道路改扩建工程综合排水系统研究

分类号:U41;U210710-0721030硕士学位论文道路改扩建工程综合排水系统研究李永翔导师姓名职称郝培文教授申请学位级别工学硕士学科专业名称道路与铁道工程论文提交日期2010年4月25日论文答辩日期2010年6月1日学位授予单位长安大学答辩委员会主席戴经梁教授学位论文评阅人陈忠达教授冷培义教授StudyonIntegratedDrainageinRoadReconstructionandExtensionWideningADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiYongXiangSupervisor：Prof.HaoPeiwenChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：李永翔2010年06月09日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：李永翔2010年06月09日导师签名：郝培文2010年06月09日i摘要我国交通运输的快速发展要求道路在使用性能和满足交通量两方面不断的提高，但是由于我国过去对路面结构设计认识不到位、对交通量预测不准确等原因，使得部分新建道路在使用初期就出现了结构性破坏，或是没有达到设计年限就出现交通量饱和现象，已无法满足使用要求。因此，如何在尽量降低工程投资的前提下，对现有道路进行改造，改善其承载能力及行车质量，或是将交通量饱和的道路扩建，使其适应社会经济的发展需要，是我国现阶段道路建设中亟待解决的问题之一。本文以京珠高速郑州至漯河段改扩建工程为依托，针对改扩建工程中的排水问题进行了研究，分析了不同排水方案的排水效果，优化了改扩建排水方案，最终为该工程提出了合理的排水方案。主要研究内容如下：参考新建道路内部排水系统的设计方法，提出多种改扩建道路内部排水系统的布设方案，并通过SEEP/W软件进行数值模拟，优化了排水方案。针对原道路缺乏中央分隔带排水系统的现状，对中央分隔带排水系统的改扩建布设方法进行了研究，并通过SEEP/W软件模拟了各种排水方案的排水效果，最终推荐了最优方案。应用DRIP软件对影响道路内部排水系统中排水基层排水效果的影响因素进行了深入分析，进行了排水基层材料的设计，以及不同方案的排水基层几何设计。最后结合本项目道路内部排水系统和中央分隔带排水系统的布设方案，推荐了不同路段的综合排水方案，并通过SEEP/W进行了整体排水效果的数值模拟，验证了综合排水方案的有效性。关键词：道路扩建；数值模拟；中央分隔带排水；道路内部排水；道路综合排水；排水基层；SEEP/W；DRIP；iiAbstractTherapidgrowthofourstatetransportationrequiresthatbothsuperiorperformanceandtrafficshouldbeimprovedconstantly，butbecauseoflackofpavementstructuraldesignandinaccuratetrafficforecastsinthepast，mostnewroadsoccuredstructuraldamageorsaturatedtrafficintheinitialperiodofroads，andhavebeenunabletomeettherequirementsofvehicles.Accordingly，itisoneofurgentproblemsthathowtowidenandrehabilitateroadsinordertomeetthedemandsofvehiclesandthetraffic，whichisnecessaryforsocio-economicdevelopment.Theproblemofdrainageintheprocessofroadwideningandrehabilitating，basedontheroadwideningprojectofZhengzhou-IuohesectionsinJingzhuhighway.ThemaincontentofthisprojectisthattheeffectofdifferentdrainageItemsaresimulatedbythenumericalmethod，anddrainageItemsareoptimizedbytheresultsofnumericalsimulation，finallyfindingthebestsolutionforthisproject.Thepaperproposesvariousdrainageoptionsaboutsubsurfacedrainageofroads，whicebaseonthedrainagesystemdesignfornewroads，andopionsareoptimizedbytheresultsnumericalsimulationwithSEEP/W.Underthecircumstances，whichthereislackofdrainagesysteminthecentralreserve，Thepaperstudythecentralreservedrainagesystemandproposemanydifferentoptionsaboutit，atthesametime，thepapercontrastdrainageeffectofvariousdrainageoptionsbythenumericalsimulationsoftwareSEEP/W，andrecommendthebestItem.Inthispaper，influencefactorsofpermeablebaseonthesubsurfacedrainagesystemareanalysedbythesoftwareDRIPdeeply，andthethicknessanddrainagepipesspacingofpermeablebaseforvariousdrainageoptionstobeusedintheItemarerecommend，dependingonthecalculatedresultsbyDRIP.Combiningwiththeresearchresultsofsubsurfacedrainagesystemandcentralreservedrainagesystem，thepaperrecommendcomprehensivedrainagesystemfittedfordifferentsectionsinthewideningandsimulatedtheeffectofcomprehensivedrainagesystembySEEP/W.Keywords:Roadsextensionwidening；Numericalsimulation；Centralreservedrainage；Subsurfacedrainage；Integrateddrainageofroad；Permeablebase；SEEP/W；DRIP；iii目录第一章绪论........................................................................................................................11.1课题的提出及研究意义..............................................................................................11.2国内外研究综述..........................................................................................................21.2.1公路改扩建工程综合排水系统研究...................................................................21.2.2路面内部排水系统的研究...................................................................................41.2.3道路排水SEEP/W软件数值模拟研究...............................................................51.3本研究的主要内容及技术路线..................................................................................71.3.1研究的主要内容...................................................................................................71.3.2技术路线...............................................................................................................8第二章工程概况及渗流参数确定方法................................................................................92.1郑漯高速公路现状......................................................................................................92.1.1郑漯高速公路道路结构形式...............................................................................92.1.2郑漯高速公路所属地区自然地理状况.............................................................112.1.3郑漯高速公路改扩建工程加宽方案.................................................................112.2郑漯高速公路路基路面水损害类型........................................................................122.3郑漯高速公路原有排水系统分析............................................................................132.4非饱和渗流参数确定方法........................................................................................162.4.1土水特征曲