路側危險情況
（1）路側凈空區內的障礙物
為了保障行車安全，盡可能避免路側事故的發生，總體上可從如下三個層次采取措施：①盡量維持車輛在行車道內行駛；②盡量使駛出路外的車輛不與路側危險物發生碰撞；③盡量減輕車輛與危險物碰撞的嚴重性。
（2）標志等的立柱
位于路側安全凈空范圍的標志立柱是行車安全隱患，當車輛駛入路側有碰撞標志立柱的危險，在設計時應采取一定的處理措施?？梢栽O置護欄進行防護，以有效減少事故發生的機率，保障行車安全。
（3）高填方危險路段路堤填方較高路段，為減少車輛，尤其是大型貨車沖出路外事故的發生，應提高護欄高度和強度。建議在填土高度3-8m路段路側采用A級加強型波形梁護欄，填土高度8-20m路段路側采用SB級加強型波形梁護欄，填土高度大于20m 路段路側采用SA級加強型波形梁護欄，護欄等級的提高可以減少車輛駛出路外事故的發生，提高行車安全性。
（4）小結為保證路側行車安全，應盡可能設置路側安全凈區，通用公司曾在試驗室對此進行了研究，總結出路側安全凈區對道路安全的影響曲線（如圖2-2所示）。
圖2-2 路側安全凈區與事故率關系圖
從圖中可以看出，20%的事故發生在路側9m以外，80%的事故發生在路側9m以內，可見路側安全凈區對行車安全有著十分重要的意義。Kennedy-Hutchinson在州際公路上的研究證實了通用公司結論的正確性。因此在設計過程中，建議結本項目公路沿線地形地貌條件，盡可能獲得最大的、有效的路側安全凈區。設計中可以從如下方面考慮：
a）盡量使用可返回式邊坡，條件受限時可考慮設置可穿越式邊坡。
b）在一些無法移除的障礙物無法采用解體消能式的設計，或因為路基很高而存在危險，應使用路側護欄進行防護，但路側護欄本身也是一種障礙物，需確認安裝護欄后是否能減輕碰撞的嚴重程度。同時也可考慮設置護欄的效益費用比，即從經濟角度考慮，安裝護欄引起費用與帶來的安全效果之比是否值得。
2.2.路面結構設計
公路路面材料的選用，除考慮行車荷載外，還應重點考慮區域環境因素，項目所在區域氣候類型屬半干旱區，為大陸性氣候，冬季嚴寒，夏季炎熱，具有氣候干燥，降雨量稀少，日照充分，日溫差大，蒸發量大，多風沙，因此低溫應該考慮為影響路面結構耐久性和路面抗滑性的重要因素。本項目面層采用的密集配改性瀝青混凝土具有抗高溫、低溫穩定性，良好的水穩定性，良好的耐久性和表面功能（抗滑、車轍小、平整度高、噪音小、能見度好），較好的滿足了行車安全的要求。
在我國，公路中央分隔帶的主要功能是隔離對向車輛，并設置路緣石。美國撞車試驗結果表明，車速高的公路上應盡可能不設路緣石。因此，中央分隔帶的路緣石的設置特別考慮為半圓弧狀，并向中分帶內側退讓10-12cm的側向寬度。
圖2-3中央分隔帶路緣石設計圖
2.3 排水設施
邊溝是公路排水系統中一個重要的結構，它對于及時排除路面積水，保障雨天行車安全具有重要意義。但是邊溝位于路側凈區內，過大或過深的邊溝也是一種嚴重的路側安全隱患。根據美國交通事故數據，與路側排水設施有關的路側事故占路側事故總數的19%，可見路側排水系統設計合理與否對路側安全有重要的影響。在進行路側安全設計時，對于處于路側凈區內的排水結構物采取的措施按優先采取的順序依次為去除、移位、使可穿越、防護和承擔風險。在滿足排水要求的情況下，去除和移位是最安全的方法，但是并不是在任何情況下都能實現，在無法去除和移走排水結構物時，最好的辦法是運用寬容路側設計理念，保障車輛在發生意外情況下，即使遇到排水結構物仍能安全地駛回公路而不發生危險。
3. 小結
影響道路安全性除了道路平縱面設計、路基路面設計之外，還有交叉口渠化設計、交通標志標線設計等因素，但道路的平縱橫設計是安全設計的根本，通過對項目實例的研究分析，得出以下結論：
(1)合理的道路平縱面設計是保證行車安全的最重要因素。
(2)為保證路側行車安全，應盡可能設置路側安全凈區。
參考文獻：
[1]《公路項目安全性評價指南》（JTG/T B05-2004）,人民交通出版社
[2]《公路交通安全設施設計規范》(JTGD81－2006) ,人民交通出版社
[3]《公路工程技術標準》（JTG B01-2003）,人民交通出版社
[4]《公路路線設計規范》（JTG D20-2006）,人民交通出版社
[5]《公路路基設計規范》（JTG D30-2004）,人民交通出版社
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