過水路面具有受地形限制小，可因地制宜選擇設定的優點。常見的過水路面形式主要有兩種：混合式過水路面與漫水橋結合過水路面。過水路面作為路面的一種結構形式，這種結構最大的優點是成本低，既可解決通暢問題，又可解決排水問題，既有經濟效益，又有社會效益。 過水路面整體要具有防水功能:路面採用鋼筋混凝土路面或水泥混凝土路面、基層採用手擺灌漿片石或素混凝土、路基採用碎石填築、路基邊坡和邊溝防護採用漿砌片石結構是一種典型的過水路面結構，它即能防止雨水和洪水對路面結構的破壞也能抵抗也能抵擋地下水的侵蝕。
基本介紹
- 中文名：過水路面
- 外文名：ford
- 別名：作漫水橋
- 類型：標識
- 定義：洪水期間容許水流浸過的路面
- 拼音：guò shuǐ lù miàn
建設中的套用,地基上的設計,
建設中的套用
概述
自遼寧省交通廳出台 “八五網化、九五鄉鄉通、十五村村通、十一五屯屯通、十二五新農村建設”等農村公路政策後，對農村公路的投資結構進行了重大調整，加大了對農村公路的投入，組織實施了提高農村公路通行條件的通達、通暢工程。在實際工作中，農村公路跨河構造物的修建，受到地形、地質和投資不足的限制，修建橋涵十分困難，而過水路面作為一種排水構築物，因其工藝簡單、施工方便、造價低廉、建築高度低、抗震性能好，從而在遼西地區道路建設中發揮了重要的作用。
一、過水路面形式及特點
1、過水路面的形式
過水路面具有受地形限制小，可因地制宜選擇設定的優點。常見的過水路面形式主要有兩種：混合式過水路面與漫水橋結合過水路面。
（1）混合式過水路面：混合式過水路面是指圓管涵和過水路面的結合形式。它適合修建於平時流水量很小，但雨季水量增加較多，地勢較低的峽谷性河流上。一般來說，在這樣的地形上，若修建小橋，可能會因雨季水流量的突增，導致流水漫延沖刷橋兩側路基或田地等；況且建橋的投資成本也大。而修建混合式過水路面，既可以保證平時的少量流水從圓管涵中流過，當山水傾瀉而下時，又可以從路面上很快流過，不會因淤積而沖毀路基；並且混合式過水路面比小橋的建設成本節省近 75%。目前，農村公路建設中由於橋樑投資額嚴重不足，因此，這種混合式過水路面是上佳的選擇。
（2）漫水橋結合過水路面：所謂漫水橋是指在低等級公路上，跨越常水位與洪水位高差較大且不通航的河流，同時洪水時間較短、交通允許暫時中斷的條件下，橋樑標高可按常水位設計，洪水時允許水流從橋面漫過的橋樑。在近幾年的農村公路建設過程中，由於受到資金、地形等限制，不能修建百米以上大橋。對於農村公路河流，雖然平時無流水或者流水量很小，但在雨季則會爆發山洪，河中水流不僅流量大，而且流速很急，為了保證一些重要的農村公路不再成為斷頭路，也為了百姓能在雨季安全順利的通行，可以嘗試在百米以上大橋的橋位上，採用漫水橋加過水路面的形式來代替百米以上大橋。
2、過水路面的特點
過水路面作為路面的一種結構形式，這種結構最大的優點是成本低，既可解決通暢問題，又可解決排水問題，既有經濟效益，又有社會效益。其主要特點如下：
（1）工藝簡單、施工方便、工期短。與修築橋涵相比，由於不需要建設橋墩、涵洞等，故過水路面的施工簡單、方便，從而也就縮短了施工期限。
（2）造價低廉、經濟效益高。過水路面最大的優點就是造價低廉，對於低等級的農村公路而言，是十分適合的。這不僅解決了農村公路建設過程中的資金不足，而且能夠充分發揮農村公路的地理優勢。因此，過水路面在農村公路建設中帶來了很大的經濟效益。
（3）抗震性能好、社會效益好。過水路面的路基穩定，因而具有很好的抗震性能。因此，過水路面具有很好的通達性，尤其是抗險救災時期，能夠保證交通暢通，進而帶來了巨大的社會效益。
二、過水路面位置的選擇
過水路面位置的選擇是過水路面設計的重要步驟，過水路面擇位恰當與否，直接關係到路基的穩定、過水路面的使用功能以及工程造價的高低。因此，只有合理的選擇過水路面的位置才能做出正確合理的設計。過水路面的位置選擇基本上應服從路線走向，但當河溝寬淺時，可根據實際情況做適當調整，結合選線共同確定其位置。一般要求要與洪水位流向垂直，斜的過水路面會增加工程量和阻水面積，但也不要強求正交，造成橋頭線形標準過低，行車不便。此外，過水路面所處的位置，還需要考慮以下幾點：
(1)河面寬、河床穩定、水流順道。
(2)平時無水或者水很淺，洪水時整個河灘流水，水流慢，不向一邊沖深。
(3)上游兩岸堤壩堅固，做過水路面後，不至於沖坍堤壩，淹沒農作物和村莊。
(4)與修建永久性橋位結合考慮，使改橋時改線不長。綜上所述，過水路面位置的選擇應根據其用途和近、遠期交通流向和流量的需要，結合路線平、縱面和水文、地形、地質等條件，以及對鄰近構築物和公用設施的影響大小等要求綜合考慮來確定。
三、農村公路過水路面設計施工要點
過水路面雖然有很多優點，但也存在一些不容忽視的缺點。主要有：混凝土面層受水凍融侵蝕易破損；和瀝青混凝土路面的連線處跳車，易破損；較短的過水路面使縱坡變換頻繁，易造成顛車；阻水攔沙，易造成上游淤積、下游沖刷；洪水時造成短時間阻車；受河流地下水位影響出現凍脹，導致橫縱裂縫等。但只要在設計施工中加以注意，以上缺點也會迎刃而解。比如跳車問題一般是由於過水路面的長度過短或者是豎曲線的半徑和位置不當導致的，如果能在設計階段充分考慮，就能避免這個問題。針對混凝土面層易破損的情況，需要施工時選擇合適的配合比，同時加強振搗，保證所用原材料的數量和質量。修建混合式過水路面時要注意防止沖刷，一般可採用修建攔水壩或進行河道鋪砌等措施。此外，過水路面在行車和洪水作用下容易遭到破壞，應特別重視日常養護。
(1)經常保持路面整潔，及時清除淤泥雜物，保持順適，整潔。在路面兩端設立水準標尺以及禁通水位標線。
(2)對於鬆動、沖失的鋪砌層石塊，必須及時用水泥砂漿填塞或座漿砌石平整。
(3)過水路面發生沉陷斷裂，應及時修理、挖開鋪砌層。首先處理好基層，使其達到 90%以上的密實度，然後將原填料更換為 20-30cm 厚的水泥砂躒，最後修復鋪砌層，必須平整加固。
(4)過水路面的護坡易沖刷破壞，尤其是下游坡腳。除修復外，還應增設柔性護坡，隨沖隨沉，防護效果好。總之，如果能夠精心設計，精心施工，過水路面也能長久的發揮它的功能。因此，在投資不充足的低等級農村公路建設中，還是很值得推廣和採用的。
四、結束語
通過以上分析我們可以看出在農村公路建設中，相對於修築橋樑而言修築過水路面更切合實際、經濟可行。過水路面的造價低、工期短，施工組織靈活、工藝簡單，不僅能起到以小代大、事半功倍的效果，還能使有限的資金髮揮更大效益，應大力推廣使用。
地基上的設計
概述
2003 年204 國道改建工程，在跨越季節性河流新沂河時，為節省工程造價經多方論證決定採用過水路面結構形式，在對過水路面設計和施工方案的研究和探討過程中，提出沿海軟土地基的典型路面結構和淺層拋石擠淤處理沿海地區深厚軟基的相關設計指標問題，在公路通車3 年多，經歷3 次洪水的衝擊，日交通流量約10000 輛運營的情況下對道路狀況進行檢測，檢測結果：路基無明顯沉降，沉降值最大值為50mm，混凝土板塊彎沉值最大值19，混凝土板塊未出現斷裂，僅局部存在缺邊掉角現象。
2003 年204 國道連雲港段150km 全線進行改建，設計標準為二級公路，路線在灌雲縣境內穿越新沂河，連雲港市灌雲縣位於魯中南丘陵與淮北平原的結合部，東臨黃海，境內水系發達，新沂河西起駱馬湖嶂山閘，東至灌河口入黃海，為一平地築堤束水漫灘季節性行洪河道，是沂沭泗流域的主要排洪河道，兩岸築有大堤護岸，泄水量7000m/s，是沂河下游入海水道。路線經過新沂河處河道順直、穩定、河口寬約3100m，每年6、7、8 月洪水期間，洪水布滿河道，平時流量很小在河道有3 處寬約30m 泄水溝排水，堤頂寬約7m，大堤穩固，河道植被良好，漫水路中心線與河道水流方向成大致80°交角。當地政府為充分利用地產石料豐富、節省工程投資，計畫採用過水路面方案穿過新沂河。
1設計區域工程地質概況
根據204 國道、連徐高速、汾灌高速、連鹽高速公路及省道242 工程地質詳勘資料，連雲港地區第四系較為發育，大面積為第四系鬆散沉積物所覆蓋，連雲港地區的沖海積、海積軟土的高粘粒含量，表現出高液限，顆粒比表面積大，顆粒帶電明顯，結合水膜厚，孔隙大，從而表現出連雲港地區軟土具有高含水量、高液限，低密度、低強度、高壓縮性、低透水性，高靈敏度的特點。同時由於該區軟土中夾薄層粉上粉砂的不規則性，表現出多數物理力學指標的離散性和不確定性的一面。本項目區域位於不良地質路段主要有軟土，海相沉積的淤泥、淤泥質粘土地段厚度普遍較大，軟土厚度一般為8.0～16.0m，軟土天然含水量44.32%～77.41%，天然孔隙比1.209～2.126，壓縮係數0.69～3.157MPa，固結係數1.081～2.827cm/g。粘聚力2.5～10.5kPa，內摩擦角1～5°，先期固結壓力一般為50kPa，壓縮係數Cc 一般為0.687，軟土層屬稍欠固結土或正常固結土，在軟土之上有一層厚度0.4～1.0 的粘土硬殼層。
2設計方案的比選
2.1 過水路面第一方案
2002 年建設單位委託某省設計院作項目設計，設計院提出的方案是從地面平均下挖1.6m，先作1.1m 高度、石灰含量8%石灰土路基，路面底基層採用25cm 厚8∶12∶80 二灰碎石，上面用1cm 瀝青封層，面層為24cm厚普通水泥混凝土路面，由於該設計院對當地地質情況沒有進行詳細勘測，缺乏對軟基處理經驗，提出方案初審沒有通過，方案存在主要問題。
（1） 沒有考慮沿海軟土路基特點，給以後路基產生道路工程較大沉降留下隱患。
（2） 結構設計沒有充分考慮水的危害。地下水危害。由於地下水位較高，地下水在毛細孔作用下侵蝕石灰土路基，石灰土路基整體強度降低。雨水危害。雨水會透過路面縱、橫縫滲入基層，在行車荷載作用下水和細集料從板縫中泵出產生唧泥現象，使混凝土板下脫空，導致斷板。洪水危害。行洪期間洪水對邊坡的沖刷和透過路面縱、橫縫滲入基層造成基層的鬆散。
在沿海軟土地基採用過水路面結構技術研究上，國內外在有關地基處理和路面結構設計的書刊中很少有這方面的理論研究與施工方法，在有些書刊上有所提及，但也少有論述，而且它的適用範圍被認為也只局限於地質條件比較好的山區。過水路面在沿海軟土地基套用能否成功主要解決兩個問題：一是對軟土路基的成功處理，二是道路整體的防水效果。
2.2 軟土路基處理原則
2.2.1 軟土路基處理的思路及原則
軟土路基的處理是從穩定、沉降及滿足構造物的承載力要求等方面進行分析。路堤穩定計算採用有效固結應力法。路基沉降量採用分層總和法（e-p 曲線）計算主固結沉降Sc，並採用經驗修正係數對其進行修正，經驗係數Ms 取值為1.1～1.4。地基的固結度採用太殺基固結理論計算。
2.2.2 軟土路基處理設計方案
由於軟土路基在全線均有分布，為海相沉積的淤質粘土，且埋深較淺，軟土地基普遍存在著天然強度低、孔隙比大、壓縮性高、滲透性小的特點，對路基的穩定和沉降影響較大，如何確保路基穩定和控制工後沉降是設計考慮的首要因素，國內外水泥路面施工規範以往一般不提及對路基的技術要求，面板是坐落在基層上的，似乎與路基無關，根據我國十多年的施工實踐表明水泥路面通車3 年之內，因路基不穩定、不均勻沉降造成的斷板及沉降現象不斷發生，一般處理軟基常採用濕噴水泥攪拌樁、預壓、加設土工合成材料、換填碎石等方法處理。
2.2.3 沿海軟土地基上的典型路面結構
根據已掌握地質鑽探資料進行初步分析計算，沿線範圍內公路軟土處理的路堤臨界高度為3.5m 左右，考慮到線路經過河床為泄洪通道，路基填土高度根據水利部門要求不能高於原河床斷面。我們根據多年的施工經驗結合設計理論提出新的設計方案為：從地面平均下挖1.6m，先作1.1m 高拋石擠淤路基，路面底基層採用25cm 手擺片石灌漿，面層為24cm 厚鋼筋水泥混凝土路面，路肩、路基邊坡、邊溝、坡面用漿砌片石防護，漿砌片石護坡的厚度為0.35m，護坡底面設定0.15m 碎石層。
3 深厚軟基的設計指標和施工要點
拋石擠淤處治厚度大的淤泥地基，不能將淤泥完全置換，即只進行淺層拋石擠淤，則相當於在軟土層上構造了一人造硬殼層，但對於人造硬殼層的厚度，強度及材料要求則需要進行論證和計算。
3.1 拋石處理厚度和寬度的設計
新沂河地區軟土層較厚，且其上硬殼層較薄，個別路段無硬殼層分布，由於軟土層較厚，如果把淤泥層全部拋石置換，將增加較高的工程造價，而且從公路工程技術要求上來看，也沒有必要處理到持力層，只需要滿足沉降、處理後的回彈模量要求即可，最終確定合理的處理厚度和寬度。
3.1.1 總沉降
拋石處理後的路基沉降與處理厚度和寬度有關，一般來說處理厚度越厚，寬度越寬，路基總沉降就越小，但提高處理寬度和厚度的設計值，將增加拋石的工程量，工程造價也會大幅增加。因此，為滿足一定的沉降控制要求和較好的經濟性，必存在一個經濟合理的拋石厚度和寬度。拋石寬度根據多組數據比較得出寬度大於坡角或邊溝外邊緣2m 為宜。沉降S 的計算包括拋石層本身的壓縮沉降Sm（主要是碾壓施工過程中的壓縮量） 和未完全處理的軟土地基沉降Sg，即S=Sm+Sg拋石厚度要求有足夠的深度以置換可能被剪下破壞的軟土層，同時在寬度上要滿足應力擴散的要求。在確定最小厚度和寬度時，路基沉降每月平均不超過S0= 5mm，S0由路基填土高度，軟土層厚度，施工工藝等決定，即S≤S0
3.1.2 回彈模量
在對拋石擠淤厚度進行設計時，還需根據軟土土基的回彈模量、拋石材料的回彈模量以及換填後路基整體要求達到的回彈彎沉(或回彈模量)，利用層狀體系理論計算確定拋石換填層厚度。其中，軟土土基的回彈模量可通過現場承載板試驗測得；拋石料的回彈模量可根據擬採用的拋石材料及要求達到的壓實度、含水量在室內製備試件，利用室內承載板試驗測得；換填後的路基整體的回彈彎沉可由對應的回彈模量計算求得，通常情況下要求路基頂面的回彈模量達到30MPa。
3.2 拋石填料的要求
拋石填料成分的組成就直接影響到拋石擠淤的效果，如果填料級配很差，將影響到後續的壓實效果。採用拋石擠淤法處理深層軟土地基，應儘量避免填料成分的混雜，要保證大直徑塊石的含量的比例，一般石料含量要大於70%，這樣才能保證擠淤的效果。路基挖到路基底面標高時，對於淤泥地基還在水中的情況下要用20～50cm 大徑塊石拋填至路基底標高，路基分兩層施工，一般路段第一層60cm 厚用15～30cm 塊石拋填，第二層50cm 厚用於換填的碎石土中的碎石為未風化的礫石或軋制碎石，其含泥量不大於5%，最大粒徑不大於20cm。
3.3 拋石擠淤施工工藝
在過去的道路建設中，連雲港地區積累了一定的拋石擠淤軟基處理經驗，但這些經驗也缺少一定的理論指導和支持，現行公路設計施工規範中許多條文是借鑑填土路基和土石混填而來的，或者是取自水利、鐵路工程施工經驗，尚存在諸多不完善之處，而且對於施工工藝的要求過於簡單，沒有定量的技術指標，缺少現場指導性，同時現場施工工序尚未成熟，還沒有形成較為統一、完善的技術要求。
3.4 拋石擠淤施工質量控制
根據填石路基的特點，結合該路段填石路堤施工，對現場質量控制主要從壓路機碾壓痕跡、沉降觀測、回彈彎沉方面進行質量控制。
3.4.1 壓路機碾壓痕跡控制
由於拋石擠淤採用石料粒徑偏大，無法做壓實度、加州承載比(California Bearing Ratio) 簡稱CBR 試驗，根據經驗總結拋石擠淤填築路基現場質量控制以重型靜載壓路機18～21t 碾壓痕跡檢測簡便容易判斷，碎石路基填築從第二層開始以重型靜載壓路機18～21t 碾壓幾遍後如無明顯碾壓痕跡即該層碾壓合格。
3.4.2 沉降觀測控制
（1） 填石層的壓縮量
填石層在其上部荷載作用下的分層沉降數據：通過分析壓實後填石層在其上各級荷載作用下的壓縮變形，可以分析填石的彈性狀態，觀測中將兩塊沉降板分別放置在所需觀測的地基表面和填石層上，通過觀測兩塊地基板的沉降差即得填石層的壓縮量。
（2） 交工後沉降量
交工後對路堤表面的沉降數據進行定期連續觀測，通過這部分數據可以分析填石路堤在工後環境、荷載作用下的沉降變形情況，一方面可以論證施工期壓實工藝的效果，另一方面可以研究填石材料的工後變形特性。
3.4.3 回彈彎沉測試
道路面在汽車荷載作用下產生的最大豎向變形稱為總彎沉。與其他材料或結構的變形相同，當路面在變形且未達到破壞頂點時，車輪荷載去除後，變形會有部分恢復。可恢復的變形值稱為回彈彎沉。由於很難測到路面同一點在荷載作用前至荷載作用時的變形(即總彎沉)，因此，大多測路面的回彈彎沉。可採用貝克曼梁測定填石路堤的回彈彎沉，以反映路堤的整體剛度。
通過拋石填築後路基頂面的彎沉測試數據整理，得到該路段石料填築路基的代表彎沉值，根據現場測得的彎沉數據，以及石料的泊松比，測試時車輪的垂直壓力等取標準值，計算得到石料的回彈模量，將這一石料強度與路基填築強度要求相比較，看是否能滿足要求，一般情況下回彈彎沉值控制在0.01 (1/100mm) 以內。
4基層手擺灌漿片石施工工藝
4.1 技術要求
手擺片石基層，是把上小下大接近截錐體的石塊，用手工鋪砌再用水泥砂漿灌縫經振搗凝固形成整體，是我國傳統的一種手工鋪砌結構。片石質量應符合設計要求，高度約等於層厚25cm的0.7 倍，為了便於施工，根據設計數量在鋪砌前可將石料分段分別堆放在兩側路肩上，放樣時沿路槽兩邊緣補釘邊樁，在兩對稱邊樁的中間，量出中樁位置補釘中樁。在各樁上量出鋪砌高度，高度比設計高度高3cm，按標記高掛好小線作為控制高度。
4.2 施工程式
4.2.1 鋪砌石塊
先沿路面橫向按標準樣樁鋪砌一行石塊作為標準斷面，然後按照標準斷面逐步向後鋪砌。在彎道超高和路線縱坡較大時，宜自彎道內側和縱坡地處開始。在路面兩邊緣處，應選擇比較大的石塊鋪砌。鋪砌的操作人員，一般是採用後退法 （即面向已鋪好的鋪砌層），沿路面寬度同時進行，兩邊緣鋪砌人員，應領先鋪砌，呈一半圓形退行作業，這種方法有利於選擇塊料和找平，以及處理砌縫的交錯。鋪砌時，石塊的長邊應與路中心垂直，同時要注意把石塊的大面朝下，底穩擠緊，必要時用手錘將石塊敲緊。相鄰兩石塊底邊空隙大於 3cm 時，應將石塊突出部分用手錘敲掉，成為比較規整的料石後再用。當鋪砌到一定長度後，由鋪砌人員自檢，如有高出樣樁的，用手錘敲掉，達到高度基本一致。
4.2.2 水泥砂漿灌縫
鋪砌石塊路面完成 100m 時，可對其灌縫，灌縫採用水泥砂漿，在石塊路面上均勻鋪 5cm 砂漿，用振動板在上對其振動，振動板縱橫交錯作業，缺料部分，應輔以人工補料找平，直致砂漿不下陷灌縫為止，振動板移位時，應重疊 100～200mm，振動板在一個位置的持續振搗時間不應少於 15s。振動板須由兩人提位振搗和移位，不得自由放置或長時間持續振動。移位控制以振動板底部和邊緣泛漿厚度 3±1mm 為限。
5 面層鋼筋混凝土施工工藝
5.1 鋼筋混凝土面層配筋設計
鋼筋混凝土面層配筋數量是為平衡混凝土面層收縮限制時產生的拉力。當混凝土面層收縮時其中央兩側向內的摩阻力為一半面層混凝土的質量乘以其與基層的摩阻係數，這一摩阻力即為作用於混凝土面層中央的拉力，並假定沿面層斷面平均作用而由鋼筋承受。鋼筋混凝土面層的配筋率與面層平面尺寸和氣候因素有關，一般為0.1%～0.2%。
5.2 鋼筋網的加工和安裝要求
5.2.1 鋼筋網的加工
鋼筋網所採用的鋼筋直徑、間距，鋼筋網的位置、尺寸、層數等應符合設計圖紙的要求，鋼筋網焊接和綁紮應符合國家相關標準的規定。
5.2.2 鋼筋網的安裝
單層鋼筋網的安裝，在確保精度的條件下，可採用兩次攤鋪，中間擺設鋼筋網的安裝方式。鋼筋網的安裝高度在面板下 1/2 處，外側鋼筋中心至接縫或自由邊的距離不宜小於 100mm，並配置 4～6 個/m2 焊接支架或三角形架立鋼筋支座，保證在拌和物堆壓下鋼筋網基本不下陷、不移位，單層鋼筋網縱筋應安裝在底部。
6 結論
（1） 過水路面整體要具有防水功能:路面採用鋼筋混凝土路面或水泥混凝土路面、基層採用手擺灌漿片石或素混凝土、路基採用碎石填築、路基邊坡和邊溝防護採用漿砌片石結構是一種典型的過水路面結構，它即能防止雨水和洪水對路面結構的破壞也能抵抗也能抵擋地下水的侵蝕。
（2） 淺層拋石擠淤法可以在深厚軟土路基中形成硬殼層並具有一定強度足以承擔道路和行車荷載的壓力，確定了拋石擠淤的厚度和寬度，明確現場質量控制主要從壓路機碾壓痕跡、沉降觀測、回彈彎沉三個方面進行檢測。
