路基路面排水设计

第七章路基路面排水设计目录第一节设计要求与一般原则第二节路基排水设备的构造与设置第三节路面排水设计第四节地面沟渠的水文水利计算§7-1设计要求与一般原则一、排水系统设计的目的与要求：目的：拦截路基上方的地面水和地下水，迅速汇集基身内的地面水，把它们导引如顺畅的排水通道，并通过桥涵将其宣泄到路面的下方。要求：保持基身的干燥状态，确保路基路面具有足够的强度和稳定；减少地表水对路基路面的危害及对行车安全的不利。二、设计的一般原则：1、深入了解地形，因地制宜，全面规划，经济适用。2、尽量不占或少占农田，与当地农田水利灌溉渠道相配合。3、查明水系，水源，合理安排平面横向与竖向的布置。4、防止水土流失和破坏天然水系，出水口尽量引接至天然河沟。5、路面水的排出关系到行车安全，应引起注意。§7-2路基排水设备的构造与布置一、地面排水设备1、边沟：设置在挖方路基的路肩外侧或低路基的坡脚外侧，多平行路中线。一般不需进行水文和水利计算300~500m设出水口。纵坡最小0.5%极限0.3%其纵坡一般与路线纵坡一致。横断面梯形三角形流线型矩形H1:mb1:1H1:n1:2~1:3H1:n0.3~0.5R=0.3R=0.35.5土沟5.5.1基本要求1)土沟边坡必须平整、坚实、稳定，严禁贴坡。2)沟底应平顺整齐，不得有松散土和其他杂物，排水畅通。5.5.2实测项目5.6浆砌排水沟5.6.1基本要求1)砌体砂浆配合比准确，砌缝内砂浆均匀饱满，勾缝密实。2)浆砌片(块)石、混凝土预制块的质量和规格应符合设计要求。3)基础中缩缝应与墙身缩缝对齐。4)砌体抹面应平整、压光、直顺，不得有裂缝、空鼓现象。2、截水沟：天沟，设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方用以拦截并排出路基上方流向路基的地面径流。≥10m弃土堆2%边沟截水沟1－5m挖方路段弃土堆与截水沟关系图路堤2％土台截水沟填方路段上的截水沟示意图路堤2％土台截水沟长度200~500m纵坡0.5%横断面为梯形边坡1:1.0~1:1.53、排水沟：将路基范围内各种水源的水流，引至桥涵或路基范围以外的指定地点，引水是其主要功能（如：边沟，截水沟，边坡，附近积水）梯形横断面，通过水利水文计算确定。b，h〉0.5m边坡1：1~1：1.5出水口不超过500m沟底纵坡不致冲刷和淤积为宜一般0.5%~1.0%最大3%沟底加固。1342R=10b排水沟与水道衔接示意图1-排水沟2-其他渠道3-路基中心线4-桥涵路基排水沟的加固类型简易式干砌式浆砌式加固类型与沟底纵坡的关系4、跌水与急流槽：用于陡坡排水地段，水流快，冲刷大，要求稳固耐久（1）单级：用于排水沟渠连接处进水口跌水多级：用于较长陡坡地段沟渠消力池出水口单级跌水适用于排水沟连接处，由于水位落差大，需要消能或改变水流方向。多级跌水适用于较长陡坡地段，为减缓水流速度，并及时予以消能。进水部分消力池出水部分12跌水构造示意图1-护墙2-消力槛（2）急流槽：用于较跌水更陡的纵坡地段，常用于山区公路回头曲线，沟通上下线路基排水及沟渠出水口，对稳定，强度要求更高。急流槽构造示意图倒虹吸conversesiphon：利用势能迫使水流降落，经路基下部管道流向路基另一侧。(进出水口的构造要求图7-15)渡水槽watercistern：通过架设简易桥梁，水槽或管道，从路基上部跨越，以勾通路基两侧的水流。6、蒸发池：气候干旱，排水困难地段，利用沿线的集中取土坑或专门设置蒸发池排水。※距离路基边沟不小于5m，较大的蒸发池离路堤坡脚不小于20m。※容量不大于200~300m3深度h不大于1.5~2.0m。二、地下排水设备1、暗沟：盲沟，分层填以大小不同的颗粒材料，利用渗水材料透水性将地下水汇集于沟内，并沿沟底纵坡排泄至指定地点。一侧边沟下设盲沟1-盲沟2-层间水3-毛细水4-可能滑坡线梯形式矩形断面b：h=1：3b≈0.3~0.5mh≈1.0~1.5m顶部地面设30cm不透水层沟底纵坡1%~2%，排水能力小，不宜过长暗沟不宜过长，沟底具有1％～2％纵坡，出水口标高高于沟外最高水位20cm，防止水流倒流。盲沟5.7.1基本要求1)盲沟的设置及材料规格、质量等应符合设计要求和施工规范规定。2)反滤层应用筛选过的中砂、粗砂、砾石等渗水性材料分层填筑。3)排水层应采用石质坚硬的较大粒料填筑，以保证排水孔隙度。5.7.2实测项目（1）、盲沟式渗沟（填石渗沟）：只适用于渗流不长的地段。（2）、洞式渗沟：适用于地下水流量较大的地段。（3）、管式渗沟：适用于地下水引水较长，流量较大的地区。渗沟示意图2、渗沟：采用渗透方式，吸收，汇集地下水，并通过沟底通道将水排至指定地点。作用是拦截或降低地下水，疏干路基。3、渗井：当路基附近的地面水或浅层地下水无法排除，设置渗井，将地面水或地下水经渗井通过下透水层中的钻孔流入下层透水层中排除。§7-3路面排水设计一、路面表面排水（1）横向漫坡：汇水量不大，路堤不高，纵坡不同，坡面耐冲刷能力强，优先选择。（2）拦水带：水流量大，有可能冲刷路堤边坡，采用拦水带汇集，通过泄水口和急流槽集中排放。沥青混凝土（现浇）水泥混凝土（现浇）二、中央分隔带排水——高速、一级路1、宽度小于3m且表面采用铺面封闭的中央分隔带，在不设超高时，降落在分隔带上的表面水排向两侧行车道，坡度与路面横坡相同；在有超高路段，在分隔带上侧边缘设缘石或排水口，或设置缝隙式圆型集水管或蝶形混凝土浅沟和泄水口。2、宽度大于3m，且表面为采用铺面封闭的中央分隔带，表面水汇集在中央分隔带中央低洼处，并通过纵坡排流到泄水口或横穿路界的桥涵水道中。3、表面无铺面且未采用表面排水设施的中央分隔带，地下水下渗，由分隔带内的地下排水设施排除。三、路面内部排水1、危害：２、下列情况设置：ａ、年降水量为６０００ｍｍ以上的湿润多雨地区，路基土为透水性差的土。ｂ、路基两侧有滞水，可能渗入路面结构内。ｃ、严重冰冻地区，路基为由粉性土组成的潮湿、过湿路段。ｄ、现有路面改建或改善工程，需排除积滞在路面结构内的水分。降低结构层强度唧泥冻胀面层剥落３、设置要求：ａ、泄水能力均大于渗入路面结构内水量ｂ、渗入水在路面结构内的最大渗流时间，冰冻区不应大于１小时，其他地区不超过２小时（重交通量）～４小时（轻交通量）。ｃ、各项排水设施不应被渗流带来的细料堵塞。４、计算路面结构表面渗水量：iQ)ihBnnLia混凝土路面（沥青路面　　Q=IB四、边缘排水系统：五、排水基层的排水系统：透水性基层§７－４地面沟渠的水文水利计算一、设计流量：（推荐公式）公路桥涵水文计算中小流域的流量计算多采用原交通部交通科学研究院的径流简化公式：45/(Fs23s3s2Q=(h-E)Q设计流量　m地貌系数　查表７－６h-径流厚度　　mmF-汇水面积km路基排水Ｆ较小）Ｅ-植物截流或洼地滞流的拦蓄厚度　mm　查表７－７－综合系数　=1.0n2s22经验公式－Q=AF　　适用于汇水面积Ｆ不大（Ｆ10km)A-径流模量　，与设计洪水频率及地区有关，约为5～20之间n-地区指数，当F1.0kmn=1;1F10km时n=0.75～0.8523s经验公式－Q=CSF　　适用于已知当地降雨量资料Ｓ-相应于设计洪水频率的小时降雨量　mmC-地貌指数，山岭区0.55，一般丘陵区0.4～1.5　黄土丘陵0.37～0.47　　　　　　平原区0.30～0.40CRiR2二-水力计算：１、基本计算公式：Q=平均流速m/s　横断面的面积　m　水力半径　ｍ　　i水力坡度　　C流速系数120.130.75(0.16)yCRnnyRn、流速系数：粗糙系数　与Rn有关的指数　y=n123minR、容许最大最小流速：防泥沙淤积　　　　　　　　　　max　　　防冲刷21241)=bh+mh1mm0;()2mmm12、水力要素：横断面面积：其中值：矩形：=；对称梯形：m=m=m不对称梯形22122)0k112bkhmkmmk2湿周：其中值：矩形对称梯形k=21+m不对称梯形13)R=mR=h)2水力半径：（对于坡度，水力最佳梯形过水断面的水力半径1Q2mhRC3QQQ10%45015~0.2设通通设三、沟渠横断面设计过程：、确定、设定沟渠断面尺寸b、及，计算、、和等参数、计算如并在以内，则通过；否则重新设计计算、加固设施（不冲刷）、确定断面结构尺寸，设计深高出水深.米