路基排水沟、边沟水力计算书1
排水沟水力计算书
排水沟水力计算书
在这本书中，会介绍以下内容：
1.排水沟的基本概念和原理：首先会对排水沟的类型、结构
和功能进行介绍，以及排水沟在水文学和水力学中的基本原理。
2.水流计算方法：介绍不同的水流计算方法，包括曼宁公式、切尔尼河壁公式等，以及其在排水沟水力计算中的应用。
3.水力参数计算：探讨排水沟中的水力参数，如水流速度、
水面宽度、水深等的计算方法。
这些参数是评估排水能力和选
择合适排水沟尺寸的基础。
4.断面形状的选择：根据排水沟的功能和水文条件，介绍如
何选择合适的排水沟断面形状。
不同的断面形状会对排水能力
产生重要影响。
5.水流分布和水力损失计算：讲解水流在排水沟内的分布情
况和水力损失计算，以确定排水沟的水力特性和性能。
6.垃圾和沉积物管理：提供处理排水沟中的垃圾和沉积物的
方法和建议，以确保排水沟的通畅和维护。
7.实例分析：通过一些实际工程案例，展示如何应用计算方
法和原理，解决排水沟水力计算问题。
通过这本书，你将深入了解排水沟的水力学原理和计算方法，掌握评估和设计排水沟水力性能的技巧。
它将帮助工程师和规
划者有效地解决排水系统的设计和管理问题，并确保排水沟在各种条件下正常运行。
边沟流量及尺寸计算(智能)
水力 半径：
排水 沟内平均 流速： V=1/n*R2/ 3*I1/2
2.44 0.75 m3/s
0.45 m2
0.25 m
V=
2.53 m/s
10年。
排水 沟内汇水 的汇流时 间： t=L/v
汇流 时间t= 6：排水 沟断面面 积验证：
需要 断面面 积： A=Q/V=
过水 断面面 积：
二：汇水 设计径流 量
1：汇水 面积：坡 面汇水： A1=
15000 m2
路面汇 水：A2=
12250 m2
2：径流 系数：查 表9.1.8 取径流系 数ψ 1=0.5， ψ2=0.9 。
总汇 水面积： F=A1+A2=
加权 平均径流 系数：ψ =(ψ 1*A1+ψ 2*A2)/F= 3:汇流历 时：
Q=16.67* qQ*：F*设ψ计 径q：流设量计 重ψ现：期径和流 系F：数汇水 面积
坡面汇流历时 t1=1.445*（mi*Ls） 0t.14：67/坡is面（径Ls流≤历时 （Lsm：in坡）面流长度 （m） is：坡面流坡度
mi：地表粗糙系数
边沟尺寸计算书
一：项目 基本情况
白河水库-黄石垭公路改建工程，水泥混凝土路面结构，路基宽度24.5m，汇水段边坡 平均高度10m，填方路段护坡道宽度1.5m，挖方路段碎落台宽度2m，汇水段落长度取 1000m，边沟纵坡2%，其他参数选用《公路排水设计规范推荐值》（JTG/D33-2012）。
取坡 面粗度系 数 mi=0.1，
取路 面粗度系 数 mi=0.013 ，
加权 平均汇流 历时：
27250 m2
由降雨 历时计 算式 t1=1.44 5* （mi*Ls /√is） 0.467计 算得：
路基排水计算书
路基排水计算书计算：复核：2010年04月15日路基排水水文、水力计算本着高速公路路侧景观美化的原则，排水沟尺寸不宜过大，本地区降雨较少，路基排水沟采用0.4m×0.4m的梯形断面，沟底最小排水纵坡采用6‰进行计算，排水沟预留安全高度10cm。
1.汇水面积和径流系数路面单侧排水宽度13.0m，按《公路排水设计规范》表3.0.8，沥青混凝土路面径流系数可取为ψ1=0.95。
路基以平均高度4m计算，路基边坡为1∶1.5，路基护坡道宽度取1.0m，路基边坡的径流系数可取为ψ2=0.5。
假设最大排水沟长度为L=500m，该长度范围内的汇水面积计算如下：半幅路面汇水面积：A1=13L㎡边坡及护坡道汇水面积：A2=（4×1.5+1.0）L=7L㎡总汇水面积为：F= A1+ A2=20×500=10000㎡汇水区的径流系数为：ψ= =（12L×0.95+7L×0.5）／21L=0.792.汇流历时计算①路面及边坡汇流历时计算按《公路排水设计规范》式3.0.4，坡面汇流历时t=1.445(m1L s／I s 1/2)0.467式中：m1—地表粗度系数，由表3.0.4得知，沥青路面粗度系数为m1=0.013，砼预制块拱形骨架防护设置流水槽，路面水在边坡上集中排除，因此边坡粗度系数取m1=0.025。
L s—坡面汇流长度，路基平均高度以4m计，路基边坡为1∶1.5，那么坡面流长度L s=4×3.251/2+1=8.21m；半幅路面汇流长度L s =13.0m。
I s—坡面流的坡度。
路面横坡I s =0.02，路基边坡I s =1／1.5=0.667。
路面汇流历时t1=1.445×(0.013×13.0／0.021/2)0.467= 1.57 min路基边坡汇流历时t2=1.445×(0.025×8.21／0.6671/2)0.467=0.76min②路基排水沟汇流历时计算假定排水沟底宽为0.40m、深0.40m、两侧坡率为1∶1，排水沟水面距顶面的安全高度为10cm，那么过水断面面积A=(1.0+0.4)／2×0.3=0.21m2湿周P=0.3×20.5×2+0.4=1.25m水力半径R= 0.168 mC20混凝土预制块排水沟的粗糙系数n=0.012假定排水沟长度L=500m，沟底最小纵坡I=6‰，那么排水沟的平均流速为V=1/nR2/3I1/2=25.372×0.0061/2=1.965（m/s）沟内汇流历时为：t3=L／V= 500／1.965=254s=4.24min③汇流总历时计算t= t1+ t2+ t3=1.57+0.76+4.24=6.57（min）3. 降雨强度计算高速公路界内排水设计重现期取P=15年=2.3 mm/min 查图3.0.7-1 该区5年重现期10min降雨历时的降雨强度为强q5，10由表3.0.7-1 该区15年重现期的重现期转换系数为C p=1.36查图3.0.7-2 得该区60min降雨强度转换系数为C60=0.40由表3.0.7-2 可查得降雨历时t =16.65min的转换系数为C t=1.172按式3.0.7，15年重现期降雨历时t =16.65min的降雨强度为：q15,t=C p×C t×q5,10=1.36×1.172×2.3=3.67（mm/min）4.设计径流量计算Q S=16.67ψqF=16.67×0.79×3.67×10000×10-6=0.484 ( m³/s)5. 排水沟的泄水能力计算Q C=V×A=1.965×0.21=0.413（m3/s）6. 结果校核：由于Q C =0.413m3/s＜Q S=0.484m3/s，所以初步拟定的最小排水纵坡不合适，需要调整。
路基排水沟、边沟水力计算书1
大庆至广州高速公路粤境连平至从化段D1合同段路基排水设施水力计算书一、双向八车道大庆至广州高速公路粤境连平至从化段D1合同段，选用沥青砼路面，路面和路肩（半幅）横向排水的宽度为19.75m（双向八车道），路面和硬路肩横坡为2%，土路肩为4%，路线最小纵坡为5‰。
本项目拟设置排水沟、急流槽、边沟、平台截水沟和截水沟等排水设施来排除和拦截路界范围内外的雨水。
现按照《公路排水设计规范》JTJ 018-97的规定，通过计算设计径流量反算各种排水设施各型号的最大排水距离(即出水口距离)和面积，为确定各路段各种排水设施型号的选取提供参考。
1．拦水路缘石最大排水距离的计算1）降雨历时降雨历时取设计控制点的汇流历时，其值为汇水区最远点到排水设施（出水口）处的坡面汇流历时与沟内的沟管汇流历时之和。
设降雨历时为3min。
拦水路缘石与路肩铺面构成的浅三角型过水断面的泄水能力为：Qc＝0.377×h8/3×I1/2/（i h×n）＝0.377×0.058/3×I0.5/（0.02×0.013）注：水力坡度I取路线纵坡；水深h＝250×0.02＝5cm（即水深小于5cm时，浅三角型过水断面的水面入侵硬路肩小于2.5m，保证行车安全。
）2) 汇水面积和径流系数当出水口间距为l时，两个出水口之间的汇水面积为F=l×19.75×10-6km2取径流系数Ψ=0.95。
3) 设计重现期根据《公路排水设计规范》JTJ018-97的规定，高速公路路面和路肩表面排水设计重现期为5年。
4）降雨强度按公路所在地区，查《公路排水设计规范》JTJ018-97得5年设计重现期10min＝2.8mm/min，5年设计重现期时的重现期转换系数为降雨历时的降雨强度为q5,10c p=1.0,60min降雨强度转换系数为c60=0.5，3min降雨历时转换系数为c5=1.40。
路基排水沟、边沟水力计算书1
大庆至广州高速公路粤境连平至从化段D1合同段路基排水设施水力计算书一、双向八车道大庆至广州高速公路粤境连平至从化段D1合同段，选用沥青砼路面，路面和路肩（半幅）横向排水的宽度为19.75m（双向八车道），路面和硬路肩横坡为2%，土路肩为4%，路线最小纵坡为5‰。
本项目拟设置排水沟、急流槽、边沟、平台截水沟和截水沟等排水设施来排除和拦截路界范围内外的雨水。
现按照《公路排水设计规范》JTJ 018-97的规定，通过计算设计径流量反算各种排水设施各型号的最大排水距离(即出水口距离)和面积，为确定各路段各种排水设施型号的选取提供参考。
1．拦水路缘石最大排水距离的计算1）降雨历时降雨历时取设计控制点的汇流历时，其值为汇水区最远点到排水设施（出水口）处的坡面汇流历时与沟内的沟管汇流历时之和。
设降雨历时为3min。
拦水路缘石与路肩铺面构成的浅三角型过水断面的泄水能力为：×n）＝0.377×0.058/3×I0.5/（0.02×0.013）Qc＝0.377×h8/3×I1/2/（ih注：水力坡度I取路线纵坡；水深h＝250×0.02＝5cm（即水深小于5cm时，浅三角型过水断面的水面入侵硬路肩小于2.5m，保证行车安全。
）2) 汇水面积和径流系数当出水口间距为l时，两个出水口之间的汇水面积为F=l×19.75×10-6km2取径流系数Ψ=0.95。
3) 设计重现期根据《公路排水设计规范》JTJ018-97的规定，高速公路路面和路肩表面排水设计重现期为5年。
4）降雨强度按公路所在地区，查《公路排水设计规范》JTJ018-97得5年设计重现期10min 降雨历时的降雨强度为q5,10＝2.8mm/min，5年设计重现期时的重现期转换系数为c p=1.0,60min降雨强度转换系数为c60=0.5，3min降雨历时转换系数为c5=1.40。
公路边沟尺寸计算
边沟尺寸计算书一：项目基本情况白河水库-黄石垭公路改建工程，水泥混凝土路面结构，路基宽度24.5m，汇水段边坡平均高度10m，填方路段护坡道宽度1.5m，挖方路段碎落台宽度2m，汇水段落长度取1000m，边沟纵坡2%，其他参数选用《公路排水设计规范推荐值》（JTG/D33-2012）。
二：汇水设计径流量1：汇水面积：坡面汇水：A1=15000m2路面汇水：A2=12250m22：径流系数：查表9.1.8取径流系数ψ1=0.5，ψ2=0.9。
总汇水面积：F=A1+A2=27250m2加权平均径流系数：ψ=(ψ1*A1+ψ2*A2)/F=0.683:汇流历时：取坡面粗度系数mi=0.1，由降雨历时计算式t1=1.445*（m i*L s/√i s）0.467计算得：t1= 2.09min取路面粗度系数mi=0.013，由降雨历时计算式t1=1.445*（m i*L s/√i s）0.467计算得：t2=11.93min加权平均汇流历时：t=11.76min4：降雨强度：根据公路等级，按表9.1.2，取设计降雨重现期10年。
根据表9.1.7-1、9.1.7-2、图9.1.7-1、9.1.7-2：则降雨强度：q=C p*C t*q5.10= 2.44径流量：Q=16.67*q*F*ψ=0.75m3/s5:排水沟尺寸拟定：拟定排水沟形式为倒梯形边沟，净尺寸为沟深0.5米,底宽0.4米。
过水断面面积：0.45m2水力半径：0.25m排水沟内平均流速：V=1/n*R2/3*I1/2V= 2.53m/s排水沟内汇水的汇流时间：t=L/vt=394.89s=t/60= 6.58min汇流时间t=18.52min6：排水沟断面面积验证：需要断面面积：A=Q/V=0.30m2过水断面面积：0.45m2验算结果：边沟尺寸拟定合适，满足降雨强度及汇流要求。
路基排水沟、边沟水力计算书1
排水沟泄水能力必须大于其设计径流量，即 Qc>Q 0.341>16.67×0.84×3.556×l×31.25×10-6 那么，当沟底纵坡为 3‰时，矩形排水沟最长排水距离 l（出水口最大间距） 为 l＝0.341/（16.67×0.84×3.556×31.25×10-6）＝219m
7）检验汇流历时假设 由于路面水是通过拦水缘石汇集，经过急流槽而排入排水沟，而路堤坡面
10min 降雨历时的降雨强度为 q5,10＝2.8mm/min，5 年设计重现期时的重现期转 换系数为 cp=1.0,60min 降雨强度转换系数为 c60=0.5，3min 降雨历时转换系数为 c5=1.40。于是，暴雨强度为
q=1.0×1.40×2.8=3.92mm/min
5）设计径流量 根据《公路排水设计规范》JTJ018-97，设计径流量为 Q=16.67ΨqF=16.67×0.95×3.92×l×19.75×10-6m3/s
tp
1.445
m1 Ls is
0.467
=1.445 0.4013.62 =3.51min>2.48 0.667
PSG－1 型的过水能力按水深达到 48cm 计算（留 20％安全高度），过水断 面面积 A 为 0.288m2，过水断面湿周 ρ 为 1.56m，水力半径 R＝A/ρ=0.185m， 当排水沟纵坡为 0.3%时，那么
v=n-1R2/3I1/2= 0.015-10.1852/30.0031/2=1.18m/s
7）检验汇流历时假设
由表查得地表粗度系数为 m1=0.013,路面横坡为 is=0.02,坡面流长度为 Ls=19.75m，可计算得到坡面汇流历时
t1
1.445
路基排水沟、边沟水力计算书1
大庆至广州高速公路粤境连平至从化段D1合同段路基排水设施水力计算书一、双向八车道大庆至广州高速公路粤境连平至从化段D1合同段，选用沥青砼路面，路面和路肩（半幅）横向排水的宽度为19.75m（双向八车道），路面和硬路肩横坡为2%，土路肩为4%，路线最小纵坡为5‰。
本项目拟设置排水沟、急流槽、边沟、平台截水沟和截水沟等排水设施来排除和拦截路界范围内外的雨水。
现按照《公路排水设计规范》JTJ 018-97的规定，通过计算设计径流量反算各种排水设施各型号的最大排水距离(即出水口距离)和面积，为确定各路段各种排水设施型号的选取提供参考。
1．拦水路缘石最大排水距离的计算1）降雨历时降雨历时取设计控制点的汇流历时，其值为汇水区最远点到排水设施（出水口）处的坡面汇流历时与沟内的沟管汇流历时之和。
设降雨历时为3min。
拦水路缘石与路肩铺面构成的浅三角型过水断面的泄水能力为：Qc＝0.377×h8/3×I1/2/（i h×n）＝0.377×0.058/3×I0.5/（0.02×0.013）注：水力坡度I取路线纵坡；水深h＝250×0.02＝5cm（即水深小于5cm时，浅三角型过水断面的水面入侵硬路肩小于2.5m，保证行车安全。
）2) 汇水面积和径流系数当出水口间距为l时，两个出水口之间的汇水面积为F=l×19.75×10-6km2取径流系数Ψ=0.95。
3) 设计重现期根据《公路排水设计规范》JTJ018-97的规定，高速公路路面和路肩表面排水设计重现期为5年。
4）降雨强度按公路所在地区，查《公路排水设计规范》JTJ018-97得5年设计重现期10min＝2.8mm/min，5年设计重现期时的重现期转换系数为降雨历时的降雨强度为q5,10c p=1.0,60min降雨强度转换系数为c60=0.5，3min降雨历时转换系数为c5=1.40。
路基排水水文计算
矩形 最长排水长度
泄水能力
0.828595 宽b 0.64 0.8 深h 0.8
180 A过水断面面积
V沟或管平均流速 1.29468 n粗糙系数 水力半径 0.016 0.266667 内坡m1 外坡m2 坡率 0.25%
A1 最长排水长度
泄水能力
142.0233 顶宽b1 16 10 底宽b2 6 深 2
300 A过水断面面积
V沟或管平均流速 8.876459 Is坡面流坡度 0.025 n粗糙系数 水力半径 0.022 1.372583 内坡m1 1 外坡m2 1 坡率 2.50%
浅碟形 最长排水长度
泄水能力
设计径流量： q 径流系数 汇水面积
20.63079 3.094 0.5 0.80.171923267
宽(m) 10
长(m) 80
m1地表粗度系数 Ls坡面流长度 坡面汇流历时t1： 12.48168 沟管汇流历时t2： 坡面长度和坡度： 地表粗度系数： 降雨历时转换系数： 设计重现期： 重现期转换系数： 0.2 80
0.539388 顶宽b1 0.3 2 底宽b2 0 深 0.3
50 A过水断面面积
V沟或管平均流速 1.79796 n粗糙系数 水力半径 0.014 0.143674 内坡m1 外坡m2 坡率 0.84%
3.333333 3.333333
C1 最长排水长度
泄水能力
4.361728 顶宽b1 2.75 4 底宽b2 1.5 深 1
750 A过水断面面积
V沟或管平均流速 1.586083 n粗糙系数 水力半径 0.022 0.582999 内坡m1 1.5 外坡m2 1 坡率 0.25%
B1 最长排水长度
路基排水计算书
路基排水计算书计算：复核：2010年04月15日路基排水水文、水力计算本着高速公路路侧景观美化的原则，排水沟尺寸不宜过大，本地区降雨较少，路基排水沟采用0.4m×0.4m的梯形断面，沟底最小排水纵坡采用6‰进行计算，排水沟预留安全高度10cm。
1.汇水面积和径流系数路面单侧排水宽度13.0m，按《公路排水设计规范》表3.0.8，沥青混凝土路面径流系数可取为ψ1=。
路基以平均高度4m计算，路基边坡为1∶，路基护坡道宽度取1.0m，路基边坡的径流系数可取为ψ2=。
假设最大排水沟长度为L=500m，该长度范围内的汇水面积计算如下：半幅路面汇水面积：A1=13L㎡边坡及护坡道汇水面积：A2=（4×+）L=7L㎡总汇水面积为：F= A1+ A2=20×500=10000㎡汇水区的径流系数为：ψ= =（12L×+7L×）／21L=2.汇流历时计算① 路面及边坡汇流历时计算按《公路排水设计规范》式3.0.4，坡面汇流历时t=(m1L s／I s 1/2)式中：m1—地表粗度系数，由表3.0.4得知，沥青路面粗度系数为m1=，砼预制块拱形骨架防护设置流水槽，路面水在边坡上集中排除，因此边坡粗度系数取m1=。
L s—坡面汇流长度，路基平均高度以4m计，路基边坡为1∶，那么坡面流长度L s=4×2+1=8.21m；半幅路面汇流长度L s =13.0m。
I s—坡面流的坡度。
路面横坡I s =，路基边坡I s =1／=。
路面汇流历时t1=××／2)= min路基边坡汇流历时t2=××／2)=② 路基排水沟汇流历时计算假定排水沟底宽为0.40m、深0.40m、两侧坡率为1∶1，排水沟水面距顶面的安全高度为10cm，那么过水断面面积A=+／2×=0.21m2湿周P=××2+=1.25m水力半径R= 0.168 mC20混凝土预制块排水沟的粗糙系数n=假定排水沟长度L=500m，沟底最小纵坡I=6‰，那么排水沟的平均流速为V=1/nR2/3I1/2=×2=（m/s）沟内汇流历时为：t3=L／V= 500／=254s=③ 汇流总历时计算t= t1+ t2+ t3=++=（min）3. 降雨强度计算高速公路界内排水设计重现期取P=15年=2.3 mm/min 查图3.0.7-1 该区5年重现期10min降雨历时的降雨强度为强q5，10由表3.0.7-1 该区15年重现期的重现期转换系数为C p=查图3.0.7-2 得该区60min降雨强度转换系数为C60=由表3.0.7-2 可查得降雨历时t =的转换系数为C t=按式3.0.7，15年重现期降雨历时t =的降雨强度为：q15,t=C p×C t×q5,10=××=（mm/min）4.设计径流量计算Q S=ψqF=×××10000×10-6= ( m³/s)5. 排水沟的泄水能力计算Q C=V×A=×=（m3/s）6. 结果校核：由于Q C =0.413m3/s＜Q S=0.484m3/s，所以初步拟定的最小排水纵坡不合适，需要调整。
路基排水计算书
路基排水计算书计算：复核：2010年04月15日路基排水水文、水力计算本着高速公路路侧景观美化的原则，排水沟尺寸不宜过大，本地区降雨较少，路基排水沟采用0.4m×0.4m的梯形断面，沟底最小排水纵坡采用6‰进行计算，排水沟预留安全高度10cm。
1.汇水面积和径流系数路面单侧排水宽度13.0m，按《公路排水设计规范》表3.0.8，沥青混凝土路面径流系数可取为ψ1=0.95。
路基以平均高度4m计算，路基边坡为1∶1.5，路基护坡道宽度取1.0m，路基边坡的径流系数可取为ψ2=0.5。
假设最大排水沟长度为L=500m，该长度范围内的汇水面积计算如下：半幅路面汇水面积：A1=13L㎡边坡及护坡道汇水面积：A2=（4×1.5+1.0）L=7L㎡总汇水面积为：F= A1+ A2=20×500=10000㎡汇水区的径流系数为：ψ= =（12L×0.95+7L×0.5）／21L=0.792.汇流历时计算①路面及边坡汇流历时计算按《公路排水设计规范》式3.0.4，坡面汇流历时t=1.445(m1L s／I s 1/2)0.467式中：m1—地表粗度系数，由表3.0.4得知，沥青路面粗度系数为m1=0.013，砼预制块拱形骨架防护设置流水槽，路面水在边坡上集中排除，因此边坡粗度系数取m1=0.025。
L s—坡面汇流长度，路基平均高度以4m计，路基边坡为1∶1.5，那么坡面流长度L s=4×3.251/2+1=8.21m；半幅路面汇流长度L s =13.0m。
I s—坡面流的坡度。
路面横坡I s =0.02，路基边坡I s =1／1.5=0.667。
路面汇流历时t1=1.445×(0.013×13.0／0.021/2)0.467= 1.57 min路基边坡汇流历时t2=1.445×(0.025×8.21／0.6671/2)0.467=0.76min②路基排水沟汇流历时计算假定排水沟底宽为0.40m、深0.40m、两侧坡率为1∶1，排水沟水面距顶面的安全高度为10cm，那么过水断面面积A=(1.0+0.4)／2×0.3=0.21m2湿周P=0.3×20.5×2+0.4=1.25m水力半径R= 0.168 mC20混凝土预制块排水沟的粗糙系数n=0.012假定排水沟长度L=500m，沟底最小纵坡I=6‰，那么排水沟的平均流速为V=1/nR2/3I1/2=25.372×0.0061/2=1.965（m/s）沟内汇流历时为：t3=L／V= 500／1.965=254s=4.24min③汇流总历时计算t= t1+ t2+ t3=1.57+0.76+4.24=6.57（min）3. 降雨强度计算高速公路界内排水设计重现期取P=15年=2.3 mm/min 查图3.0.7-1 该区5年重现期10min降雨历时的降雨强度为强q5，10由表3.0.7-1 该区15年重现期的重现期转换系数为C p=1.36查图3.0.7-2 得该区60min降雨强度转换系数为C60=0.40由表3.0.7-2 可查得降雨历时t =16.65min的转换系数为C t=1.172按式3.0.7，15年重现期降雨历时t =16.65min的降雨强度为：q15,t=C p×C t×q5,10=1.36×1.172×2.3=3.67（mm/min）4.设计径流量计算Q S=16.67ψqF=16.67×0.79×3.67×10000×10-6=0.484 ( m³/s)5. 排水沟的泄水能力计算Q C=V×A=1.965×0.21=0.413（m3/s）6. 结果校核：由于Q C =0.413m3/s＜Q S=0.484m3/s，所以初步拟定的最小排水纵坡不合适，需要调整。
路基排水沟、边沟水力计算书
大庆至广州高速公路粤境连平至从化段D1合同段路基排水设施水力计算书一、双向八车道大庆至广州高速公路粤境连平至从化段D1合同段，选用沥青砼路面，路面和路肩（半幅）横向排水的宽度为19.75m（双向八车道），路面和硬路肩横坡为2%，土路肩为4%，路线最小纵坡为5‰。
本项目拟设置排水沟、急流槽、边沟、平台截水沟和截水沟等排水设施来排除和拦截路界范围内外的雨水。
现按照《公路排水设计规范》JTJ 018-97的规定，通过计算设计径流量反算各种排水设施各型号的最大排水距离(即出水口距离)和面积，为确定各路段各种排水设施型号的选取提供参考。
1．拦水路缘石最大排水距离的计算1）降雨历时降雨历时取设计控制点的汇流历时，其值为汇水区最远点到排水设施（出水口）处的坡面汇流历时与沟内的沟管汇流历时之和。
设降雨历时为3min。
拦水路缘石与路肩铺面构成的浅三角型过水断面的泄水能力为：Qc＝0.377×h8/3×I1/2/（i h×n）＝0.377×0.058/3×I0.5/（0.02×0.013）注：水力坡度I取路线纵坡；水深h＝250×0.02＝5cm（即水深小于5cm时，浅三角型过水断面的水面入侵硬路肩小于2.5m，保证行车安全。
）2) 汇水面积和径流系数当出水口间距为l时，两个出水口之间的汇水面积为F=l×19.75×10-6km2取径流系数Ψ=0.95。
3) 设计重现期根据《公路排水设计规范》JTJ018-97的规定，高速公路路面和路肩表面排水设计重现期为5年。
4）降雨强度按公路所在地区，查《公路排水设计规范》JTJ018-97得5年设计重现期10min 降雨历时的降雨强度为q5,10＝2.8mm/min，5年设计重现期时的重现期转换系数为c p=1.0,60min降雨强度转换系数为c60=0.5，3min降雨历时转换系数为c5=1.40。
(完整版)公路排水计算
二、明渠的水力水文计算
3）截水沟
➢ 截水沟长度以200～500米为宜；超过500米时，可在中间适 宜位置处增设泄水口，由急流槽或急流管分流排引。 ➢ 截水沟一般采用梯形横断面，沟坡坡度为1:1.0～1:1.5;沟底宽 度和沟的深度不宜小于0.5米。地质或土质条件差，有可能产生渗 漏或变形时，应采取相应的防护措施。沟底纵坡不宜小于0.5%。
4）使路面因支撑不足而出现疲劳损坏。
一、概述
4.水对路基的影响
一、概述
4.水对路基的影响
1）地面水对路基产生冲刷和渗透； 2）地下水使路基湿软、膨胀、冻胀、翻浆、边坡滑坍、山坡滑坡等。
二、明渠的水力水文计算
1、主要明渠及注意事项 1)边沟 ➢ 边沟排水量不大，一般不需要水文和水力计算，选用标准断面形 式。
坡面汇流历时：
碎落台的粗度系数s2=0.1，横向坡度为3%，汇流历时：
沥青路面的粗度系数s3=0.013，横坡为2%，坡面流长度为12.25m，汇流历时：
二、明渠的水力水文计算
按照规范，在断面尺寸、坡度变化初分段计算各段汇流历时，再叠加，因此，坡 面汇流历时：
2）按《公路排水设计规范》（JTGT D—2012）式9.1.5-1计算管沟汇流历时
要求。
二、明渠的水力水文计算
7.冲淤检验
边沟的平均流速应使水流在设计流量条件下不产生冲刷和淤泥。为此，应保证设 计流速在最大和最小允许流速范围内。
对于浆砌片石边沟，最大允许速度为3.0m/s，由于水深不大于0.5m，则修正 系数为0.85，故修正最大允许流速为2.55m/s，而最小允许速度为0.4m/s。 对于平均流速V=1.704m/s在最大与最小范围内，故满足冲淤检验。 综上所述，边沟尺寸符合要求。
路堑边沟排水计算书
海南省琼中至五指山至乐东至三亚高速公路初步设计路堑排水水文计算书一、 路堑边沟尺寸验算1、计算说明路基宽度为26.0m ，计算长度取300m 。
由于路堑边坡设置平台截水沟，故仅计算第一级边坡汇水，边坡高度为8m ，坡率1：1。
边沟采用矩形断面，浆砌片石加固，分别对两种矩形断面进行验算，分别为0.6×0.6m 、0.6×0.8m 的矩形边沟，出口处水面上预留20cm 安全高度。
2、水文和水力计算 2.1汇流历时① 路面及边坡汇流历时计算坡面汇流历时为467.011445.1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=s si Lm t式中：m 1——地表粗度系数，由表3.0.4得知，沥青路面粗度系数为m 1=0.013，边坡粗度系数取m 1=0.60；s L ——坡面流长度（m ）； s i ——坡面流的坡度。
② 边沟汇流历时计算 边沟汇流时间为t 2=L/v 式中：L ——边沟长度； V ——边沟平均流速21321I R nv =。
式中n ——沟壁或管壁的粗糙系数，按表8.1.3得知，浆砌片石明沟粗糙系数n=0.025； R ——水力半径(m)，R=bh/（b+2h ），b ——边沟宽，m ；h ——边沟水深，m ； I ——水力坡度，可取用排水沟的底坡。
《公路排水设计规范 JTJ 018-97》4.4.1沟底纵坡坡度一般不宜小于0.5%。
土质沟渠的最小纵坡为0.25%；沟壁铺砌的沟渠的最小纵坡为0.12%。
③ 汇流总历时计算 总汇流历时t=t 1+t 2其中：路面汇流历时与路堑边坡汇流历时取大值。
计算结果见下表1：表1《公路排水设计规范 JTJ 018-97》8.1.5 沟和管的允许流速应符合下列规定：1. 明沟的最小允许流速为0.4m/s ，暗沟和管的最小允许流速为0.75m/s 。
2.明沟的最大允许流速，在水深为0.4m~1.0m 时，浆砌片石3.0m/s ，草皮护面1.6m/s 。
由表1可知，排水沟流速满足规范要求。
公路边沟尺寸计算
边沟尺寸计算书一：项目基本情况白河水库-黄石垭公路改建工程，水泥混凝土路面结构，路基宽度24.5m，汇水段边坡平均高度10m，填方路段护坡道宽度1.5m，挖方路段碎落台宽度2m，汇水段落长度取1000m，边沟纵坡2%，其他参数选用《公路排水设计规范推荐值》（JTG/D33-2012）。
二：汇水设计径流量1：汇水面积：坡面汇水：A1=15000m2路面汇水：A2=12250m22：径流系数：查表9.1.8取径流系数ψ1=0.5，ψ2=0.9。
总汇水面积：F=A1+A2=27250m2加权平均径流系数：ψ=(ψ1*A1+ψ2*A2)/F=0.683:汇流历时：取坡面粗度系数mi=0.1，由降雨历时计算式t1=1.445*（m i*L s/√i s）0.467计算得：t1= 2.09min取路面粗度系数mi=0.013，由降雨历时计算式t1=1.445*（m i*L s/√i s）0.467计算得：t2=11.93min加权平均汇流历时：t=11.76min4：降雨强度：根据公路等级，按表9.1.2，取设计降雨重现期10年。
根据表9.1.7-1、9.1.7-2、图9.1.7-1、9.1.7-2：则降雨强度：q=C p*C t*q5.10= 2.44径流量：Q=16.67*q*F*ψ=0.75m3/s5:排水沟尺寸拟定：拟定排水沟形式为倒梯形边沟，净尺寸为沟深0.5米,底宽0.4米。
过水断面面积：0.45m2水力半径：0.25m排水沟内平均流速：V=1/n*R2/3*I1/2V= 2.53m/s排水沟内汇水的汇流时间：t=L/vt=394.89s=t/60= 6.58min汇流时间t=18.52min6：排水沟断面面积验证：需要断面面积：A=Q/V=0.30m2过水断面面积：0.45m2验算结果：边沟尺寸拟定合适，满足降雨强度及汇流要求。
路基排水沟、边沟水力计算书1
大庆至广州高速公路粤境连平至从化段D1合同段路基排水设施水力计算书一、双向八车道大庆至广州高速公路粤境连平至从化段D1合同段，选用沥青砼路面，路面和路肩（半幅）横向排水的宽度为19.75m（双向八车道），路面和硬路肩横坡为2%，土路肩为4%，路线最小纵坡为5‰。
本项目拟设置排水沟、急流槽、边沟、平台截水沟和截水沟等排水设施来排除和拦截路界范围内外的雨水。
现按照《公路排水设计规范》JTJ 018-97的规定，通过计算设计径流量反算各种排水设施各型号的最大排水距离(即出水口距离)和面积，为确定各路段各种排水设施型号的选取提供参考。
1．拦水路缘石最大排水距离的计算1）降雨历时降雨历时取设计控制点的汇流历时，其值为汇水区最远点到排水设施（出水口）处的坡面汇流历时与沟内的沟管汇流历时之和。
设降雨历时为3min。
拦水路缘石与路肩铺面构成的浅三角型过水断面的泄水能力为：Qc＝0.377×h8/3×I1/2/（i h×n）＝0.377×0.058/3×I0.5/（0.02×0.013）注：水力坡度I取路线纵坡；水深h＝250×0.02＝5cm（即水深小于5cm时，浅三角型过水断面的水面入侵硬路肩小于2.5m，保证行车安全。
）2) 汇水面积和径流系数当出水口间距为l时，两个出水口之间的汇水面积为F=l×19.75×10-6km2取径流系数Ψ=0.95。
3) 设计重现期根据《公路排水设计规范》JTJ018-97的规定，高速公路路面和路肩表面排水设计重现期为5年。
4）降雨强度按公路所在地区，查《公路排水设计规范》JTJ018-97得5年设计重现期10min 降雨历时的降雨强度为q 5,10＝2.8mm/min ，5年设计重现期时的重现期转换系数为c p =1.0,60min 降雨强度转换系数为c 60=0.5，3min 降雨历时转换系数为c 5=1.40。
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路基排水沟、边沟水力计算书1大庆至广州高速公路粤境连平至从化段D1合同段路基排水设施水力计算书一、双向八车道大庆至广州高速公路粤境连平至从化段D1合同段，选用沥青砼路面，路面和路肩（半幅）横向排水的宽度为19.75m（双向八车道），路面和硬路肩横坡为2%，土路肩为4%，路线最小纵坡为5‰。
本项目拟设置排水沟、急流槽、边沟、平台截水沟和截水沟等排水设施来排除和拦截路界范围内外的雨水。
现按照《公路排水设计规范》JTJ 018-97的规定，通过计算设计径流量反算各种排水设施各型号的最大排水距离(即出水口距离)和面积，为确定各路段各种排水设施型号的选取提供参考。
1．拦水路缘石最大排水距离的计算1）降雨历时降雨历时取设计控制点的汇流历时，其值为汇水区最远点到排水设施（出水口）处的坡面汇流历时与沟内的沟管汇流历时之和。
设降雨历时为3min。
拦水路缘石与路肩铺面构成的浅三角型过水断面的泄水能力为：Qc＝0.377×h8/3×I1/2/（i h×n）＝0.377×0.058/3×I0.5/（0.02×0.013）注：水力坡度I取路线纵坡；水深h＝250×0.02＝5cm（即水深小于5cm时，浅三角型过水断面的水面入侵硬路肩小于2.5m，保证行车安全。
）2) 汇水面积和径流系数当出水口间距为l时，两个出水口之间的汇水面积为F=l×19.75×10-6km2取径流系数Ψ=0.95。
3) 设计重现期根据《公路排水设计规范》JTJ018-97的规定，高速公路路面和路肩表面排水设计重现期为5年。
4）降雨强度按公路所在地区，查《公路排水设计规范》JTJ018-97得5年设计重现期10min降雨历时的降雨强度为q5,10＝2.8mm/min，5年设计重现期时的重现期转换系数为c p=1.0,60min降雨强度转换系数为c60=0.5，3min降雨历时转换系数为c5=1.40。
于是，暴雨强度为q=1.0×1.40×2.8=3.92mm/min5）设计径流量根据《公路排水设计规范》JTJ018-97，设计径流量为Q=16.67ΨqF=16.67×0.95×3.92×l ×19.75×10-6m 3/s6）拦水缘石最大排水距离的计算当路线纵坡为5‰时，浅三角型过水断面的泄水能力为Qc ＝0.377×h 8/3×I 1/2/（i h ×n ）＝0.377×0.058/3×0.0050.5/（0.02×0.013）=0.035 m 3/s浅三角型过水断面的泄水能力必须大于其设计径流量，即Qc>Q0.035>16.67×0.95×3.92×l ×19.75×10-6那么，当路线纵坡为5‰时，拦水路缘石最长排水距离l （出水口最大间距）为l ＝0.035/（16.67×0.95×3.92×19.75×10-6）＝28.55m7）检验汇流历时假设由表查得地表粗度系数为m 1=0.013,路面横坡为i s =0.02,坡面流长度为Ls=19.75m ，可计算得到坡面汇流历时⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=s s t i L m 1445.1467.01=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯0.0219.750.0130.4671.445=1.909min按式v=20i g 0.6得v ＝20×0.0050.6=0.83m/s ，再按式t 2= l i /(60×v)=28.55/(60×0.83)=0.57min由此，可得到汇流历时为t= t 1+ t 2=1.909+0.57=2.48min<3min当路线纵坡为其它数值时，按照上述计算过程对拦水路缘石最大排水距离进行计算，并对汇流历时进行检验，结果列于表1。
由表1可知，拦水路缘石的最大排水距离随着路线纵坡的加大而增大，汇流历时均小于3min 。
因此，现拟定:当路线纵坡为0.5%~0.7%时，出水口间距设为30m ；当路线纵坡为0.7%~1.0%时，出水口间距设为35m ；当路线纵坡为1.0%~1.5%时，出水口间距设为40m ；当路线纵坡为1.5%~2.0%时，出水口间距设为50m；当路线纵坡为大于2.0%时，出水口间距设为60m。
2．急流槽水力计算拦水缘石汇集路面水后，通过设置一定间隔的急流槽将水排到路堤边坡底部的排水沟。
由急流槽槽底纵坡（即路堤边坡坡度i g =1:1.5）i g=66.7％，可计算得到矩形(b=0.4，h=0.2)沟平均流速现拟采用的矩形急流槽宽0.40m，高0.2m。
若矩形急流槽的过水能力按水深达到16cm计算（留20％安全高度），则过水断面面积A为0.064m2，过水断面湿周ρ为0.72m，水力半径，R=bh/(b+2h)=0.089v=n-1R2/3I1/2= 0.015-10.0892/30.6671/2=10.85m/s设路基填土为7米高，则急流槽长度l为10.5m，可得到急流槽的沟管汇流历时t3=l/(60×v)=10.5/(60×10.85)=0.016min由于急流槽内平均流速较快，所以急流槽内的沟管汇流历时较小，对暴雨强度的影响可忽略不计。
因此，降雨历时仍为3min时，暴雨强度为3.92mm/min。
因此，根据《公路排水设计规范》JTJ018-97，设计径流量仍为Q=16.67ΨqF=16.67×0.85×3.92×l×19.75×10-6m3/s当急流槽沟底纵坡为66.7％时，矩形急流槽的泄水能力为Qc＝Av=0.064×10.85=0.694m3/s根据拦水缘石的水力计算得出，不同出水口间距的设计径流量，结果列于表2。
由表2可知，急流槽泄水能力远大于按各种间距设置出水口时的设计径流量，即Qc>Q。
因此，按拦水缘石出水口间距来设置急流槽是满足要求的。
3．排水沟最大排水距离的计算1）降雨历时降雨历时取设计控制点的汇流历时，其值为汇水区最远点到排水设施（出水口）处的坡面汇流历时与沟内的沟管汇流历时之和。
设降雨历时为10min。
PSG－1型的过水能力按水深达到48cm计算（留20％安全高度），过水断面面积A为0.288m2，过水断面湿周ρ为1.56m，水力半径R＝A/ρ=0.185m，当排水沟纵坡为0.3%时，那么v=n-1R2/3I1/2= 0.015-10.1852/30.0031/2=1.18m/s2) 汇水面积和径流系数设出水口间距为l，两个出水口之间的汇水面积(设路基填土高度为7m)由两部分组成：一部分为路面范围的汇水面积F1＝19.75×l，径流系数取Ψ1＝0.95；另外一部分为路堤坡面的汇水面积F2＝(7×1.5+1)×l=11.5×l(7为边坡高度，1.5为边坡坡率，1为护坡道宽度，)，径流系数取Ψ2＝0.65；那么，总的汇水面积F= 31.25×l×10-6km2取径流系数Ψ=(0.95×F1+0.65×F2)/(31.25×l)=0.843) 设计重现期根据《公路排水设计规范》JTJ018-97的规定，高速公路路界内坡面排水设计重现期为15年。
4）降雨强度按公路所在地区，查《公路排水设计规范》JTJ018-97得5年设计重现期10min 降雨历时的降雨强度为q 5,10＝2.8mm/min ，15年设计重现期时的重现期转换系数为c p =1.27,60min 降雨强度转换系数为c 60=0.5，10min 降雨历时转换系数为c 5=1.0。
于是，暴雨强度为q=1.27×1.0×2.8=3.556mm/min5）PSG －1型排水沟最大排水距离计算根据《公路排水设计规范》JTJ018-97，设计径流量为Q=16.67ΨqF=16.67×0.84×3.556×31.25×l ×10-6m 3/s当路线纵坡为3‰时，排水沟的泄水能力为Qc ＝Av=0.288×1.18=0.341m 3/s排水沟泄水能力必须大于其设计径流量，即Qc>Q0.341>16.67×0.84×3.556×l ×31.25×10-6那么，当沟底纵坡为3‰时，矩形排水沟最长排水距离l （出水口最大间距）为l ＝0.341/（16.67×0.84×3.556×31.25×10-6）＝219m7）检验汇流历时假设由于路面水是通过拦水缘石汇集，经过急流槽而排入排水沟，而路堤坡面水则直接通过坡面径流汇入排水沟，因此，坡面汇流历时应取二者的大者。
由前面拦水缘石的计算可得，路面汇流历时为2.48min ；路堤边坡的地表粗度系数为m 1=0.4，坡面横坡为i s =0.667，坡面流长度为Ls=13.62m （填土高度7m ，护坡道1m ），可计算得到路堤边坡坡面汇流历时⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=s s t i L m p 1445.1467.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯667.062.1340.0467.0445.1=3.51min>2.48 因此，取t 1＝3.51min按式v=n -1R 2/3I 1/2得v ＝ 0.015-10.1852/30.0031/2=1.18m/s再按式t 2= l /(60×v)=219/(60×1.18)=3.09min由此，可得到汇流历时为t= t 1+ t 2=3.51+3.09=6.6min<10min再假设降雨历时为7min ，通过内插得出降雨历时转换系数c t =1.15，暴雨强度为q=1.27×1.15×2.8=4.089mm/min ，通过以上过程的计算得到，当沟底纵坡为3‰时，矩形排水沟最长排水距离l （出水口最大间距）为191m ，且汇流历时t=6.19min<7min ，因此，取降雨历时为7min 。
当沟底纵坡为其它数值时，按照上述计算过程对PSG －1型最大排水距离进行计算，并对汇流历时进行检验，结果列于表3。
同样，对PSG－2、PSG－3进行计算得出其在不同纵坡下的最大排水距离，结果列于表4、5综上，各型号的排水沟随着沟底纵坡的增大，其最大排水距离也在增大。