1. 研究目的与意义
公路路基是路面的基础,承担着由路面传来的荷载,其强度、稳定性和耐久性,不仅影响公路营运的安全且影响公路的通行能力。
水作为影响路基强度、造成公路破坏的众多自然因素之一,在很多情况下,是路基变形、路基病害的一个重要原因,因此,在公路的设计阶段就应该充分考虑水的影响,尽量降低水对公路的危害路基材料含水量严重影响路基的强度和稳定性,这就要求路基经常保持干燥状态以使其具有足够的强度和稳定性,从而保证路面不产生变形和破坏、影响道路的正常使用。
目前,我国公路水毁与水损坏的问题日益突出,公路的实际使用过程中,因排水不畅引起路基沉降、边坡水毁问题几乎成为公路的通病;因边沟尺寸设置不合理导致路基强度下降和淹没农田时有发生;边坡排水设施缺乏针对性设计引起冲刷、淤塞现象亦随处可见。
2. 国内外研究现状分析
为减小或防止雨水对公路的危害,科学合理地设置公路综合排水系统是很必要的。
综合排水系统设计的好与坏、完善与否将直接影响到道路和桥梁的安全和运营性能的发挥。
欧、美、日等发达国家对公路排水都非常重视,均制定了相应的规范和指南。
3. 研究的基本内容与计划
内容: 通过查阅国内外文献,了解路基排水和防护工程的基本方法或形式,分析各种方法的特点、适用性、工程造价、施工工艺等特点。
根据公路工程具体的地质、地貌、地形等条件进行合理设计,选择不同排水方式,不但要迅速排出雨、雪等降水,还要能排出地下水,防止地下水上渗到路基内,影响路基的强度和稳定性,改善路面受力状态,提高其耐久性并绘制相应的设计图纸和附表。
设计内容主要有: (1) 检索资料和调研 调查研究公路地形、地貌特征、水文气象等环境条件,分析降雨入渗规律及地表水、地下水对公路的影响; (2)水文、水力问题计算 结合现行规范和己有的研究成果,基于水力学、水文学理论,对公路排水系统设计参数进行分析修正,提出适合公路防排水设计的参数建议值; (3) 排水设施的选择 借鉴城市道路排水设施的布设,分别对直线段、超高段情况下的路界地表排水设施进行研究; (4) 综合排水系统施工技术研究 通过现有公路排水系统的铺设,研究当集水沟布设于路肩带时所须考虑的问题及注意事项,为以后大规模应用提供借鉴; (5) 边沟稳定性分析 集水沟设置于路肩带,必受到行车荷载、自重、内侧土压力等力的作用,通过理论计算分析,确定集水沟在这些力的作用下抗倾覆与抗滑移等稳定性。
4. 研究创新点
依托具体路段,分析导致公路路基水毁的环境因素、发生特点与降雨入渗规律等,对如下五个方面进行了探讨: (1) 公路排水系统设计参数(修正系数、粗糙系数、 设计降雨重现期等参数)进行了优化计算分析; (2) 借鉴城市道路排水设施的布设,分别对直线段、 超高段情况下的路界地表排水设施进行研究; (3) 公路排水系统灾害评价体系方面进行了研究; (4) 通过现有公路排水系统的铺设,研究当集水沟布 设于路肩带时所须考虑的问题及注意事项,为以 后大规模应用提供借鉴; (5) 总结了多个地区公路路基地下排水设施的布设方 案,为今后的地下防排水设计提供参考和指导。
