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摘要：自2013年9月中国国家主席习近平提出“一带一路”伟大倡议后，西北地区以开放为导向，冀望通过加强交通、能源和网络等基础设施的互联互通建设，促进经济要素有序自由流动、资源高效配置和市场深度融合。但随着交通建设速度增快，西北地区广泛分布的湿陷性黄土严重影响了公路的安全性和可靠性，加之黄土地区排水设计的不足，甚至会发生公路路面坍塌的状况，造成严重的安全事故。因此，本文针对湿陷性黄土地区公路水损坏实例的分析，提出相应设计思路及解决对策。
关键词：二级公路；湿陷性黄土地区；水毁案例；排水设计；
引言：湿陷性黄土是一种特殊性质的土，其土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。在未受水浸湿时，一般强度较高，压缩性较小。当在一定压力下受水浸湿，土结构会迅速破坏，产生较大附加下沉，强度迅速降低。故在湿陷性黄土地区，如果公路排水设计不合理，就会影响公路的使用性能和寿命，甚至会发生边坡滑坡或路面坍塌等情况。因此在湿陷性黄土地区，要高度重视公路排水设计，使排水形成一个稳定的系统，并需要实时检查，保证排水设施质量完好，避免发生路面积水、汇水直接冲刷黄土边坡和排水设施损坏漏水等问题。从而保证整条公路的安全可靠性。
1 湿陷性黄土地区水损坏案例分析
1.1 边沟淤积损坏导致路基边沟和路面下部掏空
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案例1：黄土地区二级公路经多年运营，雨水夹带泥沙现象容易淤塞边沟，导致边沟排水能力降低，会出现饱和、溢满的情况。如右图所示，该位置处于零填段，边沟内部淤积严重，在短时间强降雨过后，边沟容水能力和纵向排水能力均不足，致使降水长时间滞留边沟内，将边沟溢满，进而直接冲刷边沟外侧土体，加之湿陷性黄土的特点，导致水土流失。在边沟下部掏空后，边沟底部出现裂痕，渗水的情况，间接导致路面结构层及路床被冲刷，掏空。所幸在降雨过后，管养部门及时发现，紧急处理，避免了路面沉降，坍塌的情况发生。
分析：本案例看似是由于管养部门对于边沟内部清淤不到位而发生的直接和间接的病害，实则其本质原因为太过于遵循传统排水设计方式，按项目所在地区，位置的汇水面积控制全线的所有排水设施，不论排水长度多少，全线均采用同一边沟尺寸，未按实际地形情况调整边沟断面，且在设计中没有充分考虑黄土地区边沟容易淤积，使排水能力下降的问题。对于这种情况，可以采取加大边沟尺寸、准确寻找横向排水出口、对边沟外侧土体采用植物防护等措施，避免水土流失。
1.2 排水出口选择的随意性导致边坡滑塌、半幅路面沉陷，开裂
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案例2：公路路侧边坡陡峭，故填方段未设计排水沟，而在填方、挖方交界处，边沟在边坡坡顶就设计结束，既未设计通向沟底的横向出口，也未设计排水沟将边沟内的水引至涵洞出口，排水不成系统，使边沟内汇水长期冲刷土质边沟，最终导致边坡滑塌失稳，路面下部掏空，路面半幅沉降，开裂。边坡滑塌后未经及时处理，间接发生涵洞排水出口构造物随之坍塌，损毁。
分析：本案例完全由于排水设计中，没有对排水出口的可行性和合理性进行调查，任由出水口肆意冲刷黄土边坡，结合湿陷性黄土遇水后，结构迅速破坏，强度迅速降低的特点，致使此次水毁病害的发生。我国地形条件具有多样、复杂的特点，尤其是二级公路沿线所经村镇、农田较多，所以在排水设计中，排水出口的选择是非常重要的环节，也是评价整个排水系统合理性的重要节点。对于这种情况，勘察阶段需要仔细选择和调查排水出口，设计阶段需要再次完善排水出口设计，避免水流直接冲刷黄土边坡。
2 湿陷性黄土地区排水设计思路
2.1 勘察阶段
对某公路排水系统设计的勘察阶段，应先查明路线所处地貌单元、降雨量、周边地表水系、地下水和黄土类型、湿陷等级等。其次对周边水系的流向和相互关系进行分析，结合当地降雨量、汇水面积和流速，从而确定排水系统中排水设施类型及排水出口是否满足要求。此外，勘察阶段还需要对路线总体走向，填方、挖方段落长度、路堤坡脚和路堑坡顶、以及沿线村镇、道路、基本农田和灌溉渠等进行详细的调查，尤其对排水出口位置进行实地勘察。因此，公路排水设计是否科学合理，跟排水系统设计勘察有着密不可分的关系。
2.2 设计阶段
务必在公路排水勘察阶段基础上进行公路排水设计。设计中首先要保证公路范围内排水设施形成一套完整排水体系，使各类型排水设施之间做到联通、顺畅。
2.2.1 对于填方路段，路面排水可在路侧设置拦水带、急流槽；路基排水可在路堤坡脚处设置排水沟，使急流槽与排水沟互成联系，形成排水系统，排水沟可与排水涵洞的进、出口连接，或直接排入自然沟渠。当坡脚临近农田时，灌溉可能造成黄土地基湿陷，影响路堤边坡稳定，可对坡脚处设置侧向防渗墙。另需注意，黄土地区排水沟长度不宜超过300米，沟底纵坡不宜小于0.5%，部分排水困难路段，沟底纵坡也不应小于0.3%，并于排水出口部位设置消能设施，避免在出口处形成冲刷或积水，导致湿陷破环。
2.2.2 对于挖方路段，路面排水可在路侧设置边沟。若挖方路段较长，边沟排水能力不满足的情况下，需在勘察阶段确定能否设置挖方涵洞或建议调整平纵指标等措施避免。路基排水可在路堑坡顶处设置截水沟，路堑边坡平台可设置平台排水沟，但需注意截水沟和平台排水沟不要一味的排入公路两侧边沟中，导致边沟的排水压力增大。堑顶截水沟可以在勘察阶段于路堑顶部寻找可用的横向排水出口，或根据堑顶地形采用调整排水纵坡，增加截水沟尺寸等方式将水引至路堤段后排入自然沟渠。平台排水沟因地形受限，对于路堑段中部的平台排水沟只能通过急流槽的方式排入路侧边沟，但急流槽位置尽量位于挖方涵洞进口附近，避免自然水在路侧边沟内流动距离过长。
2.2.3公路属于利民工程，应响应“畅、安、舒、美”的号召，贯彻“人与自然相协调，尊重自然，保护环境”的理念。所以对于排水出口的选择，不能仅为了满足规范要求，就近排放，出现排水出口直对沿线村镇住房、农田、林地、或直接冲刷黄土边坡等情况，这样会造城极大的社会影响，并很可能发生水毁灾害，影响公路安全性。在设计中必须结合勘察阶段对排水出口的实地调查，尽量选取自然冲沟、既有沟渠、或新建蒸发池等措施，务必做到合理可行。
结束语
经过两个典型案例的分析和黄土地区排水设计的思路，我们知道公路排水系统的合理性不仅是整条公路系统中的重要环节之一，也对当地民生存在重要影响。优秀的排水设计对整条公路及沿线村镇的安全、可靠、合理和公路使用性能、周期等均起到了重要的作用。因此，在二级公路排水设计中，充分做好前期勘察和后期完善设计，营造健康、安全的排水系统，延长整条公路的使用寿命，促进公路沿线村镇生产、生活的可持续发展。
参考文献：
[1]王帅，公路排水设计中应注意的问题研究；[J]，工程科技，2014（21）；211
[2]刘源，公路排水设计中应注意的问题探究；[J]，建筑设计，2018（17）；68