1.本发明涉及公路路面排水技术领域，特别是涉及一种公路路面积水处理结构及其处理方法。
背景技术：2.高速公路路面积水问题不仅加剧路面结构层的损坏，使路面病害频发，还会提高交通事故的发生率，危及人身安全。主要表现在以下三个方面：
3.一、路面抗滑能力、有效摩擦系数不足。在路面积水的情况下，沥青路面的有效摩擦系数及抗滑性能均大大降低，主要是由于水分在路面形成了润滑水膜，阻隔了轮胎与路面之间的接触所致。若水膜较厚，水分未能迅速排出，轮胎与路面间形成了全面水膜，造成轮胎离开路面，完全处于由水支撑的状态，摩擦系数急剧降低，行车易发生滑移造成交通事故，这层水膜需要在很大的压力下才能排出。旧路面在养护过程中，欲提高沥青路面的摩擦系数，就要使其表面变粗糙或及时迅速排出积水。
4.二、路面积水吸收光线，影响司乘视线。高速行车在积水路面，车轮溅起的水花会形成妨碍视线的雾墙，雾墙吸收光线，严重影响后方驾驶员的视线，易导致交通事故的发生。此外，在夜间，由于积水面在未扰动时，会受到车辆远光灯的照射而产生刺激的炫目光线，干扰行车安全。
5.三、损坏路面结构层。在长时间通车情况下，结构层损坏，路面会产生细小裂缝，积水通过细小裂缝渗透到各层之间，加剧结构层的损坏，使路面病害频发，干扰行车安全。
技术实现要素：6.本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种公路路面积水处理结构及其处理方法。
7.为了能够达到上述目的，本发明一方面提供了一种公路路面积水处理结构，包括：
8.排水明沟，设置在公路坡角的一侧；
9.集水井，与所述排水明沟连通；
10.排水管，所述排水管的一端与所述集水井连通，所述排水管的另一端贯穿设置在所述公路结构层下方；
11.刻槽，设置在靠近所述公路坡角的所述公路路面上，所述刻槽与所述排水明沟连通。
12.进一步地，所述排水明沟上表面设置有雨水篦子井盖，所述雨水篦子井盖的高度低于靠近所述公路坡角的所述公路路面高度。
13.进一步地，所述排水明沟沿行车方向倾斜设置，所述排水明沟的最低点处设置所述集水井，所述集水井的内底高度低于所述排水明沟的内底高度，所述集水井的侧壁与所述排水管的一端连通。
14.进一步地，所述刻槽与所述公路路面积水径流方向设置有夹角，所述刻槽用于降
低所述公路路面积水径流长度。
15.进一步地，所述刻槽内固定设置有排水槽，所述排水槽至少为以下结构中的一种或多种：第一种，所述排水槽为u型槽，所述排水槽的上端开口，所述排水槽的上边缘与所述公路路面平齐；第二种，所述排水槽为回型槽，所述排水槽的顶板开设有通孔，所述排水槽的顶板上表面与所述公路路面平齐。
16.本发明与现有技术相比至少具有以下优点：
17.本发明通过采用排水明沟和集水井的方式能够将公路路面上的积水及时排出，并通过排水管排出到高速公路外，避免在高速公路内(含公路路面和中央分隔带)积存大量积水，此外，由于设置刻槽，刻槽可以引导公路路面上的积水排入到排水明沟中，且在一定程度上阻碍了公路路面的积水径流，降低了降雨过程中的水膜厚度，使得行驶车辆的轮胎能够与公路路面有效结合，提高了积水沥青路面的摩擦系数。由于积水能够及时排出，避免由于雾墙吸收光线进而影响驾驶员视线问题的发生，降低了交通事故发生的概率。进一步积水的快速排出可以避免积水进入公路结构层，提高了公路结构层的使用寿命，减少了公路路面积水侵入,导致路面的破坏的现象。
18.本发明适用于新建公路排水结构工程和旧路改造工程，使用范围广，施工成本低。
19.本发明另一方面提供了一种公路路面积水处理方法，包括以下步骤：
20.在公路坡角的一侧设置有排水明沟和集水井，所述排水明沟与集水井相连通；
21.在公路结构层下方贯穿设置排水管，所述排水管的一端与所述集水井连通，所述排水管的另一端用于排出集水井内的积水；
22.靠近所述公路坡角的所述公路路面设置刻槽，所述刻槽与排水明沟连通。
23.进一步地，在所述排水明沟上表面设置雨水篦子井盖，所述雨水篦子井盖的高度低于靠近所述公路坡角的所述公路路面高度。
24.进一步地，所述排水明沟沿行车方向倾斜设置，所述排水明沟的最低点设置所述集水井，所述集水井的内底高度低于所述排水明沟的内底高度，所述集水井的侧壁与所述排水管的一端连通。
25.进一步地，所述刻槽与所述公路路面积水径流方向设置有夹角，所述刻槽用于降低所述公路路面积水径流长度。
26.进一步地，本方法能够应用于旧路改造工程，具体需增加以下步骤：设置所述刻槽前还包括以下步骤，靠近所述公路坡角的所述公路路面进行铣刨处理，并在铣刨后的公路路面撒布改性乳化沥青。
27.所述公路路面积水处理方法和上述的公路路面积水处理结构相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明公路路面积水处理结构示意图；
30.图2为本发明公路路面积水处理结构(无土方)另一示意图；
31.图3为水膜厚度随水流路径长度变化关系；
32.图4为本发明公路路面积水处理方法流程图。
33.附图标记：1、排水明沟；2、集水井；3、排水管；4、刻槽；5、雨水篦子井盖；6、排水槽；7、土方。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
36.参照图1-2，本发明一方面提供了一种公路路面雨水处理结构，包括排水明沟1、集水井2、排水管3和设置在公路路面上的刻槽4。
37.公路设置有横坡和纵坡，以方便日常降雨或降雪过程中排水，本发明中所述坡角即为公路横向坡面相对低洼的一侧，靠近公路坡角的一侧设置有排水明沟1，排水明沟1沿公路延伸方向设置，排水明沟1与集水井2连通。日常降雨过程中，积水在重力的作用下排放到排水明沟1中，并在集水井2中汇集。集水井2连通有排水管3的一端，排水管3的另一端贯穿公路结构层下方的土方7，排水管3的另一端用于排出集水井2中的积水。靠近公路坡角的公路路面上设置有刻槽4，刻槽4与排水明沟1连通，用于引导公路路面的积水流入到排水明沟1中。
38.当公路的横坡、纵坡坡度较小(低于1％)，降雨量大时很容易在公路路面产生积水问题。本发明通过采用排水明沟1和集水井2的方式能够及时将公路路面上的积水排出，并通过排水管3排出到高速公路外，避免在高速公路内(含公路路面和中央分隔带)积存大量积水。此外由于设置刻槽，刻槽可以引导公路路面上的积水排入到排水明沟1中，在一定程度上阻碍了公路路面的积水径流，降低了降雨过程中的水膜厚度，使得行驶车辆能够与公路路面有效结合，提高了积水沥青路面的摩擦系数。由于积水能够及时排出，避免由于雾墙吸收光线进而影响驾驶员视线问题的发生，降低了交通事故发生的概率。进一步积水的快速排出可以有效避免积水进入公路结构层，提高了公路结构层的使用寿命，减少了公路路面积水侵入导致路面的破坏的现象。
39.本发明适用于新建道路工程，同样适用于旧路改造工程，适用于旧路改造工程中易积水点处路面改造，改造后的公路路面行车条件得到了很大的改善，保障了高速公路的畅通，极大的降低了易积水点事故发生率，大大提高了行车的安全指数，保障了司乘的生命财产安全。
40.优选地，现有高速公路两侧采用缝隙式排水沟进行排水，缝隙式排水沟上方设置有盖板，由于盖板上的泄水孔小，且泄水孔的数量较少，当雨量较大时，会造成积水不能及时排放，进而造成积水积存。本方案中排水明沟1的采用雨水篦子井盖5，相较于之前盖板泄水孔多且大，雨水篦子井盖5的材质为球墨铸铁，雨水篦子井盖5的高度低于与其邻近的公
路路面的高度。具体地，雨水篦子井盖5低于与其邻近的公路路面的高度1cm，使积水更加容易的流入到排水明沟1内。相较于传动缝隙式排水沟，本发明可加大流水量并加快流水速度。
41.优选地，本方案排水明沟1沿行车方向倾斜设置，排水明沟1的最低点处设置集水井2，集水井2的侧壁与排水明沟1相连通。集水井2的内底高度低于排水明沟1的内底高度，集水井2的侧壁与排水管3的一端连通。具体地，排水明沟1的坡度与公路纵坡坡度相同，本方案在路基最低点处设置2m深的集水井2，即集水井2的高度为2m，在公路结构层下方的土方7中设置排水管3，排水管3与行车方向垂直设置，排水管3的另一端连接有公路路肩外侧的小溪，解决了积水排放问题。使用时，积水在排水明沟1内汇集后，流入之集水井2内，积存在集水井2内的积水经排水管3排出到公路外侧。
42.不同降雨强度和道路纵坡、横坡条件下的平均水膜厚度公式为：
[0043][0044]
式中：h为公路路面平均水膜厚度，q为降雨强度，l为路面水流路径长度，n为公路路面粗糙系数，i
x
为横坡坡度，iy为纵坡坡度。
[0045]
取横坡1％，纵坡1％，降雨强度为3mm/min，粗糙系数取0.08，如图3所示水膜厚度随水流路径长度变化关系。可知水流路径长度越长水膜深度越大，鉴于此，在路面横纵坡很难改变的情况下，通过缩短公路路面水流路径长度方式降低水膜厚度。本发明中通过在公路路面设置刻槽4的方式，降低了降雨过程中的水膜厚度。
[0046]
具体地，继续参照图1-2，公路路面刻槽4尺寸为槽宽3cm，槽深4cm，长度2m，刻槽4与公路路面积水径流方向设置有夹角，当将降雨积水流至刻槽4位置时，刻槽4将使水流路径截断，进一步引导公路路面积水流向排水明沟1中，且由于水流路径长度变短，从而降低了降雨过程中的水膜厚度。本发明中刻槽4与行车方向的夹角为45度-60度，刻槽4沿着行车方向向外偏斜，降雨过程中，刻槽4可以截断在行车作用下形成的水流路径。需要说明的是，本发明中的槽宽为3cm，在车辆高速行进过程中，不会造成车辆颠簸，并不影响行车的舒适性。
[0047]
优选地，本发明刻槽4内设置有排水槽6，排水槽6可以为u型槽，排水槽6的底面与刻槽4固定连接，排水槽6的上边缘与公路路面平齐；或者排水槽6也可以为回型槽，此时排水槽6的顶板设置有通孔，排水槽6的顶板上表面与公路路面平齐。本发明在公路路面设置刻槽4内应涂刷沥青等防水材料，通过膨胀螺栓的方式固定排水槽6，避免降雨流入到公路结构层中，造成公路结构层损坏。
[0048]
参照图4，此外本发明另一方面提供了一种公路路面积水处理方法，具体包括以下步骤：
[0049]
在公路坡角的一侧设置有排水明沟1和集水井2，排水明沟1与集水井2相连通，日常降雨排放到排水明沟1中，并在集水井2中进行汇集；
[0050]
在公路结构层下方贯穿设置排水管3，排水管3的一端与集水井2连通，排水管3的另一端用于排出集水井2内的积水，排水管3用于将集水井2中的积水排放出去；
[0051]
靠近公路坡角的公路路面设置刻槽4，刻槽4与排水明沟1连通，刻槽4可以引流降
雨，用于引导公路路面的积水流入到排水明沟1中。
[0052]
优选地，在排水明沟1表面设置雨水篦子井盖5，雨水篦子井盖5的高度低于公路路面高度，雨水篦子井盖5相较于传统盖板具有泄水孔多且大的优点，可实现快速排水的目的。
[0053]
优选地，排水明沟1沿着行车方向倾斜设置置，排水明沟1的最低点设置集水井2，集水井2的内底高度低于排水明沟1的内底高度，集水井2的侧壁与排水管3的一端连通。具体地，排水明沟1的坡度与公路纵坡坡度相同，本方案在路基最低点处设置2m深的集水井2，即集水井2的高度为2m，在公路结构层下方的土方7中设置排水管3，排水管3与行车方向垂直设置，排水管3的另一端连接有公路路肩外侧的小溪，解决了积水排放问题。
[0054]
优选地，刻槽4与公路路面积水径流方向设置有夹角，刻槽4用于降低公路路面积水径流长度。本发明中通过在公路路面设置刻槽4的方式，降低了降雨过程中的水膜厚度，其工作原理同上，此处不再赘述。
[0055]
本发明可应用于旧路改造工程，具体应在设置刻槽4前对靠近坡角的公路路面进行处理，具体过程为：在靠近坡角的公路路面进行1cm的深度的精铣刨处理，铣刨处理后的公路路面有效摩擦系数将变大，并形成微型截水沟，改变路面积水路径，积水集中流进排水明沟1中。后续铣刨完成后的公路上洒布改性乳化沥青，洒布量大致为0.4-0.6kg/
㎡
，形成改性乳化沥青层，起到封闭路面的作用，防止水和气渗进公路结构层从而产生路面病害的问题。
[0056]
另外本方案在应用于旧路改造工程时，排水管3可采用无破损路面式顶管法施工，排水管3的材质为螺旋波纹管。
[0057]
本发明可应用于高速公路易积水路段的改造工程，能够有效的消除高速公路的路面积水问题，避免由此发生的交通事故。
[0058]
在经常存在积水点的前方300m处增设警示标志牌，提醒车辆提前减速，并增设禁止超车标志牌，禁止行驶至该处的车辆超车，避免因车速过快而产生安全事故，将普通热熔标线改成雨夜点状标线，超车道中虚线改成中实线，并增设视觉减速标线和震荡减速标线，禁止车速过快通过路面积水段，保证行车安全。
[0059]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
技术特征：1.一种公路路面积水处理结构，其特征在于，包括：排水明沟(1)，设置在公路坡角的一侧；集水井(2)，与所述排水明沟(1)连通；排水管(3)，所述排水管(3)的一端与所述集水井(2)连通，所述排水管(3)的另一端贯穿设置在所述公路结构层下方；刻槽(4)，设置在靠近所述公路坡角的所述公路路面上，所述刻槽(4)与所述排水明沟(1)连通。2.根据权利要求1所述的公路路面积水处理结构，其特征在于，所述排水明沟(1)上表面设置有雨水篦子井盖(5)，所述雨水篦子井盖(5)的高度低于靠近所述公路坡角的所述公路路面高度。3.根据权利要求1所述的公路路面积水处理结构，其特征在于，所述排水明沟(1)沿行车方向倾斜设置，所述排水明沟(1)的最低点处设置所述集水井(2)，所述集水井(2)的内底高度低于所述排水明沟(1)的内底高度，所述集水井(2)的侧壁与所述排水管(3)的一端连通。4.根据权利要求1所述的公路路面积水处理结构，其特征在于，所述刻槽(4)与所述公路路面积水径流方向设置有夹角，所述刻槽(4)用于降低所述公路路面积水径流长度。5.根据权利要求4所述的公路路面积水处理结构，其特征在于，所述刻槽(4)内固定设置有排水槽(6)，所述排水槽(6)至少为以下结构中的一种或多种：第一种，所述排水槽(6)为u型槽，所述排水槽(6)的上端开口，所述排水槽(6)的上边缘与所述公路路面平齐；第二种，所述排水槽(6)为回型槽，所述排水槽(6)的顶板开设有通孔，所述排水槽(6)的顶板上表面与所述公路路面平齐。6.一种公路路面积水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：在公路坡角的一侧设置有排水明沟(1)和集水井(2)，所述排水明沟(1)与集水井(2)相连通；在公路结构层下方贯穿设置排水管(3)，所述排水管(3)的一端与所述集水井(2)连通，所述排水管(3)的另一端用于排出集水井(2)内的积水；靠近所述公路坡角的所述公路路面设置刻槽(4)，所述刻槽(4)与排水明沟(1)连通。7.根据权利要求6所述的公路路面积水处理方法，其特征在于，在所述排水明沟(1)上表面设置雨水篦子井盖(5)，所述雨水篦子井盖(5)的高度低于靠近所述公路坡角的所述公路路面高度。8.根据权利要求6所述的公路路面积水处理方法，其特征在于，所述排水明沟(1)沿行车方向倾斜设置，所述排水明沟(1)的最低点设置所述集水井(2)，所述集水井(2)的内底高度低于所述排水明沟(1)的内底高度，所述集水井(2)的侧壁与所述排水管(3)的一端连通。9.根据权利要求6所述的公路路面积水处理方法，其特征在于，所述刻槽(4)与所述公路路面积水径流方向设置有夹角，所述刻槽(4)用于降低所述公路路面积水径流长度。10.根据权利要求6所述的公路路面积水处理方法，其特征在于，应用于旧路改造工程，设置所述刻槽(4)前还包括以下步骤：靠近所述公路坡角的所述公路路面进行铣刨处理，并在铣刨后的公路路面撒布改性乳化沥青。
技术总结本发明涉及公路路面排水技术领域，公开了一种公路路面积水处理结构，包括：设置在公路坡角一侧的排水明沟，与排水明沟连通的集水井，用于连通集水井和公路外侧的排水管，设置公路路面上的刻槽。此外本发明还提供了一种公路路面积水处理方法，包括：在公路坡角的一侧设置排水明沟和集水井，在公路结构层下方贯穿设置排水管，排水管用于连通集水井和公路外侧，靠近公路坡角的公路路面设置刻槽。本发明通过采用排水明沟和集水井的方式能够将公路路面上的积水及时排出，并通过排水管排出到公路外侧，避免在公路内形成大量积水，设置刻槽，降低了降雨过程中的水膜厚度，降低了交通事故发生的概率，减少由于路面积水侵入导致路面破坏的现象。坏的现象。坏的现象。
技术研发人员：陈海兵 曹宇鹏 肖旭阳 杨龙富
受保护的技术使用者：肖旭阳
技术研发日：2022.05.05
技术公布日：2022/7/5
