公路排水计算资料讲解

二、明渠的水力水文计算
2)排水沟
主要用途在于引水，将路基范围内的各种水源的水流,引排至桥涵或 路基范围以外的指定地点。 排水沟的横断面形式一般采用梯形，尺寸大小应经过水力水文 计算选定。边坡1：1.0～1：1.5，深度和底宽不宜小于0.5米。 排水沟的位置，离路基尽可能远些，距路基坡脚不宜小于2米； 平面上应力求直捷，连续长度宜短，长不宜超过500米。 排水沟应具有合适的纵坡，通过水力水文计算选定，一般情况 下，可取0.5%～1.0%，沟底纵坡不宜小于0.5%。
二、明渠的水力水文计算
设边沟底宽b=0.4m，高h=0.4m，浆砌片石砌筑，沟底粗糙系数n=0.025，设
计水深为0.2m（路基设计规范P28要求0.2m，排水设计规范P12要求0.1m），
过水断面面积A=0.5（0.4+0.8）x0.2=0.12m2，水力半径
二、明渠的水力水文计算
沟内平均流速为：
0.467
t
1.445
sLp
ip
式中：t——坡面汇流历时，min；
Lp——坡面流的长度，m； ip——坡面流的坡度；
s——地表粗度系数，按《公路排水设计规范》（JTGT D—2012） 表9.1.4确定。
二、明渠的水力水文计算
二、明渠的水力水文计算
路堑边坡的粗度系数s1=0.10，坡度分别为1：0.5、1：0.75、1：1、1：1。
二、明渠的水力水文计算
4)急流槽 急流槽的构造按水力计算特点，亦由进口、槽身和 出口三部分组成。 急流槽可采用由浆砌片石铺砌或水泥混凝土浇筑的的矩形横断 面或梯形横断面。 浆砌片石急流槽的槽底厚度可为0.2～0.4米，槽壁厚度为0.3～ 0.4米。混凝土急流槽的厚度可为0.2～0.3米。槽顶应与两侧斜坡 表面齐平。槽深不小于0.2米，槽底宽最小 0.25米。 急流槽槽底每隔2.5～5.0米应设置一个凸榫，嵌入坡体内0.3～ 0.5米，以避免槽体顺坡下滑。
二、明渠的水力水文计算
（通常年降雨量200mm以下为干旱区，200mm-500mm之间为半干旱区）
二、明渠的水力水文计算
二、明渠的水力水文计算
（通常年降雨量200mm以下为干旱区，200mm-500mm之间为半干旱区）
查图9.1.7-2 得该区60min降雨强度转换系数为C60=0.40 由表9.1.7-2 可查得降雨历时t =12min的转换系数为 Ct=0.93
➢ 边沟不宜过长，边沟出水口的间距，一般地区不宜超过500米， 多雨地区不宜超过300米，三角形和碟形边沟不宜超过200米。
➢ 边沟的纵坡尽可能与路线纵坡坡度保持一致，并不宜小于0.5% 的纵坡。边沟出水口附近以及排水困难路段，应进行特殊设计。
二、明渠的水力水文计算
➢ 边沟的横断面形式：有梯形、矩形、U形（或带盖板 矩形、U形）、三角形、碟形横断面。 ➢ 高速、一级公路边沟的底宽和深度不应小于0.6米，其他等级 公路不应小于0.4米。
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
公路排水设计 明渠排水的水文水力计算
苏交科集团股份有限公司 2020年4月7日星期二
一、概述
1.公路排水系统
截截水水沟沟
过路涵 拦水带
吊沟
边沟
排水沟
钢波纹管涵
钢筋砼盖板涵
急流槽
排水总体布置
一、概述
3.水对路面的影响
一、概述
3.水对路面的影响
1）降低路面材料强度； 2）加快路面材料损坏；
3）唧浆、冲刷；
二、明渠的水力水文计算
二、明渠的水力水文计算
查图9.1.7-1 该区5年重现期10min降雨历时的降雨强度为强q5，10=1.2 mm/min q p，t=cpctq5,10=1.34x0.93x1.2=1.447mm/min
二、明渠的水力水文计算
1、方法一 按照规范的方法步骤验算是否满足
二、明渠的水力水文计算
1.确定汇水区域
汇水面积=路面汇水面积+坡面汇水面积
二、明渠的水力水文计算
1.确定汇水区域
二、明渠的水力水文计算
1.确定汇水区域
路堑一侧边坡汇水面积A1=200（3+4.5+6+6）=3900m2 碎落台汇水面积A2=2×200×4=1600m2 沥青路面中线至边沟汇水面积A3=6×200=1200m2 总的汇水面积F= A1+ A2+ A3=3900+1600+1200=6700 m2
二、明渠的水力水文计算
3）截水沟
➢ 截水Leabharlann Baidu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%。
2.计算径流系数
查《公路排水设计规范》（JTGT D—2012）表9.1.8知：
二、明渠的水力水文计算
2.计算径流系数
查《公路排水设计规范》（JTGT D—2012）表
二、明渠的水力水文计算
3.计算汇流历时及平均流速
1）按《公路排水设计规范》（JTGT D—2012）式9.1.4计算坡面汇流历 时
沟内汇流历时为
t5=200/1.704=1.96min；
综上，可知汇流总历时 t=t’+t5=1.41=9.46+1.96=11.42min。
4.计算泄水能力
则边沟的泄水能力Qc：
Qc=vA=1.704x0.12=0.204m/s
二、明渠的水力水文计算
5.计算降雨强度
根据规范，高速公路、一级公路路界内坡面排水设计降雨的重现期为15年，其 他等级公路为10年，公路采用降雨强度公式计算：