公路路基路面排水设计问题及应对策略

关键字:公路工程；路基路面；排水设计；问题；应对策略

引言：

公路路基路面排水系统是保障道路结构稳定性和使用寿命的关键组成部分。在公路运营过程中，水损害是导致路基沉降、路面开裂、基层软化等病害的主要诱因。据交通运输部统计，我国约 40% 的公路早期损坏与排水系统设计缺陷直接相关。随着极端天气事件频发及重载交通量持续增长，传统排水设计理念面临严峻挑战。本文基于公路工程实践，系统分析当前排水设计中存在的典型问题，从设计优化、材料创新、智能监测三个维度提出应对策略，为提升公路抗水害能力提供技术参考。

一.公路路基路面排水设计存在的主要问题

（一）设计理念滞后，缺乏系统性与前瞻性

部分设计人员在进行路基路面排水设计时，仍沿用传统的设计理念，将排水系统视为一个孤立的组成部分，未能充分考虑其与公路主体结构、周边自然环境（如地形、地貌、水文、气象条件）的有机联系。设计过程中对区域内长期的水文资料、降雨规律分析不足，对极端天气事件考虑不周，导致排水系统的设计标准偏低，难以应对复杂多变的实际情况。例如，在一些山区公路设计中，未能充分利用地形优势构建综合排水体系，或对汇水面积估算不准确，导致暴雨时排水能力不足，引发路基冲刷、边坡失稳等问题。此外，设计缺乏前瞻性，未能预留足够的排水设施升级改造空间，随着交通量的增长和运营时间的延长，原有的排水系统逐渐无法满足需求。

（二）排水系统组成不完善，各部分衔接不畅

公路路基路面排水系统通常由地表排水、地下排水、路面内部排水等部分组成，各部分应协同工作，形成一个完整高效的排水体系。但在实际设计中，常存在各排水设施之间缺乏有效衔接、功能不匹配的问题。例如，路面表面排水的路拱横坡设置不合理，或路肩排水设施（如拦水带、急流槽）缺失、尺寸不足，导致雨水不能及时排出路面，形成积水；边沟、截水沟、排水沟等地表排水设施的断面尺寸设计不当，或纵坡设置不合理，导致水流速度过慢，泥沙淤积，降低排水效率；地下排水设施如渗沟、渗井、盲沟等的布置位置、数量不足或类型选择不当，无法有效排除渗入路基的地下水，导致路基土处于过湿状态。此外，桥面排水设计也常被忽视，桥面雨水收集和排出设施不完善，雨水直接冲刷桥梁墩台及桥头路基，易引发桥头跳车、墩台基础冲刷等病害。

（三）排水材料选择与应用不当

排水材料的性能直接影响排水设施的耐久性和排水效果。目前，在排水设计中，材料选择存在两方面问题：一是部分设计为追求经济效益，选用质量低劣、性能不达标的排水材料，如采用透水性差的砂石料作为渗沟填料，或使用易老化、强度不足的塑料排水板，导致排水设施过早损坏，失去排水功能；二是对新型、高效排水材料的认识和应用不足，未能根据工程实际情况合理选择材料。例如，在路面内部排水设计中，未能有效应用透水性沥青混合料、排水性基层等新型材料，或对其设计参数、施工工艺掌握不够，导致路面内部排水不畅，产生水损害。此外，排水材料的耐久性考虑不足，在一些腐蚀性较强的环境（如沿海地区、工业区），未选用具有抗腐蚀性能的排水材料，加速了排水设施的破坏。

（四）后期维护管理机制不健全，排水设施功能退化

排水系统的良好运行不仅依赖于科学的设计和优质的施工，还需要长期有效的维护管理。然而，目前许多公路在运营期间，对排水设施的维护管理重视程度不够，缺乏完善的维护管理制度和专业的维护队伍。排水设施建成后，未能定期进行检查、清理和维修，导致杂物、泥沙大量淤积，堵塞排水通道；部分排水结构物（如涵洞、急流槽、检查井）出现裂缝、破损、沉降等病害后，未能及时修复，使其逐渐丧失排水功能。例如，边沟被垃圾、土石填埋，失去汇水排水能力；涵洞进出口被冲刷损坏或淤积堵塞，导致水流改道，冲刷路基；路面排水孔被灰尘、杂物堵塞，影响路面内部排水。长期的维护缺失，使得排水系统的功能逐渐退化，加剧了路基路面的水损害。

公路路基路面排水设计优化策略

（一）基于气候适应性的设计方法创新

1.动态重现期设计模型

引入气候因子修正系数，建立极端降水概率预测模型。采用 Gumbel分布对近 30 年降雨数据进行统计分析，将设计重现期由传统 10 年一遇调整为“ 基准期 + 动态修正值” ，如在江淮梅雨区将路面排水重现期提升至25 年一遇，汇水流量计算采用公式： （其中( K )为气候修正系数，取值1.2-1.5）

2. 数字孪生水文模拟技术

运用 GIS 与 SWMM 模型构建三维水文仿真系统，精确模拟不同地形条件下的径流过程。某山区公路通过数字孪生技术优化排水系统布局后，汇水时间缩短 40% ，边坡积水面积减少 65% ，施工成本降低 12%_c 。

（二）排水系统结构协同优化

（一）路基立体排水体系构建

创新“ 四纵三横” 排水网络：纵向设置防渗隔离层（采用复合土工膜，渗透系数 <1×10^-7cm/s ）、排水主盲沟（ Φ200mm 双壁波纹管）、边坡截水沟；横向每 10m 设置 Φ 110mm 透水管，与中央分隔带纵向排水管形成网格状排水系统。室内模型试验表明，该体系可使路基排水时间从传统设计的 72h 缩短至 12h

1. 路面排水功能分层设计

（1）表面层：采用大孔隙排水沥青混合料（PAC-13），空隙率 20%± 2% ，渗透系数 ≥3× 10^-3m/s

（2）基层：设置 20cm 厚水泥稳定碎石排水基层，渗透系数 1×10^-3m/s

（3）防冻层：季节性冰冻地区增设 15cm 厚泡沫混凝土保温层，导热系数 ≤0.2W/

（4）排水层：基层底部铺设 Φ50mm 透水管，间距 5m ，外接路肩集水井

三. 建立健全排水系统维护管理长效机制

1. 制定完善的维护管理制度：公路管理部门应建立健全排水系统的日常巡查、定期检查、维护保养和病害修复制度。明确维护管理的责任主体、内容、频率和标准，将排水设施的维护纳入公路养护的常规工作中。

2. 加强日常巡查与定期检查：组织专业人员对排水设施进行定期巡查（如雨后、汛期前、汛期后）和日常检查，及时发现排水设施的堵塞、破损、淤积、渗漏等病害。对检查结果进行详细记录和分析，为维护决策提供依据。

3. 及时进行清理与修复：针对检查发现的问题，及时采取相应的维护措施。对淤积的边沟、排水沟、涵洞、检查井等，定期进行清淤疏通，确保排水通道畅通；对出现裂缝、破损、沉降的排水结构物，及时进行修补、加固或重建；对堵塞的排水孔、渗沟等，采取有效的疏通或更换措施。

结论：

公路路基路面排水设计是一项复杂而系统的工程，直接关系到公路的结构安全、使用寿命和运营效益。当前，我国公路路基路面排水设计中仍存在设计理念滞后、系统不完善、材料选择不当、施工质量控制不严及维护管理缺失等问题。为解决这些问题，必须更新设计理念，强化系统设计与风险评估；优化排水系统组成，确保各部分有效衔接；合理选择与应用排水材料，提升排水性能与耐久性；加强设计与施工协同，严格控制施工质量；建立健全维护管理长效机制。

参考文献：

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