中南大学路基路面工程课件 7.路基路面排水设计

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
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。
7.1 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。
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。
7.3 路面排水设计
7.3.1 路面表面排水
凹形竖曲线底部及高挖填路段：凹形竖曲线底部有可能汇集大量雨水冲 刷边坡。高挖填路段，由于汇水面积较大，暴雨时易冲刷边坡，形成坡 面冲沟，甚至冲毁路基。因此，路堤应设置拦水带和急流槽。将路表水 集中排出路堤，另一方面，边坡坡面应采取菱形、拱形等形式滑架护坡， 将坡面分成很多单个网格面积，使每个网格面积均不受临近坡面水的冲 刷。 超高路段：由于横坡倾向一侧，对于设置中央分隔带的高等级公路，应 做超高路段排水设计。在靠近中央分隔带的路缘带内设置独立的排水系 统，由 纵向汇水沟、跌水井、横向排水管、急流槽、消力池，将外侧
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。
以采用管道或沟槽，从Байду номын сангаас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
路表水排出。
7.3 路面排水设计
图7-29 挡水带集中排水示意图
图7-30 高填方路段排水示意图
图7-31 超高段路缘带内排水示意图
7.3 路面排水设计
7.3.2中央分隔带排水
将中央分隔带顶面做成抛物线拱起，并积种植草皮封盖，以尽可能
减少雨水下渗。另外降落在分隔带上的表面水部分下渗，会侧渗到路基
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）
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（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。
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。
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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7-11 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
图7-12 多级跌水纵剖面图 1-沟顶线；2-沟底线
7.2 路基排水设施
②急流槽
在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡、水流不离开槽底的沟槽称作急流槽。急流 槽的作用是在较短的距离内以沟渠的方式引排水流、降低水头，进而防止冲刷 急流槽设置通常设置在高路堤边坡（图7-14）、高路堑边坡（图7-8）、路堑与 高路堤连接处（图7-15）、回头曲线上下边沟（图7-16）等位置，用于排除边 沟和截水沟汇集的水流。
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。
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
7.2 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
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
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（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。
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。
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。
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。
图7-10 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
7.2 路基排水设施
路基路面工程
主讲 周建普
2011.03
7.路基路面排水设计
7.1概述 7.2路基排水设施 7.3路面排水设施 7.4排水结构物水力水文计算
7.1 概述
7.1.1 目的 将路基工作区内的路基土含水量降低到一定程度，确保路 基处于中湿或干燥状态，使路基路面具有足够的强度和稳 定性。
7.1.2 要求 将影响路基路面稳定性和行车安全的地表水排除和拦截于 路基范围以外，并防止漫流、停积和下渗；对于影响路基 稳定性的地下水，则应予以疏干、截流、降低并引导到路 基范围以外。
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
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。
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