中南大学路基路面工程课件 7.路基路面排水设计
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《路基路面排水》课件
《路基路面排水》PPT课 件
"路基路面排水"是一门关于道路排水系统的重要课程，本PPT课件将为您介绍 路基路面排水的概述、原理、系统部件、排水类型、设计与施工以及排水问 题与处理方法。
概述
路基路面排水涉及道路排水系统的设计和施工，并负责防止道路积水及其带来的潜在问题。
排水原理
1
重力排水原理
通过合理的坡度和排水沟渠，利用重力将水
压力排水原理
2
流排出道路。
借助泵站等设备，通过增加水流压力来排除
道路积水。
3
泵站排水原理
通过运用泵站系统，将道路积水抽离到排水 管网中。
排水系统部件
排水管网
专门设计的排水管道网 络，负责水流的引导和 排出。
排水沟渠
用来收集和导引水流的 开放式沟渠，位于道路 边缘或中央。
雨水口
安装在路面上，用于将 水流引导到排水系统。
通过合理的设计和施工，避免道 路上出现积水现象。
排水系统堵塞问题
定期保养和清理排水系统，防止 堵塞导致排水效果不佳。
排水不畅问题
监测和修复排水系统，确保水流 顺畅流出。
总结与展望
挑战与机遇
路基路面排水面临着不断变化的挑战，但也带来了新的机遇和发展空间。
发展前景
随着城市化进程的加速和交通网络的扩大，路基路面排水将成为一个日益重要的领域。
2
设计原则
基于地形和气候条件，确定适当的设计方案。
3
设计参数
如坡度、排水管径、沟渠尺寸等，确保排水系统的有效性。
路面排水施工
1
控制施工质量的技术措施
如材料选择、施工工艺和工人培训，确保排排水系统验收及维护2水系统的可靠性。
进行排水系统的验收和定期维护，以确保其 持续高效运行。
"路基路面排水"是一门关于道路排水系统的重要课程，本PPT课件将为您介绍 路基路面排水的概述、原理、系统部件、排水类型、设计与施工以及排水问 题与处理方法。
概述
路基路面排水涉及道路排水系统的设计和施工，并负责防止道路积水及其带来的潜在问题。
排水原理
1
重力排水原理
通过合理的坡度和排水沟渠，利用重力将水
压力排水原理
2
流排出道路。
借助泵站等设备，通过增加水流压力来排除
道路积水。
3
泵站排水原理
通过运用泵站系统，将道路积水抽离到排水 管网中。
排水系统部件
排水管网
专门设计的排水管道网 络，负责水流的引导和 排出。
排水沟渠
用来收集和导引水流的 开放式沟渠，位于道路 边缘或中央。
雨水口
安装在路面上，用于将 水流引导到排水系统。
通过合理的设计和施工，避免道 路上出现积水现象。
排水系统堵塞问题
定期保养和清理排水系统，防止 堵塞导致排水效果不佳。
排水不畅问题
监测和修复排水系统，确保水流 顺畅流出。
总结与展望
挑战与机遇
路基路面排水面临着不断变化的挑战，但也带来了新的机遇和发展空间。
发展前景
随着城市化进程的加速和交通网络的扩大，路基路面排水将成为一个日益重要的领域。
2
设计原则
基于地形和气候条件，确定适当的设计方案。
3
设计参数
如坡度、排水管径、沟渠尺寸等，确保排水系统的有效性。
路面排水施工
1
控制施工质量的技术措施
如材料选择、施工工艺和工人培训，确保排排水系统验收及维护2水系统的可靠性。
进行排水系统的验收和定期维护，以确保其 持续高效运行。
最新7第七章 路基路面排水设计
拦水带：
第三节 路面排水设计
25
一、路面表面排水
拦水带：
第三节 路面排水设计
26
二、中央分隔带排水类型
第三节 路面排水设计
1.宽度小于3米且表面采用铺面 封闭的中央分隔带排水；
27
二、中央分隔带排水类型
第三节 路面排水设计
2.宽度大于3米且表面未采用 3.表面无铺面且未采用表 铺面封闭的中央分隔带排水； 面排水措施的中央分隔 带；
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；
16
第二节 路基排水设备的构造与布置
一、地面排水设备 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。
17
第二节 路基排水设备的构造与布置
一、地面排水设备 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。
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；
11
一、地面排水设备
第二节 路基排水设备的构造与布置
截水沟:
第三节 路面排水设计
25
一、路面表面排水
拦水带：
第三节 路面排水设计
26
二、中央分隔带排水类型
第三节 路面排水设计
1.宽度小于3米且表面采用铺面 封闭的中央分隔带排水；
27
二、中央分隔带排水类型
第三节 路面排水设计
2.宽度大于3米且表面未采用 3.表面无铺面且未采用表 铺面封闭的中央分隔带排水； 面排水措施的中央分隔 带；
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；
16
第二节 路基排水设备的构造与布置
一、地面排水设备 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。
17
第二节 路基排水设备的构造与布置
一、地面排水设备 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。
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；
11
一、地面排水设备
第二节 路基排水设备的构造与布置
截水沟:
路基路面排水设计(ppt)
特殊地质条件下的排水设计
软土地区排水设计
在软土地区，由于土的透水性差，地下水含量高，排水设计尤为重要。在设计中应考虑适当提高路基填土高度、设置 砂垫层、使用排水板等措施，以降低地下水位，提高路基稳定性。
黄土地区排水设计
黄土地区由于具有强烈的湿陷性和渗透性，排水设计尤为重要。在设计中应考虑设置截水沟、排水沟等措施，以拦截 和排除流向路基的水，同时应做好防冲刷和防渗漏措施。
定期清理排水设施， 保持其畅通无阻，防 止淤积和堵塞。
紧急情况的应对措施
01
制定应急预案，对突发的暴雨、洪水等自然灾害进行及时应对。
02
配备专业的应急抢险队伍和设备，确保在紧急情况下能够迅速
响应并采取有效措施。
加强与气象、水利等相关部门的沟通与协作，及时获取预警信
03
息并采取应对措施。
提高排水设施的使用寿命
科学合理地设计排水设施，确 保其结构合理、功能完善，提 高其使用寿命。
在施工过程中，严格控制施工 质量，确保排水设施的完好性 和稳定性。
在使用过程中，加强排水设施 的监测和维护，及时发现并处 理问题，延长其使用寿命。
05
案例分析
成功案例介绍
某高速公路路基路面排水设计
该设计采用了完善的排水系统，包括边沟、排水沟、渗沟等 ，有效地排除了路面的积水，减少了水对路面的损害，保证 了道路的正常使用。
路基路面排水设计
• 引言 • 路基排水设计 • 路面排水设计 • 排水设施的维护和管理 • 案例分析
目录
01
引言
目的和背景
01
路基路面排水设计的主要目的是 防止水对路面的侵害，保持路面 的良好使用状态，提高路面的使 用寿命，确保行车安全。
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:
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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图7-25 挖填交界处横向盲沟 1-盲沟；2-边沟；3-路堑；4-路堤
图7-26 管式渗沟（尺寸单位：cm）
7.2 路基排水设施
（3）渗井 是一种立式竖向排下设施。当地面以下存在多层含水层，上层排水量不大， 渗沟难以布置。采用渗井穿透不透水层，将路基工作区内的上层地下水引入更 深的含水层。孔经和渗水量，需要经过水力计算确定，直径为1.0~1.5m的圆柱 形，或边长为1.0~1.5m为方柱形，结构如图7-28。
路面结构层，势必造成路基路面强度下降，必须设法排出。 方式如图7-32。
图7-32 中央分隔带下设排水沟示意图 1-中央分隔带；2-路面；3-路床顶面；4-隔渗层； 5-反滤织物；6-渗沟；7-横向排水管
7.3 路面排水设计
7.3.3 路面内部排水
水可通过路面接缝、裂缝、路表和路肩渗入路面结构层，或由高水 位地下水，截断的含水层和泉水进入路面结构，被封在路面结构中的水 分会产生诸多有害影响。 (1)水对路面结构的影响 浸湿各结构层材料和路基土，造成路面基层材料和地基土的强度降低； 使水泥混凝土路面产生基层唧泥，随之出现脱空、错台、开裂和整个路 肩破坏 与水经常接触将使沥青混合料的沥青剥落，影响沥青混合料的耐久； 下渗的水使路基土产生不均匀冻胀；进而造成翻浆。 （2）路面内部排水的目的 低透水性土质的路基常常使渗入到路面内部的水长时间不能排除， 停滞在路槽内，使路面材料长期饱水。路面结构内部排水的目的是保 证路面材料处于正常湿度状态，正常行使其使用功能，达到其应有的 使用寿命。
7.2 路基排水设施
图7-4 挖方路基弃土堆与截水沟关系图 1-截水沟；2-弃土堆；3-边沟
图7-5 填方路基上侧截水沟示意图 1-土堆；2-截水沟
图7-6 多级截水沟平面布置图
7.2 路基排水设施
图7-7 中部以急流槽连接的截水沟
图7-8 增设急流槽与涵洞
土 质
图7-9 截水沟横断面示意图
石 质
图7-27 洞式渗沟结构示意图（单位：cm） 1-浆砌块石2-碎砾石；3-盖板；4-砂 5-双层反铺草皮或土工布；6-基础
图7-28 渗井结构与布置图
7.3 路面排水设计
7.3.1 路面表面排水
(1)路面表面排水的目的：把降落在路面和路肩表面的降水迅 速排除，以免造成路面积水而影响行车安全，防止水流下 渗导致路基路面强度和稳定性降低。 (2)路面表面排水方式 路线纵坡平缓、挖填方量不大的路段：边坡较低，汇水量 不大，坡面不会受到冲刷的情况下，采用路表水沿横坡、 填方坡面横向漫流方式排除路表水。为防止坡面冲刷，切 方坡面采取喷草种，填方坡面采用贴草皮的措施。
7.2 路基排水设施
图7-14 高路堤边坡急流槽
图7-15 路堑与高路堤连接处急流槽
7.2 路基排水设施
图7-16 回头弯曲线
Hale Waihona Puke .2 路基排水设施（5）倒虹吸与渡水槽 当水流需要横跨路基，同时 受到路基设计标高的限制，可
图7-17 竖井式刀虹吸布置图 1-路基；2-原沟渠；3-洞身； 4-垫层；5-竖井；6-沉淀池
图7-24 两侧边沟下设盲沟 图7-23 一侧边沟下设盲沟 1-盲沟；2-层间水；3-毛细水；4-可能的滑坡线 1-原地下水；2-降低后地下水位；3-盲沟
7.2 路基排水设施
施工要求：沟底纵坡>1%，不宜过长。出 水口底面标高高于沟外最高水位 20cm以 上，不允许出现倒灌现象。 （2）渗沟 与盲沟相似，但结构更完善，排水量更 大，埋置更深，其作用与位置，视地下排水 的需要而定，规格尺寸更大，需经水力计算 确定，沟底可设硐或管。
7.2 路基排水设施
7.2.1地面排水设施 主要有边沟、截水沟、排水沟、跌水、急流槽、倒虹吸、 渡槽等。 （1）边沟 设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧。 排除路基范围内和流向路基的地表水。 边沟纵坡与线路纵坡一致，平坦路段保持不小于0.5%的 纵坡。
7.2 路基排水设施
边沟一般排水量不大，不作水力计算。 边沟不宜过长，尽量就近排入自然水沟或低洼地，必要 时设置跌水和涵洞将边沟水引入路基另一侧。 横断面形式有梯形、矩形、三角形、流线型，视路基填 料、路基断面形式不同而异。 采用浆砌片石、栽砌卵石和水泥混凝土预制块防护。
图7-22 墨西哥格雷塔罗市的古渡槽
7.2 路基排水设施
（6）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。 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。
7.2 路基排水设施
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。
0.5m，沟深按设计流量而定，不小于0.5m。横断面一般为梯形。 可与弃土地综合设置，见图7-4。
截水沟应尽量与地面水流方向垂直，就近引入自然沟内。
截水沟距挖方边坡坡口的距离不小于5m；填方路基上侧的路堤截水沟 距填方坡脚的距离不小于2m。 截水沟长度200~500m为宜。断面规格须水力计算确定。
7.2 路基排水设施
图7-1 边沟的横断面形式示意图
7.2 路基排水设施
图7-2 边沟现场照片
图7-3 边沟现场照片
7.2 路基排水设施
（2）截水沟
设置在挖方路基边坡坡顶或山坡路堤上方适当地方，拦截路基上方流向
路基的地表水，保护挖方边坡和填方坡脚不收流水冲刷，必要时可设多 通截水沟。
沟底纵坡不小于0.5%，平整密实，不滞流，不渗水，沟底宽不小于
7.1 概述
7.1.3 应遵循的一般原则要点
（1）查清水源：地表水（雨、雪的江水区域，降水量， 江、河、湖、水田等分布）；地下水（上层滞水、潜水、 层间水，与地表水的关系等）；
（2）全面规划，综合治理：地表水与地下水的处理相配 合，各种排水结构物相配合；路基排水设施与农田水利设 施统一规划，沿线生态平衡，水土保持等。 （3）因地制宜，就地取材。
以采用管道或沟槽，从路基底
部或上部架空跨越，前者称倒 虹吸，后者为渡水槽，分别相
当于涵洞和渡水桥。两者属于
路基地面排水的特殊结构物， 且其中绝大部分是配合农田水
利所需而采用。
图7-18 倒虹吸管上游进口构造图
7.2 路基排水设施
图7-19 水北调北京永定河倒虹吸
图7-20 引大入秦先明峡倒虹吸
图7-21 东江－深圳渡水槽
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
7.2 路基排水设施
（4）跌水和急流槽
①跌水 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。
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，蓄水深度不应大于1.5～2.0m。 蒸发池的设置不应使附近地面形成盐渍化或沼泽化。
7.2 路基排水设施
7.2.2 地下排水设施
用于拦截、引导、排除路基或边坡土体的地下水，或者降低地下水水 位。 常用路基地下排水设施有盲沟（暗沟）、渗沟、渗井。 （1）盲沟（暗沟） 设置在路基边沟以下或其他适当位置的简易沟渠，沟内分层填以不同 粒经的颗粒材料。利用其透水性将地下水汇集于沟内，沿沟排泄至路 基范围以外，目的是拦截和降低地下水位。 盲沟(暗沟）的布置
纵坡（%） 加固类型 ＜1 不加固 加固类型与沟底纵坡关系 1～3 3～5 5～7 表7-1 ＞7
土质好，不加固； 土质不好，简易加固
简易加固或 干砌式加固
干砌式或浆 砌式加固
表7-2
浆砌式加固 或改用跌水
沟渠加固类型
型式 名称 平铺草皮 竖铺草皮 简易式 水泥砂浆抹平层 石灰三合土抹平层 粘土碎（砾）石加固层 石灰三合土碎（砾）石加固层 干砌片石 干砌式 干砌片石砂浆匀缝 干砌片石砂浆抹平 浆砌片石 浆砌式 混凝土预制块 砖砌水槽
7.2 路基排水设施
（3）排水沟
①排水沟的功能
将路基范围内各种水流（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 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，平面上应力求直捷，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。 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％。 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。
7.3 路面排水设计
（3）路面内部排水方式 采用密实型防渗水基层，在基层表面做沥青封层，防止水分从基层裂 缝下渗。 采用路面边缘排水系统，即沿路面边缘设置透水性填料集水沟，排水 管和横向出水管，过滤织物组成边缘排水系统 。 设置基层排水系统，即直接在面层下设置透水性排水基层，在其边缘 设置集水沟和排水管以及横向出水管等，组成基层排水系统。 设置排水垫层，即在有地下水、临时滞水、泉水有可能进入路面结构 或者需要迅速排除负温作用引起的积聚在路基上层的自由水时，设置 透水性排水垫层，在其边缘设置集水沟和排水管以及横向出水管等组 成的排水系统。
7.2 路基排水设施
③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。 ④排水沟的防护 包括排水沟在内的土质沟渠在有可能受到冲刷和渗漏时必须进 行防护和防渗处理。