高等级公路路面排水设施中沥青混凝土拦水缘石设计的探讨 摘要：沥青混凝土拦水缘石是高等级公路路面排水设施的一个组成部分。但由于其施工方法复杂、制约条件多、设计与施工规范中有关技术要求简单，使设计、施工和使用中均存在一定问题。本文结合沪宁高速公路江苏段的设计与施工实践，对沥青混凝土拦水缘石的设计理论与方法、施工组织与管理、施工设备等提出了自己的看法和建议。关键词：高等级公路拦水缘石设计沥青混凝土拦水缘石作为高等级公路路面排水设施的组成部分，在国外很常见。我国自京津塘高速公路采用后，已在多条高速公路建设中采用，效果良好。但是，目前国内论及沥青混凝土拦水缘石设计与施工的文献资料不多，在设计与施工规范中，只提出了简单的要求。现行公路沥青路面施工技术规范(JTJ032-94)中，有关沥青混凝土路缘石施工的要求，是参照美国路缘石规范(SS-3)的有关规定编写的，不尽周详。笔者通过工程设计与施工的实践，现就有关问题与同行共同探讨。1设计方面1.1设计目的水是影响公路质量和使用品质和一大要素，设计完善的排水系统是十分重要的。路面排水主要是排出路面范围内的降水即路面径流，使之不冲刷填方边坡，保持路基稳定，提高路面的使用寿命，保证行车安全。对于高速公路来说，因其路幅宽，降到路面上的雨水量较多，排水不畅的路面将形成积水，高速行车会使积水雾化，迷雾遮挡驾驶员视线，增加行车事故。而且，积水会降低路面的抗滑性能，增加行车的危险性。另外，高速公路必须确保长年通车，以及路基、路面和各种结构物经久耐用，保持完好的路容，减少养护工作量。因此，在路肩外侧边缘处设置拦水带，拦截路面水流以形成侧沟，通过泄水口、急流槽将侧沟内的水排入路基外的排水沟，以达到既保障路面排水畅通，又防止路面漫流冲刷路堤边坡的要求。1.2设计原则公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)的6.2.3条“高速公路、一级公路的路面排水”中，将路面排水划分为路面排水、路肩排水和中央分隔带排水三个部分组成。路面排水设施由路面横坡、拦水带(或矩形边沟)、泄水口和急流槽组成，并对路面横坡、泄水口的设置作了一般性规定，对于拦水带的设置原则，没有提及。而公路路基设计规范(JTJ014-95)的4.4.3条“路肩排水设施”中，将拦水带作为路肩排水设施的一个组成部分，规定其纵坡应与路面的纵坡一致，“当路面纵坡小于0.3%时，可采用横向分散排水方式将路面水排出路基，但路基填方应进行防护；当路堤边坡较高，采用横向分散排水不经济时，应采用纵向集中排水方式，在硬路肩边缘设置拦水带，并通过急流槽将水排出路基”。这里对是否设置拦水带提出了两个概念：一个是纵坡0.3%，另一个是路堤边坡高度。而实际上许多高等级公路设计过程中，只将纵坡0.3%作为是否设置拦水带的唯一界定标准。以沪宁高速公路江苏段为例，其施工图设计文件的路面排水中就规定“在路线纵坡0.3%的路段不设拦水带，路面水随路面横坡横向排出，漫流过填方防护边坡进入边沟排水。路线纵坡0.3%的路段，在硬路肩外设沥青混凝土拦水缘石，每4080m设水簸箕接边坡急流槽、消力池，将路面水集中排入边沟”。同时，对不同路堤边坡高度与拦水带设置的关系却未做深入的探讨，即路堤的边坡高度与是否设置拦水带无关。NextPage2实际施工和使用过程中遇到的问题2.1施工组织与安排沥青混凝土拦水缘石工程，对于一条高等级公路的设计来说，是一个相对微小的单元，对一条高等级公路的总体质量水平也影响不大，因此一般得不到施工与管理人员的重视，在施工组织与计划安排中也成为一个相对薄弱的环节。实施施工过程中，沥青混凝土拦水缘石必须在沥青面层铺筑后连续铺设，但从我国高等级公路的建设经验来看，一般建设后期的工期相对紧迫，势必造成沥青混凝土拦水缘石施工的紧张。而且，从我国公路沥青路面施工技术规范(JTJ032-94)的10.5.3条中规定的沥青混凝土拦水缘石用混合料级配来看(见表1)，其级配与AC-13型相近，却更细一些，与一般高等级公路上面层所采用的沥青混合料级配完全不同，需要单独拌制，因此与路面施工拌料冲突，只能利用拌和楼生产的间隙加以拌制。162013.2154.7552.362.50.30.075油石比(%)通过质量百分率(%)100851006580506518305157.00.3另外，一般情况下沥青混凝土拦水缘石设置的位置，正好位于防撞护栏板的下方或靠得很近，为了保证沥青混凝土拦水缘石成型机有足够的施工空间，必须等沥青混凝土拦水缘石施工作业后，才能安装防撞护栏板，制约了防撞护栏板的安装施工。2.2施工设备沥青混凝土拦水缘石成型机，国内尚无成熟的产品，需进口，已配备该设备的施工单位也不多。待到施工前安排生产时再进口该设备，往往是措手不及。从现有进口的该类设备来看，以美国产的Technotest沥青混凝土缘石成型机为例，其料斗很小，且相对位置高，施工中无法用运料车直接将拌和好的沥青混合料倒入料斗，而且因为配重的要求，料斗不能改大。通过实践，施工中一般在运料车后拖一低底盘平板车，进料时先由运料车卸一部分热料在平板车上，再由人工铲入料斗内。因此，一般需58个工人同时操作，且工作温度高，工人劳动强度大，沥青混合料也因摊铺时间长，易于冷却，影响质量。另外，该设备无自行能力，其前进的力量来自挤压沥青混凝土成型时的反作用力，因此速度不快，一般只能达到23.5m/min，遇到弯道、上坡等情况速度更慢。除掉天气和检修时间等影响因素，通常情况下一天只能完成2km。而且，每行进2050m还需停机一次，设置水簸箕以接上边坡急流槽，大大影响了行进速度。再加上该设备的螺旋输送杆、传动链条、挤压模型等均为磨擦易损件，需要经常维护、修补、更新，在使用中很麻烦。2.3使用状况目前，高等级公路路面大都采用的是粗糙路面，造成平缓坡度下表面排水能力不足，再加上局部沉降等因素，往往造成沥青混凝土拦水缘石内侧路面局部积水，既影响行车安全，又不利于路面结构的稳定。沥青混凝土拦水缘石每隔2050m要设置一个引水至急流槽的水簸箕，该弯头用沥青混凝土拦水缘石成型机无法直接施工，很多施工单位就改用水泥混凝土替代，表面刷以黑漆，或是用沥青混凝土人工砌筑，都很不美观。另外，在高等级公路运营过程中，路面上的很多细小尘土在行车或自然风的作用下，可以吹出路面。而设置了沥青混凝土拦水缘石的路段，这些尘土却集中在沥青混凝土拦水缘石内侧，加大了养护清扫工作量，也影响美观。特别值得一提的是，冬季雨雪天气后，因受到沥青混凝土拦水缘石的拦阻，排水不畅，普通除雪设备又无法将积雪推出路面，容易造成路面反复冻融形成冰层，极易引发事故，严重地影响了行车安全。3意见和建议从以上分析可以看出，设置沥青混凝土拦水缘石虽然可以防止路面泾流对边坡的冲刷，但是因其施工方法复杂，受到的制约条件多，相对施工时间长，且使用过程中某些问题不能完全解决，使用效果并不明显。因此，笔者认为，除了在不降低其质量要求的前提下，尽量提高生产效率，缩短其施工期之外，应该在不影响整个排水系统功能和使用效果的前提下，尽可能减少沥青混凝土拦水缘石的设置数量，以减少其对整个工程的不利影响。