許多年來(lái)，道路施工人員都明白，路面內(nèi)部或附近的自由水會(huì)縮短道路的使用壽命。眾所周知，如果自由水滲過(guò)路面浸入自然土層，則無(wú)論該路面有多厚，都會(huì)因失去支承面而四分五裂。如今，若條件許可，大多數(shù)道路工程師都會(huì)在設(shè)計(jì)中考慮排水的問(wèn)題。但如何把路面上的自由水排掉，仍然是一個(gè)很有爭(zhēng)議的話(huà)題。?
1972年，美國(guó)聯(lián)邦公路管理局在9個(gè)區(qū)域檢查了幾百英里的路面排水后，推薦采用全寬結(jié)構(gòu)排水。該排水系統(tǒng)由一個(gè)帶收集器的過(guò)濾層保護(hù)的透水基層和排水口組成。在加尼福利亞州，一經(jīng)試驗(yàn)過(guò)的兩層斷面的排水量是一個(gè)控制斷面的3～9倍。因此，聯(lián)邦公路管理局把這種瀝青處治透水過(guò)濾層和收集系統(tǒng)列入了施工指導(dǎo)規(guī)范。?
目前典型的排水層未經(jīng)穩(wěn)定處理，或者是由瀝青或水泥加固的集料組成。然而，這樣的排水層只是一種折衷辦法。增加排水層透水性會(huì)使排水加快，但排水層的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性卻都相應(yīng)地減少，必須兼顧和平衡。
在排水的基層設(shè)計(jì)方面，也許最成熟的當(dāng)屬德國(guó)。其設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是，在混凝土板下面采用10cm厚的瀝青處治材料或貧混凝土或水泥處治的基層。若采用貧混凝土，則要粘接到平板上。為了防止反射裂縫，要把基層上的接縫或槽縫準(zhǔn)確地放在板接縫的下面。底基層是75cm厚的粒料層，從一側(cè)向另一側(cè)是2.5%傾斜，水滴從4%斜坡的一端流向平板內(nèi)暗溝中。在路肩下，一多孔的混凝土層將水排到暗溝外。德國(guó)的排水系統(tǒng)既可以排除路表的水，也可以排除地下水。?
法國(guó)的工程師正在試驗(yàn)采用土工織物進(jìn)行排水的方法。具體的做法是：把土工織物置于一個(gè)新水泥板和原熱拌瀝青路面密實(shí)集料底基層之間，厚土工織物兼有排水和過(guò)濾石屑的作用。這種方法還沒(méi)有正式采用。
加尼福尼亞州運(yùn)輸部最近在基層設(shè)計(jì)中有了一些變化，某些方面類(lèi)似德國(guó)的斷面設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)于1996年中期正式應(yīng)用在混凝土公路建設(shè)中。承擔(dān)數(shù)百萬(wàn)等效單軸荷載，需要采用貧混凝土路面時(shí)，要在接縫抽吸，從基巖上除去瀝青，并且在接縫處錯(cuò)位。在使用基層材料方面，加州過(guò)去允許采用下列四種材料的任一種。即透水性瀝青處治材料、透水水泥處治材料、貧混凝土和密級(jí)配的瀝青穩(wěn)定材料。瀝青處治基層仍可以用小交通量的路面。對(duì)于交通指數(shù)小于10的路面，加州運(yùn)輸部還規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)的基層厚度為1cm，此規(guī)定生效于1995年7月。在加州道路工程投標(biāo)者可以投標(biāo)瀝青處治透水材料，也可以投標(biāo)水泥處治材料，這樣可使投標(biāo)更具競(jìng)爭(zhēng)力。加州現(xiàn)在路基穩(wěn)定，邊緣排水溝都置有土工布濾層，以防止水將石屑沖入溝中的透水材料內(nèi)。?
如果透水基層放在集料基層，那么底基層必須澆透層油。例如鋪上瀝青，這樣就能防止石屑被泵吸到透水層。加州運(yùn)輸部減少了上述底基層的石屑允許量，并規(guī)定用淺邊緣水排水溝排除路表自由水。這種排水裝置位于排水層下2.5～5cm處，以截?cái)鄼M向水。如果存在地下水的問(wèn)題，就再建一個(gè)第二排水系統(tǒng)，它通常是由一個(gè)過(guò)濾織物做成的透水層，水會(huì)進(jìn)入截?cái)嘞到y(tǒng)。?
過(guò)去幾年，加州幾乎在所有的州際公路實(shí)施了邊緣排水計(jì)劃。所有的路面改建都采用了邊緣排水，其中包括“破裂和加固”工程。所謂“破裂和加固”工程，就是破裂混凝土路面，再鋪上熱拌瀝青。然而，這種做法在某些地方又因農(nóng)田灌溉淹沒(méi)邊緣排水溝而帶來(lái)一些問(wèn)題。
愛(ài)荷華州也同加州一樣，多年來(lái)一直在建造公路排水系統(tǒng)。1984年在埃迪縣Ⅰ-80段改建了一段損壞的全厚瀝青路面，將37cm厚的路面粉碎和去除25cm，其余的做成開(kāi)級(jí)配集料基層，安置上邊緣排水，然后在路面鋪上25cm厚的波特蘭水泥混凝土。通常暗溝放在平板的兩邊，挖一個(gè)120cm深、25cm寬的溝槽，用重礫石做回填土。該斷面仍采用破裂法(見(jiàn)圖1)。

注：此斷面圖表示愛(ài)荷華州運(yùn)輸部干線(xiàn)和州際公路的設(shè)計(jì)，15cm厚的礫石底基層加上一個(gè)縱向排水溝，可迅速排掉板下的水。

圖1

　　與此形成對(duì)照的是，在鄰近的達(dá)拉縣Ⅰ-80段，同樣的37cm全厚瀝青路面上，沒(méi)有采用排水層，也沒(méi)有排水溝，僅僅把表面破碎并在嵌縫集料層上重鋪一層厚25cm的波特蘭水泥混凝土，接縫間距為50m。顯然，溝槽排水比多孔排水效果要好得多。當(dāng)水在多孔排水中遇到圓孔時(shí)，就會(huì)加快流動(dòng)并沖刷周?chē)募希褍?nèi)部的石屑帶走，并堵塞排水裝置。在槽溝排水中，水流都始終保持一定的速度。這類(lèi)排水系統(tǒng)包括漢克排水系統(tǒng)和高級(jí)排水系統(tǒng)(ADS)，這類(lèi)排水既無(wú)沖刷又無(wú)阻塞。?
愛(ài)荷華州對(duì)瀝青和混凝土路面下方的排水層進(jìn)行了規(guī)范，即如果交通量達(dá)700輛卡車(chē)，就要做排水基層，允許和鼓勵(lì)使用再生混凝土。而對(duì)于再生混凝土，愛(ài)荷華州規(guī)定，通過(guò)8號(hào)篩的混凝土最大量為20%，對(duì)于原始集料，最大量為35%，1%的斜坡上混凝土和瀝青下方的透水基層厚度為15～25cm，在這些基層上，不允許施工車(chē)輛行駛，僅允許雙滾筒式壓路機(jī)進(jìn)行3次壓實(shí)，每cm?2材料上的規(guī)定壓力極限為0.5N。如果車(chē)輛行駛在基層上，就會(huì)降低材料的使用性能。對(duì)于混凝土材料，正常程序是從兩邊開(kāi)始修造，瀝青工作人員用材料傳送機(jī)把瀝青鋪到基層上。在愛(ài)荷華州，透水層的工作狀態(tài)出乎意料地好。每?jī)赡赀M(jìn)行一次的試驗(yàn)結(jié)果表明，公路的結(jié)構(gòu)均勻度完好如初。瀝青或波特蘭水泥混凝土路面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)一直令人滿(mǎn)意。愛(ài)荷華州通常要在改造路面前一年設(shè)置排水裝置，這樣既能排掉積水，風(fēng)干基層到面層的中間層，又能起到穩(wěn)固結(jié)構(gòu)的作用。愛(ài)荷華州還采用了深溝排水法，即路面下排水溝深至105～120cm，這樣才能形成一個(gè)附加的水頭，其斷面類(lèi)似拋物線(xiàn)，它除收集路表水外，還可以收集地下水。?
在某些情況下，愛(ài)荷華州規(guī)定“破碎和加固”修建工程，要破開(kāi)混凝土路面，然后壓實(shí)，最后要在壓實(shí)的面層鋪上熱拌瀝青。在破碎混凝土前一年設(shè)置邊緣排水系統(tǒng)，這樣可以使挖溝機(jī)直接工作在連續(xù)的平板上，而不是工作在破碎的混凝土上。?
明尼蘇達(dá)州運(yùn)輸部多年來(lái)一直在推行排水系統(tǒng)。現(xiàn)在正在實(shí)施“深強(qiáng)”設(shè)計(jì)，要求熱拌瀝青和粒石基層材料的總厚度為75～90cm，如果瀝青層厚達(dá)25cm，就要增加50cm的粒石材料，使總厚度達(dá)75cm。對(duì)于高交通量路面，總厚度將達(dá)54cm。若底基層是粒石土壤層，就不要求在熱拌瀝青下設(shè)置特別的排水系統(tǒng)。但若路基是塑性的，該州則規(guī)定縱向排水邊溝至少54cm深，同時(shí)還評(píng)估了瀝青路面開(kāi)級(jí)配透水基層。近年來(lái)，明尼蘇達(dá)州修建了10段試驗(yàn)路，每段路的10cm透水性瀝青穩(wěn)定基層上鋪了25cm的熱拌瀝青。該基層位于7.5cm厚的密級(jí)配過(guò)濾層上方，路面交通是在州際道路到鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路的范圍內(nèi)，有三段試驗(yàn)路已於1995年建成，有些瀝青路比預(yù)想的要差些。某些人以為，可以通過(guò)增加瀝青的厚度來(lái)解決問(wèn)題，其實(shí)并非如此，必須要解決排水問(wèn)題。?
在明尼蘇達(dá)州，混凝土路要鋪上10cm開(kāi)級(jí)配集料或者透水和瀝青穩(wěn)定基層材料。一般該類(lèi)路面在7.5cm厚的過(guò)濾層下方有一縱向排水系統(tǒng)。施工方既可用穩(wěn)定材料，也可用未經(jīng)穩(wěn)定的材料。?
然而，佛羅里達(dá)州卻沒(méi)有碰到柔性路面下的排水問(wèn)題。該州要求在熱拌瀝青路面下，有5～7.5cm的砂土基層。這種材料必須滿(mǎn)足AASHTO的A-3和A-2-A的要求。如果在該州道路和施工中沒(méi)有使用這種材料，施工者必須深挖再使用該材料。混凝土下方的基材中采用了大量12%的細(xì)料。這方面的工作才剛剛開(kāi)始，還沒(méi)有完全得到實(shí)踐的驗(yàn)證。?
佛羅尼達(dá)州在一批建了30年的老路上鉆孔，發(fā)現(xiàn)使用狀態(tài)最好的路面是那些建造在沙基上的路面。曾一段時(shí)期，細(xì)料的規(guī)定含量最大為5%。然而，后來(lái)發(fā)現(xiàn)那些超過(guò)5%，甚至高達(dá)20%細(xì)料含量的路面，其使用性能仍然很好。因此，就折衷地規(guī)定細(xì)料含量為12%。?
在佛羅里達(dá)州，一些波特蘭水泥混凝土路面下，貧混凝土層存在某些問(wèn)題。該基層受到浸蝕或者因翹曲應(yīng)力引起路面裂縫。60年代建造在砂土基層上的波特蘭水泥混凝土路面，使用狀態(tài)良好，由于中間板的裂縫問(wèn)題，現(xiàn)已不采用貧混凝土基層的做法。