第七章 路基路面排水设计宝典

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路基路面排水设计

路基路面排水设计
(1)路基下层是否存在透水层,能否排走汇集的地下水。
(2)影响路基上部含水层较薄,排水量不大,并且平式
渗沟难以布置时采用。
3)构造:由上部集水构造和下部排水构造两部分组成
集水部分构造与渗沟相同,于井的四周设反滤层,顶
上为覆盖层(封闭层)。
下部排水构造,采用粗粒材料做充填物
渗井断面采用圆柱形或方柱形。
以免堵塞(暗沟顶可铺筑碎(砾)石一层,上填砂
砾)(2)暗沟流量一般不予计算。
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2.渗沟:采用渗透方式将流向路基的地下水汇集于沟内并排到
路基范围以外指定点的排水设施,使路基上保持干燥,不致
因地下水成害。
1)作用:是降低地下水位或拦截地下水,其水力特性是紊流。
2)分类:盲式、管式、洞式
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§7-1 路基路面排水要求及设计一般原则
一、排水的重要性
1.地面水渗入路基→路基强度降低
2.地面水对边坡冲刷→路基整体稳定性受到威胁
3.地下水浸入路基→强度降低(冻胀,翻浆、滑坍滑动)
4.降水渗入路面→降低材料的强度;高压水冲刷使承载力下降。
二、排水的目的与任务
1.把路基工作区内的土基含水量降低到一定范围之内
稳固,防止路面积水影响行车安全。
道路排水可分为地表排水和地下排水
地表排水又可分为路面(含路肩)表面排水、中央
分隔带排水和坡面排水。
排水设计应根据道路等级、沿线自然条件以及桥涵
设置等情况进行综合考虑,注意充分利用地形和天
然水系,合理布置各项设施,形成良好的排水系统,
确保排水畅通和养护方便。
排水设计包括排水系统的规划和排水结构物的设计
坑或专门设置蒸发池排除地表水。
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7第七章 排水设计

7第七章 排水设计

3)构造:进水口(泉井)、暗沟沟身和盖板。圆形和矩形。
4)纵坡和出水口:纵坡不小于1%。出口处沟底应高出边沟最高水 位20cm以上,不容许出现倒灌现象。
7 路基路面排水设计
5)注意事项: (1)应防止泥土或砂粒落入沟槽或泉眼,以免堵 塞(暗沟顶可铺筑碎(砾)石一层,上填砂砾)(2)暗沟流量 一般不予计算。
洞式渗沟:当地下水流量较大,或缺乏水管时,采用石砌涵洞,洞 口大小依设计流量而定。
6)平面布置:渗沟尽 可能与地下水流方 向相互垂直,使能 拦截更多的地下水。
7 路基路面排水设计
7 路基路面排水设计
3.渗井:是竖直方向的地下排水设备
1)作用:是汇集离地面不深处含水层中的地下水,通过竖井,渗 入下层,疏干路基土。
7 路基路面排水设计
3.排水沟:主要用来引水,将路基范围内各种水源的水流(边沟、 截水沟、取土坑或路基附近低洼处汇集的水)引排到桥涵、天 然河沟或远离路基指定地点。 1)形式:一般梯形 2)尺寸:经水力水文计算确定。B、h大于等于0.5m 3)布置:离路基尽可能远,距路基坡脚一般不宜小于3~4m,高 速公路高路堤,坡脚排水沟不小于2m,纵坡应保证水流畅通, 不产生冲刷或淤积,一般不小于0.3%,不大于3% 4)长度:小于500m
7 路基路面排水设计
§7-3 路面排水设计
一、公路排水的分类
1) 路界地表排水:
(1)路面表面排水:横坡漫流、拦水带+急流槽、u形沟+急流槽 (2)中央分隔带排水:中央分隔带渗水、超高路段排水
(3)坡面排水:边沟、截水沟等
2)路面内部排水: (1)路面边缘排水 (2)透水基 (垫)层排水 (3)多孔隙面层排水
4)为路堑时,横向排流的表面水汇集于边沟内。

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对排水设计原则的深入理解
教学方法
利用多媒体以课堂讲授为主,结合课堂讨论。
讲授重点内容提要
一、影响路基路面水的分类
根据水源的不同,影响路基路面的水流可分为地面 水和地下水两大类,与此相适应的路基排水工程,则分 为地面排水和地下排水。
地面水包括大气降水(雨和雪)以及海、河、湖、 水渠及水库水。
地下水包括上层滞水、潜水及层间水等。
渡水槽由进出水口、槽身和下部支承三部分组成,其 中进(出)口段的构造.参见图7—17。
6、蒸发池 气候干旱、排水困难地段,可利用沿线的集中取土 坑或专门设置蒸发池排除地表水。
蒸发池与路基边沟(或排水沟)间应设排水沟连接。 蒸发池边缘与路基边沟距离开不应小5m,面积较大的蒸 发池小得小于20m。池中水位应低于排水沟的沟底。
难点
路基排水设备的构造与布置,各种排水设备的特点。
教学方法
利用多媒体以课堂讲授为主。
讲授重点内容提要
一、地面排水设备包括:边沟,截水沟,排水沟, 跌水与急流槽,必要时还有渡槽、倒虹吸及积水池等。
1、边沟(又称侧沟) 位置:在挖方路基的路肩外侧或低路堤的被脚 外侧,多与路中线平行。 作用:以汇集和排除路基范围内和流向路基的 少量地面水。
倒虹吸的设置往往是因路基横跨原有沟渠,且沟渠 水位高于路基设计标高,不能按正常条件下设置涵洞, 此时采用倒虹吸是可行的方案之一,图7-14是其布置图 式的一种。
倒虹吸是借助上下游沟渠水位差,利用势能迫使水 流降落,经路基下部管道流向路基另一侧、再复升流入 下游水渠。
渡水槽相当于渡水桥,如图7—16所示。原水道与路 基设计标高相差较大,如果路基两侧地形有利,或当地确 有必要,可设简易桥梁,架设水槽或管道,从路基上部跨 越,以沟通路基两侧的水流。

[宝典][7]路基路面排水设计

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土质
第十八页,共五十一页。
石质
19 第十九页,共五十一页。
(三)排水沟 1. 排水沟的功能(gōngnéng)
将路基范围内各种水源的水流(如边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积水),引排至 桥涵或路基范围以外(yǐwài)的指定地点。
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排水沟与水道衔接示意图 1—排水沟;2—其它渠道;3—路基中心线;4—桥涵
41
第四十一页,共五十一页。
二、中央(zhōngyāng)分隔带排水
《公路排水设计规范(JTJ018-97)》将中央分隔带排水划分为三种类型:
(1)封闭型分隔带向两侧排水(小于3m)
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第二十页,共五十一页。
2. 排水沟的横断面
排水沟的横断面,一般采用梯形,尺寸大小应经过水力水文计算选定。 3. 排水沟的防护(fánghù)
包括排水沟在内的土质沟渠在有可能受到冲刷和渗漏(shèn lòu)时必须进行防护和防渗处理
加固(jiā ɡù)类型与沟底纵坡关系
纵坡(%) 〈1
1~3
3~5
3)唧浆、冲刷; 4)使路面因支撑不足而出现疲劳损坏。
3
第三页,共五十一页。
排水的目的(mùdì) 把降落在路界范围内的表面水有效的汇集并迅速排除出路(chūlù)界; 把路界外可能流向路基的地表水拦截在路界范围以外以减小对路基路面的危害; 隔断、疏干和降低影响路基稳定性的地下水,并将其引导到路基范围以外。
当路基范围内遇有个别泉眼,泉水外涌,路线不能绕避时,为将泉水引至.填方坡脚以外 或挖方边沟,加以排除,可在泉眼与出口之间开挖沟槽,修建(xiūjiàn)暗沟。
暗沟造价一般高于明沟,同时,如果一旦淤塞,疏通费事,甚至需开挖重建。因此, 设计时必须与修建明沟方案进行经济比较,择优选用。

路基路面工程第七章 路基路面排水设计

路基路面工程第七章   路基路面排水设计
度不应小于300 mm 。
7.5 路基路面综合排水系统设计
进行路基路面综合排水设计的主要原则如下: ➢ 流向路基的地面水和地下水,需设置截水沟、排水沟或渗沟; ➢ 路基范围内的水源,采用边沟、渗沟渗井及排水沟予以排除。 ➢ 水流落差较大时,应设置跌水或急流槽。 ➢ 对于明显的天然沟槽,依沟设涵,不必勉强改沟与合并。 ➢ 为提高截流效果,地面沟渠宜大体沿等高线布置,短水流通
并在冻融期间降低承载能力。 ➢ 水使冻胀土产生不均匀冻胀。 ➢ 与水经常接触将使沥青混合料松散剥落,影响沥青混凝土耐
久性。
路面结构表面渗水渗入路面结构的水量,按路面类型分别由下 列公式计算: • 水泥混凝土路面:
Qi =Ic
n
z
+n
h
B L
• 沥青路面:
Qi =Ia B
式中Qi——纵向每延米路面结构表面水的渗入量,m3/(d·m); Ic——每延米水泥混凝土路面接缝或裂缝的表面水设计渗入率,m3/(d·m), 可按0.36 m3/(d·m)取用; Ia——每平方米沥青路面的表面水设计渗入率,m3/(d·m2),可按0.15 m3/(d·m2)取用; B——单向坡度路面的宽度,m;
挖方路段截水沟示意图
挖方路段弃土堆与截水沟关系图
填方路段上的截水沟示意图 截水沟的横断面图例
➢ 排水沟 排水沟的主要用途在于引水,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。
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
路基排水沟渠:
沟渠加固断面图
• 式中v——水流的断面流速,m/s; • Q——通过一定断面的流量,m3/s; • ω——水流断面的面积,m2;
流速系数又称径流系数,主要是取决于水流条件:

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6、为了减少水对路面的破坏作用,应尽量阻止水 进入路面结构,并提供良好的排水措施,以便迅速排 除路面结构内的水,亦可建筑具有能承受荷载和雨水 共同作用的路面结构。
本节小结
讲述了排水设计的目的和重要意义,以及其设计 的一般原则
思考题
1、路基路面排水的目的是什么? 2、排水设计的一般原则是怎样的 ?
本节参考文献
边沟水流流向桥涵进水口时,为避免边沟流水产生 冲刷,应作适当处治,图7-3是涵洞进口设置窨井的一 例。此外还应根据地形等条件,在桥涵进口前或在其他 水流落差较大处,设置急流槽与跃水等结构物,将水流 引入桥涵或其他指定地点。
截水沟(又称天沟)
位置:一般设置在挖方路基边坡坡顶以外,或山坡路 堤止方的适当地点。作用:用以拦截并排除路基上方流向 路基的地面径流,减轻边沟的水流负担,保证挖方边坡和 填方坡脚不受流水冲刷。
(3)边沟的纵坡(出水口附近除外)一般与路线纵坡一 致。
边沟的横断面形式,有梯形、矩形、三角形及流线形等, 如图7—1所示。
图7-2是路堑与高路堤衔接处的边沟排水布置图,由于 边沟泄出水流流向路堤坡脚处,两者高差大,必须因地制 宜,根据地形与地质等具体条件,将出水口延伸至坡脚以 外,以免边沟水冲刷填方坡脚。
注意:
(1)边沟的排水量不大,一般不需要进行水文和水力 计算,依据沿线具体条件,选用标准横断面形式。边沟紧 靠路基,通常不允许其他排水沟渠的水流引入,亦不能与 其他人工沟渠合并使用。
(2)边沟不宜过长,尽量使沟内水流就近排至路旁自 然水沟或低洼地带,必要时设置涵洞,将边沟水横穿路基 从另一侧排出。
长安大学公路学院
第七章 路基路面排水设计 主讲:高江平教授
第一节
概述
目的要求
要求学生了解路基路面病害形成的主要因素,了解排水 的目的和要求,掌握路基路面排水设计的一般原则。
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2.截水沟 又称天沟,一般设置在挖方路基边坡坡顶以外, 或山坡路堤上方的适当地点,用以拦截并排除路基上方 流向路基的地面径流。
设置要点:①尽量与绝大多数地面流水方向垂直; ②应保证水流畅通,就近引入自然水 沟内排出; ③截水沟水流不应引入边沟,当必须 引入时,应增大边沟横断面,并进 行保护; ④截水沟长度以200~500m为宜;
二、路基路面排水设计的一般原则 1.排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综 合治理、讲究实效、注意经济; 2.各种路基排水沟渠的设置,应注意与农田水利配 合; 3.做到综合设计和分期施工; 4.尽量不破坏天然水渠,选择有利地质条件布设人 工沟渠; 5.以防为主,讲究经济效益; 6.尽量阻止水进入路面结构,提供良好的排水施。

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3.排水沟 排水沟的主要用途在于引水,将路基范围内的各种 水源的水流,引至桥涵或路基范围以外的指定地点。 设置要点:①排水沟的横断面一般采用梯形,尺寸 大小应经过水力水文计算选定; ②排水沟位置可根据需要并结合当地地 形等而定; ③排水沟水流注入其他水渠或水道时, 应使原水道不产生冲刷或淤积; ④排水沟应具有合适的纵坡;

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第四节 明渠的水文水力计算
一、设计流量 流量石路基排水设计的基本依据,其大小与汇水 面积和一定频率下的径流厚度,以及汇水区域内的地 形、地貌及地表植被等因素有关。 二、水力计算 1.基本计算公式:Q=ω×C×√R i Q-水流通过横断面的流量,m3/s; ω-水流横断面的面积,m2; C-流速系数; R-水力半径,m; i-水力坡降;

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第三节 路面排水设计
一、路面表面排水 任务:迅速把降落在路面和路肩表面的降水排走,以 免造成路面积水而影响行车安全。 原则:①降落在路面表面的雨水,应通过路面横向 坡度向两侧排走; ②在路线纵坡平缓汇水量不大路堤较低且边 坡坡面不会受到冲刷的情况下,应采用横向 漫坡的方式排水; ③在路肩外侧边缘设置拦水带; ④拦水带过水断面的水面,在高速及一级公路 上不得漫过右侧车道外边缘,二级及二级以下 不得漫过右侧车道中心线;
第七章 路基路面排水设计总论
Hale Waihona Puke 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
路基路面排水要求及设计一般原则 路基排水设备的构造与布置 路面排水设计 明渠的水文水力计算 暗沟的水文水力计算

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第一节 路基路面排水要求及设计 一般原则





一、排水的目的与要求 目的:保持路基路面常年处于干燥 状态,确保路基 及路面具有足够的强度与稳定 性。 要求:1.各项排水设施具有足够的 泄水能力; 2.自由水在路面结构内的渗流 《路基路面工程》精品课程 时间不能太

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一、地面排水设备 1.边沟 边沟设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外 侧,多与路中线平行,用以汇集和排除路基范围内流 向路基的少量地面水。 设置要点:①边沟不宜过长; ②边沟的纵坡一般与路线纵坡一致; ③边沟的出水口应与桥涵相适应;
第二节 路基排水设备的构 造 与布置

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二、地下排水设备 1.暗沟 设置要点:不宜过长,沟底应具有1%~2%的纵 坡,出水口底面标高应高出沟外最高水 位20cm,以防水力倒渗。 2.渗沟 结构形式:盲沟式、洞式和管式。 设置要点:位置视地下排水的需要而定。 3.渗井 渗井施工不易,单位渗水面积的造价高于渗沟,一 般尽量少用。

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二、中央分隔带排水类型: 1.宽度小于3米且表面采用铺面封闭的中央分 隔带排水; 2.宽度大于3米且表面未采用铺面封闭的中央 分隔带排水; 3.表面无铺面且未采用表面排水措施的中央 分隔带;

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三、路面内部排水
设置内部排水系统条件: 1.年降水量为600mm以上的湿润和多雨地区; 2.路基两侧有滞水,可能渗入路面结构内; 3.严重冰冻地区,路基为粉性土组成的潮湿路段; 4.路面改建和改善工程,需排除路面结构内的水;

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四、边缘排水系统 组成:透水性填料集水沟、纵向排水沟、横向出水 管和过滤织物。
五、排水基层的排水系统 基层排水系统就是直接在面层下面设置透水性排水 基层,在其边缘设置纵向集水沟和排水管以及横向出水 管等,组成排水基层排水系统。 透水性材料:经水泥或沥青处置,或者未经处置的 开级配碎石集料。

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4.跌水与急流槽
跌水与急流槽是路基地面排水沟渠的特殊形式,用 于陡坡地段,沟底纵坡可达45度。
跌水构造:单级和多级之分,沟底有等宽与变宽之 别。基本构造可分为进水口、消力池和出水口三个部 分。 急流槽构造:进口、主槽和出口三部分。

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5.倒虹吸与渡水槽 当水流需要横跨路基,同时受到设计标高的限制, 可以通过管道或沟槽,从路基底部或上部架空跨越,前 者称为倒虹吸,后者称为渡水槽。 倒虹吸管道:圆形和箱形,以水泥混凝土和钢筋混 凝土为主。 渡水槽结构:进出水口、槽身和下部支撑三部分。 6.蒸发池 气候干旱、排水困难地段,可利用沿线的集中取土坑 或专门设置蒸发池排除地表水。
4.常用沟渠横断面的水力要素 要素:水流横断面面积、湿周、水力半径。

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第五节 暗沟的水文水力计算
一、地下水流量及降落曲线方城 1.渗流流量与流速的关系: 按达西定律,流过土中的水量与水力坡降、水 流横断面面积及时间称正比。 2.完整式渗沟 3.不完整式渗沟

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2.流速系数 主要取决于水流条件(沟渠、管道或地表等以及其 粗糙程度),在试验的基础上建立计算公式。
3.容许的最小和最大流速 容许最小流速V min=α×R1/2 α— 与水中含土粒径有关的系数; R — 水力半径,m; 为使沟渠不致冲刷,应限制设计流速,即规定容许 最大流速。
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