第三章 路基排水设计

土质
石质
（三）排水沟（引水沟） 1.排水沟的功能
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的指定 地点。
2.排水沟的布置
（1）排水沟的布置可以根据需要并结合当地地形条件而定， 距离路基坡脚不宜小于3～4m，平面上应力求美观大方，需 要转弯时亦应尽量圆顺，做成弧形，其半径不宜小于10～ 20m，连续长度宜短，一般不超过500m。
• 在超高路段上，可在分隔带上侧边缘处设置缘石或泄水口，或者在分 隔带内设置缝隙式圆形集水管或碟形混凝土浅沟和泄水口，以拦截和 排泄上侧半幅路面的表面水。
• 缘石过水断面的泄水口可采用开口式，格栅式或组合式；碟形混凝土 浅沟的泄水口采用格栅式。
第四节 路面排水设施构造与布置
• 3）超高路段中央分隔带
• 4）路面结构内部排水 设置条件
– （1）年降水量为600mm以上的湿润和多雨地区，路基由透水 性差的细粒土（渗透系数不大于10-5cm/s）组成的高速公路、 一级公路或重要的二级公路。
– （2）路基两侧有滞水，可能渗入路面结构内。 – （3）严重冰冻地区，路基为由粉性土组成的潮湿、过湿路段。 – （4）现有路面改建或改善工程，需排除积滞在路面结构内的
铺砌厚度（cm） 单层 迭铺 2～3 3～5 10～15 10～15 15～25 15～25 20～25 20～25 6～10
Hale Waihona Puke （四）跌水1.跌水的功能 在陡坡或深沟地段设置的沟底为阶梯，水流呈瀑布式跌落 的沟槽称作跌水，跌水的作用是在较短的距离内，降低水 流流速，消减水流能量，进而防止冲刷（用于坡度大于10 ％，水头高差大于1.0m的陡坡地段）
仰斜式排水孔钻孔直径一般为75～150毫米，仰角不小于 6°，长度应伸至地下水富集或潜在滑动面。孔内透水管直 径一般为50～100毫米。透水管应外包l～2层渗水土工布， 防止泥土将渗水孔堵塞，管体四周宜用透水土工布作为反滤 层。
第四节 路面排水设施构造与布置 ◆1、设计内容
➢ 1）路面表面排水设计 ➢ 2）中央分隔带排水设计 ➢ 3）路面内部排水系统设计 ➢ 4）路面边缘排水设计 ➢ 5）排水基层或面层排水设计
渗沟由排水层、反滤层、封闭层组成
➢ 渗沟
盲沟式、洞式、管式
（1）渗沟的槽宽(人工开挖)视沟深而定，一般深度在2m时， 宽度为0.6~0.8m深度在3~4m时，宽度不小于1m。沟内用 作排水和渗水的砂石填料，应经过筛选和清洗。
（2）封闭层是为了防止土粒落进填充石料的孔隙，以免造 成渗沟堵塞而设置的，同时也能起到防止地面水渗入沟内的 作用。
第四节 路面排水设施构造与布置
• 1）路面表面排水
– 拦水带可由沥青混凝土现场浇筑，或者由水泥混凝土预制块 铺砌而成。
– 采用水泥混凝土预制块拦水带时，应避免预制块影响路面内 部水的排泄。拦水带的顶面应略高于过水断面的设计水面高 （水深），按设计流量公式（7-1）计算确定。
Qc
0.377
1
81
一般施工不易，造价高，土基含水 量较大，导致强度降低，设计时应
分析比较。
3. 渗井的构造
上部构造为集水结构，下部为排水结构。
上部构造:渗水井面积的大小，取决于路基表面的流量，一般可采用直径为 0.7m的圆井，或0.6m x0.66m~1.0m x 1.0m的方井。渗水井的顶部四周 (进口部分除外)用粘土筑堤围护。顶上也可加筑混凝土盖，严防渗井淤塞。
第四节 路面排水设施构造与布置 • 3）超高路段中央分隔带
第四节 路面排水设施构造与布置
• 4）路面结构内部排水 路面结构内部水的危害
– （1）浸湿各结构层材料和路基土，易造成无粘结粒状材料和 地基土的强度降低；
– （2）使水泥混凝土路面产生唧泥，随之出现错台、开裂和整 个路肩破坏；
– （3）进入空隙的自由水在行车荷载的作用下，会形成高孔隙 水压力和高流速的水流，引起路面基层的细颗粒产生唧泥， 结果失去支承；
第四节 路面排水设施构造与布置
• 4）路面结构内部排水 路面结构内部水的危害
– （4）在冰冻深度大于路面厚度的地方，高地下水位会造成冻 胀，并在冻融期间降低承载能力；
– （5）水使冻胀土产生不均匀冻胀； – （6）与水经常接触将使沥青混合料剥落，影响沥青混凝土耐
久性和产生龟裂。
第四节 路面排水设施构造与布置
二、渗沟
渗沟及渗井用于降低地下水位或拦截地下水。当地下水 埋藏较浅或无固定含水层时，宜采用渗沟，如图5-20，图521所示。
根据构造的不同，将渗沟分为填石渗沟、管式渗沟、洞 式渗沟。
填石渗沟，也称为盲沟，一般适用于地下水流量不大、 渗沟不长的地段，填石渗沟较易淤塞。
洞式及管式渗沟，一般适用于地下水流量较大、引水较 长的地段，条件允许时，应优先采用管式渗沟。
水深度不应大于1.5～2.0m。
➢ 油水分离池
路基排水沟出口位于水质特别敏感区
沉淀法
格栅 沉砂池
➢ 排水泵站
路基汇水无法自流排除 时，可设置排水泵站。
第三节 地下排水设施
路基地下排水设施包括暗沟(管)、渗沟、渗井、仰斜式 排水孔、检查疏通井等。
一、暗沟（管） 暗沟（管）用于排除泉水或地下集中水流，无渗水和汇 水的功能。 暗沟横断面一般为矩形，泉井壁和沟底、沟壁用浆砌片 石或水泥混凝土预制块砌筑，沟顶设置混凝土或石盖板，盖 板顶面上的填土厚度不应小于0.50米。 沟底的纵坡不宜小于1%,条件困难时亦不得小于0.5%,出 水口处应加大纵坡,并应高出地表排水沟常水位0.2米以上。
急流槽平面图
急流槽
➢ 蒸发池 蒸发池是在气候干燥地区的排水困难地段，于公路两侧每隔 一定的距离，为汇集边沟流水，任其蒸发所设置的积水池。
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 沟距离不应小于5m，面积较大的蒸 发池不得小于20m。池中水位应低于
排水沟的沟底。
蒸发池的容量应以一个月内路基汇 流入池中的雨水能及时完成渗透与 蒸发作为设计依据。每个蒸发池的 容水量不宜超过200～300m3，蓄
（2）边沟的纵坡
边沟的纵坡宜与路线纵坡相一致，并不宜小于0.3％，困难情 况下可以减至0.1%
（3）边沟的长度 单向排水长度每300—500米设出水口
➢ 边沟
横断面
深度 or 宽度 0.4-0.6m
H
H
b b
a) b)
R1=5.6
R=0.3
0.3~0.5 R=0.3
c)
1:n
0.3~0.5
R=0.3
（3）反滤层是为了汇集水流，并用以防止含水层中土粒堵 塞排水层而设置的。反滤层应尽可能选用颗粒大小均匀的砂 石材料，分层填埋，相邻两层颗粒直径之比不小于1:4，设 计时填料的颗粒应为含水层土的最大粒径的8～10倍。
➢ 渗井
竖直方向上的地下排水设备，穿过 不透水层，将路基范围内的上层地 下水，引入更深的含水层中去，以 降低上层的地下水或全部予以排除。
（2）排水沟应具有合适的纵坡，以保证水流畅通，不致流 速太大而产生冲刷，亦不可流速太小而形成淤积，为此宜 通过水文水力计算而择优选定。一般情况下，可取0.5～ 1.0%，不小于0.3％，亦不宜大于3％。
（3）排水沟水流注入其他沟渠或水道时，应使原水道不产 生冲刷或淤积。通常应使排水沟与原水道两者成锐角相交， 交角不大于45，有条件可用半径R=10b（b为沟顶宽）的 圆曲线朝下游与其它水道相接。
h3I 2
ih n
公式（7-1）
第四节 路面排水设施构造与布置 • 1）路面表面排水
第四节 路面排水设施构造与布置 • 2）一般路段中央分隔带
第四节 路面排水设施构造与布置
• 3）超高路段中央分隔带 三个要求
– （1）宽度小于3m且表面采用铺面封闭的中央分隔带排水，降 落在分隔带上的表面水排向两侧行车道，其坡度与路面的横 坡度相同；
路基排水设计
L/O/G/O
第一节 路基排水的意义和要求
一、路基排水的意义
保持路基材料的强度稳定性，进而保持路基的稳定性
二、路基排水设计的一般原则
1.路基排水设计应防、排、疏结合，全面规划，做到正确合理 2.路基排水沟渠的设置尽量与环境协调； 3.路基排水困难地段，可采取降低地下水位、设置隔离层等措 施； 4.因地制宜，经济适用
• 1）路面表面排水 基本原则：
– 3）在路堤较高，边坡坡面在未做防护而易遭 受路面表面水流冲刷，或者坡面虽已采取防护 措施但仍有可能受到冲刷时，应沿路肩外侧边 缘设置拦水带，汇集路面表面水，然后通过泄 水口和急流槽排离路堤。
– 4）设置拦水带汇集路面表面水时，拦水带过 水断面内的水面，在高速公路及一级公路上不 得漫过右侧车道外边缘，在二级及二级以下公 路上不得漫过右侧车道中心线。
– （2）宽度大于3m且表面未采用铺面封闭的中央分隔带 排水，降落在分隔带上的表面水汇集在分隔带中央的 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措施的中央分隔带， 降落在分隔带上的表面水下渗，由分隔带内的地下排 水设施排除。
第四节 路面排水设施构造与布置 • 3）超高路段中央分隔带
第四节 路面排水设施构造与布置 • 1）路面表面排水
基本原则：
– 1）降落在路面上的雨水，应通过路面横向坡度向两 侧排流，避免行车道路路面范围内出现积水。
– 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，应采用在路堤边坡上横 向漫坡的方式排除路面表面水。
第四节 路面排水设施构造与布置
2.跌水的布置和运用
边沟与涵洞单级跌水连接图 1—边沟；2—路基；3—跌水井；4—涵洞
多级跌水纵剖面图 1—沟顶线； 2—沟底线
跌水
（五）急流槽