中央分隔带地下排水设计

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1、中央分隔带地下排水设计张茂和高自民山东东方路桥建设总公司山东省泰安市公路局随着公路等级越来越高，路线穿越低洼平坦地带以及复杂地形条件下的高填深挖已不可避免。而低洼平坦地带和挖方路段的水文地质条件通常比较复杂，丰富的地下水及其频繁活动对公路设施造成了极大的危害。另一方面，高速公路、一级公路在我国公路总里程中所占的比重也越来越大。考虑到行车安全、道路美学、环境保护和长期规划等因素，高速公路、一级公路一般都设有中央分隔带。对于表面绿化的中央分隔带（≥3m），如果降落在分隔带内的雨水不能快速排出，则会向两侧迁移，影响路基路面的结构性能。因此，为了消除地下水对路基路面结

2、构性能的不利影响，必须进行公路地下排水设计，布设地下排水系统。根据排水设施布设的位置及其具体目标的不同，公路地下排水系统可以分为3个子系统：路基地下排水系统、边坡地下排水系统和中央分隔带地下排水系统，这3个系统即自成体系又相互协调，可以最大限度地发挥地下排水设施的功效。本文主要介绍中央分隔带地下排水设计。根据铺面特征，中央分隔带可以分为2类：封闭式和非封闭式。对于宽度超过3m的非封闭式中央分隔带，为了控制入渗水对路基路面结构性能的影响，通常需进行地下排水设计。本文根据中央分隔带降水入渗规律介绍了地下排水设计的指标和流程；结合地下排水设施布设方案介绍了中央分隔带

3、的防渗措施。1中央分隔带降水入渗规律分析中央分隔带内的回填土表面与空气直接接触，地表以下则无地下水补给来源，在蒸发、根系吸收、排水设施排水等因素的作用下，在下一次降水发生之前通常处于非饱和状态。因此，中央分隔带内的降水入渗属于非饱和渗流。中央分隔带降水入渗影响因素有：⑴土壤类型渗透系数大的土壤下渗速率较大，产流历时较长，产流时下渗深度和累计下渗量均较大；渗透系数小的土壤，则相反。⑵土壤初始含水量土壤初始含水量较小，则下渗速率较大，产流历时较长，产流时下渗深度和累计下渗量均较大；土壤初始含水量较大时，则相反。⑶降雨强度降雨强度较大，则产流历时较短，产流时下渗深度

4、和累计下渗量均较小；降雨强度较小，则相反。2中央分隔带地下排水设计指标和流程降水发生后，随着入渗深度的逐渐增大，入渗能力却逐渐减小，当入渗时间大于产流时刻时，中央分隔带地表开始集水。随着集水深度的增大并最终超过分隔带两侧的路缘石，中央分隔带内的降水开始漫流进入两侧路幅，增大了路面地表排水设施的负担。另一方面，进入中央分隔带内的入渗水开始向两侧迁移进入路基路面结构层，影响其结构性能。针对降水的入渗迁移规律，中央分隔带地下排水设计应采用以下2个指标：⑴产流量：用于估算进入两侧路幅的地表径流量，以适当增大相应地表排水设施的泄水能力。对于给定宽度的中央分隔带而言，产流

5、量主要取决于3个因素：降雨强度、回填土类型和渗沟排水能力。⑵排水渗沟的排水时间：用于控制中央分隔带内重力作用下的自由水存在的时间，以减小入渗水向两侧路基路面结构层的迁移量。对于给定宽度的中央分隔带而言，排水渗沟的排水时间主要取决于回填土类型和渗沟排水能力。根据降水的入渗规律和地下排水设计指标，无封闭式中央分隔带地下排水设计应采用如下流程：⑴根据排水设计的临界条件判断是否需要进行分隔带内排水设计，如果需要，则按照6.1节所述的步骤计算产流时刻，并以产流时刻作为降雨历时求算该地区某重现期下的降雨强度。假设中央分隔带受该降雨强度的持续作用，当入渗锋面抵达渗沟时，入渗

6、面积急剧减小，地表产流量达到最大值，后面的设计均基于此假设。⑵选择排水设施的类型并进行平面布设。由于植被对回填土的深度有一定的要求，因此渗沟通常设置于中央分隔带的底部。对于实际降水过程，渗沟设于底部还可以增大中央分隔带回填土的蓄水量，减小产流量。⑶降水停止后，为了减小入渗水向两侧路基路面的迁移量，应尽快将回填土内的自由水排除，因此可以根据要求的排水时间确定渗沟排水能力，而排水能力取决于渗沟进水截面周长和渗沟内透水管的截面积。⑷由渗沟排水能力和降雨强度计算产流量。⑸进行渗沟反滤和分隔带防渗设计。3中央分隔带地下排水设计的临界条件无封闭中央分隔带通常应考虑进行地下

7、排水设计，但当出现下述2种情况之一时，可以不进行地下排水设计：⑴由式求得的产流入渗深度如果大于中央分隔带内的回填土厚度，并且当地地下水位较低，土基透水性能良好时，则中央分隔带可以不设排水渗沟，让水分直接渗入土基排走，仅需对填土与结构层界面进行防渗处理。⑵对于蒸发量较大的干旱少雨地区，即使产流入渗深度达不到上述要求，如果回填土和路基土的透水性能都比较好，那么对于分隔带宽度小于3m的情况，也可以考虑不设防排水设施。4排水设施的类型及其布设非封闭式中央分隔带地下排水系统典型布设方案由以下5部分组成：⑴横向渗沟：当中央分隔带较宽（大于8m）时，为快速排出入渗水，设置横

8、向渗沟用于汇集入渗水，并排入纵向渗沟；