１项目概况
乌干达地处赤道线上，大部分属于热带草原气候或热带森林气候，境内河流纵横，湖泊星罗棋布，国土东南方更是世界第二大淡水湖－维多利亚湖，因而降雨量十分丰富，大部分地区年降雨量在１０００～１５００ｍｍ之间。每年的３至５月、９至１１月的雨季，单位时间降雨量则更为充沛。乌干达首都坎帕拉（Ｋａｍｐａｌａ）作为经济政治文化中心，同时，也是乌干达国内重要的交通枢纽，公路铁路交通都以之为中心向四面伸展。乌干达另一重要城市恩德培（Ｅｎｔｅｂｂｅ）有国际标准飞机场一处，是非洲最大机场之一，也是乌干达境内唯一的国际机场，地位十分重要。两个城市之间既有道路平均日交通量目前达到１１２１１辆，已呈现饱和趋势。ＫＥ高速公路项目的设计主要采用中国高速公路设计规范，同时参考英国ＢＳ规范及美国ＡＡＳＨＴＯ规范。该项目建成后，将大大增加首都坎帕拉与恩德培的相互联系，也会增加乌干达当地人与世界交流的机会，同时能够大幅度提高乌干达国家对外国际形象，历史意义十分重大。
２项目排水设计考虑重点
坎帕拉－恩德培ＫＥ高速公路项目线位多毗邻维多利亚湖，相当段落的路基横穿湖畔永久性或季节性沼泽及多处丘陵，地下水位普遍偏高。根据地勘工作成果显示，项目沿线多处路段地下水位距离地表不足３ｍ，部分路段水位线甚至与地表齐平，因此对于ＫＥ项目来说，地下排水的重要性尤为显著。该项目沿线沼泽内地势平缓，水位高差极小，地表水流缓慢，既有排水系统不成体系，水流方向不明显。因此在项目设计过程中，不但要考虑排出路基范围内汇水，同时还要在一定程度上考虑对沼泽内既有的杂乱水系进行有利的疏导整理，使之更加有效快速地排出地表汇水。在项目沿线的大部分地区，不规则分布有不少居民点，有的类似于集中的乡镇，居民生活相对比较现代，也有不少零散分布的类似于乡村居民的生活还处于比较原生态的阶段，生活用水一般都是直接取用的地面涌出或山脚流出的地下水，在项目排水设计的过程中，需要注意对这些居民用水点和与之相关联的自然水系进行详细调查，并作出重点保护，避免有路面污水排入造成水源污染。
３排水系统设计
３．１路基部分排水设计
路基是道路的主要部分，路基的稳定性和强度对于水的作用非常敏感，水还可能造成掺有膨胀土的路基工程毁灭性的破坏。路基排水的任务是将路基范围内的土路基湿度降到一定的限度范围内，以保证路基常年处于干燥状态，确保路基具有足够的稳定性和强度。对于一般路段的路基排水，为了保证尽快将路基范围内水排出，边沟排水沟的沟底纵坡不应太小以免水流过缓造成淤积，在ＫＥ项目上，一般保证沟底纵坡大于等于０．５％；同时考虑到乌干达当地单位时间降雨量大的特点，为了避免水流速过快对沟底造成损害性冲刷，则对沟底纵坡较大（大于等于２％）的段落，均进行了砌护处理。设置在路基两侧的边沟与排水沟作为路基排水的主体，承担着重要的作用。对于ＫＥ高速公路项目，在初步勘查过程中，注意到沿线分布有３～５个当地采石场，但是后期深入进行地勘结果显示，沿线石头储量极少。如果采用原定国内普遍的浆砌片石的边沟、排水沟、截水沟方案，则需要从远离项目沿线的地方运输石材，造成项目成本及工程量的无谓增加。于是更改了初步设计方案，采用水泥混凝土浇筑的方式。对于一般路基段落的排水沟、截水沟及平台排水沟，采用了预制混凝土砖块铺砌的方法，使用Ｃ２０混凝土预制成３００ｍｍ×２００ｍｍ×６０ｍｍ的混凝土砖块（如图１所示），然后再在开挖好的土质沟身底面铺砌成型。对于需要进行铺砌的排水沟及截水沟段落，都采用了０．８ｍ×０．８ｍ的梯形沟，个别汇水面积较大的段落，则适当增大，采用１．０ｍ×１．０ｍ的沟形尺寸。在填挖交界段落，沟底纵坡往往比较大，一般为９％～１５％，某些段落甚至达到了２０％以上。该项目在填挖交界段落处特别设置了一种急流槽以减缓水流速度。该急流槽采用梯形水泥混凝土砖块铺砌，中间每隔一定距离设置水泥混凝土设置的消力槛以降低沟内水流流速。该类型急流槽也同时设置于沟底纵坡过大的填方排水沟段落内部。对于一般段落的边沟，根据设计径流量的不同，采用了０．６ｍ×０．６ｍ到０．８ｍ×１．０ｍ不等的矩形边沟。出于减少挖方土方量的考虑，采用了预制钢筋混凝土沟身后期拼装的方法。同时给边沟加设了中央开孔的钢筋混凝土盖板，在有效排水并防止冲刷的同时，也大大提高了行车过程中的安全性能。特别地，对于连接线部分，由于设计速度比较低，部分纵坡不大的挖方段落则采用了排水沟形式的土质边沟，沟底标高与路面标高一般保持２～２．５ｍ的高差，有效起到拦截路堑边坡两侧地下水，降低路基工作区内地下水位，保持路基干燥的作用。通过沟底与路面标高的落差降低了地下水位，边沟本身已经承担了盲沟的作用，因此在这种类型的边沟段落，取消了盲沟的设置，节约了成本。由于项目沿线地下水丰富，对于大部分挖方路段及部分填方路段，均设置了纵横向盲沟用以降低地下水位，以防止地下水对路基的渗流。盲沟尺寸一般采用０．５ｍ×１．０ｍ，不过即使刻意加大了盲沟尺寸相对于当地充沛的地下水来说，排水能力仍然显得十分有限，该项目采取了两种措施以避免盲沟因排水能力饱和失去作用。首先，保证盲沟沟底纵坡不能过小，一般情况下，挖方段落盲沟沟底纵坡与路线纵坡保持一致，部分过于平缓的填方段落的纵横向盲沟，沟底纵坡也尽量保证ｉ≥１％以免排水不畅。另一方面，由于项目沿线地下水丰富，盲沟如果采用一般尺寸，则每一段盲沟不能太长否则就需要加大盲沟尺寸。但是加大盲沟尺寸，工程量的增加十分显著。对于长大挖方段落的边沟下盲沟，该项目采取了在盲沟中部寻找出水口的方法。具体做法是在边沟内设置跌水，利用边沟内部的高差使盲沟渗水管出露以排出沟内流水的方法。这样做的好处是，盲沟直接与边沟相接，形成整体排水系统，盲沟内水流及时排出，减少了水流在地下盲沟内的停留时间，同时避免了设置过大尺寸盲沟，从而避免了工程量的增加。
３．２路面排水设计
路面排水设计是公路排水的重要组成部分。一方面，路表积水会在路面与车轮之间形成一层水膜，车辆高速行驶时，容易产生侧向的液面滑移，而且高速行驶中的车辆尾部会形成水雾，影响驾驶员的视线，容易发生交通事故，造成安全隐患；另一方面，由于路面面层有一定的孔隙，除了大部分地表水通过道路纵横坡由雨水口排走以外，还有少量地表水通过路面孔隙、裂缝等渗入到路面结构内，容易使基层软化，影响路面整体强度，最终导致路面过早破损，因此必须采取一定的措施提前排除可能渗入路基内的地表水。在超高段落，在中分带采用新泽西护栏，超高侧路面水会汇向内侧在护栏下形成积水，不但影响行车安全，而且积水长期浸泡路面也会影响道路使用寿命。为了排出这部分汇水，在超高段落的新泽西护栏底部每隔２ｍ设置３００ｍｍ×７０ｍｍ的开孔，以让这部分汇水穿过中央分隔带排向另一侧排水沟渠。这种做法不但可以使路面积水快速排出，同时避免了另行设置专用排水沟渠导致增加工程量。对于正常路拱段落的路面汇水则采用漫流的形式，利用道路横坡排出路面范围进入边沟或排水沟。尽管如此，还是会有部分汇水下渗进入路基内部，为了排除这部分汇水，则在道路各结构层内部，每一层均与道路路面纵横坡度保持一致，使得每一层都形成一个排水坡度，及时将各结构层内下渗水沿道路横坡排出结构层。对于挖方段落，则在边沟内侧封层的高度每５ｍ加设６０ＰＶＣ横向排水管，用以排出这部分下渗水。
３．３排水设计文件编排
国内的排水设计大多依附于路基设计，文件出版也多合并在路基设计文件中，基本没有形成独立的体系。而国外项目，由于业主对于排水设计十分重视，该项目对于排水文件进行了单独的编排并独立成册，并第一次进行了《排水总体图》的编排出版。其在总体图的基础上将各个排水构造物以文字形式按段落在图中进行了完整体现，各构造物长度、尺寸、形式、设置位置、桩号等信息一目了然。这种新颖的表现方法及文件编排形式得到了业主、监理及承包方的一致好评，并逐渐成为了海外文件出版的标准形式。
４结语
随着近年来海外市场的日益扩大，中国的公路人接触到了越来越多的海外项目，在海外的公路路基排水设计过程中，有些国内的经验不能生搬硬套，应根据项目所在国实际情况进行调整，让项目本身排水系统融入当地排水系统中，相辅相成。该文总结了乌干达ＫＥ项目排水设计中的一些要点，以期对以后海外类似环境地区的公路排水设计起到一定的借鉴作用。
作者：贠朝 李永刚 李暾 单位：中交第一公路勘察设计研究院有限公司
