路基排水设计技术

项目五路基排水设计技术

本项目学习目标

最终目标：能完成1公里山区二级公路路基排水工程技术应用。

促成目标：1. 知道山区公路常见排水工程构造物的类型及作用；

2. 能按工程类比法应用排水工程技术。

任务一路基排水的意义和原则

一、路基排水的意义

公路的最大病因之一是水害，例如，水分的积聚使得沥青与集料之间的粘接力下降，造成路面基层承载能力下降，降低了路面材料的强度；受土质、气温的影响又容易引起土质松软、边坡坍塌、基身沉陷或产生滑动，既而导致道路的冻胀与翻浆的产生。因此为保证路基的强度与稳定性，在路基路面设计、施工和养护中，必须重视路基路面的排水工程。

二、路基排水设计的一般原则

路基排水设计的原则有以下几点：

⑴路基排水设计应防、排、疏结合，并与路面排水、路基防护、地基处理以及特殊路基地区的其他处治措施相协调，形成完善的排水系统。

⑵路基排水设计应遵循总体规划、合理布局、少占农田、环境保护的原则，并与当地排灌系统相协调。

⑶路基排水排水困难地段，可采取降低地下水位、设置隔离层等措施，使路基处于干燥、中湿状态。

⑷施工场地的临时排水设施，应尽可能与永久性排水设施相结合。各类排水设施设计要满足功能要求，安全可靠，并便于施工、检查和养护维修。

任务二常用路基排水设施的构造与布置

一、地面排水设备

路基地表排水设施设计中，对于降雨重现期规定是：高速公路、一级公路应采用15年，

其他等级公路应采用10年。各类地表排水设施的断面尺寸应满足设计排水流量的要求，沟顶应高出沟内设计水面0.2m以上。

（一）边沟

1.边沟的设置与作用

边沟一般在路堑、矮路堤、零添零挖路基及陡坡路堤边缘外侧或坡脚外侧以及路基边缘高度小于边沟深度的均应设置。其作用主要用来汇集和排除流向路基范围内的少量地表水。边沟流量不大，一般不需要进行水力水文计算，可直接套用标准横断面形式，当流量较大时，断面则应根据水力计算确定。

2.边沟的横断面形式

⑴原地面为土质时，可采用梯形断面。

⑵原地面为石质时，可采用矩形断面。

⑶在矮路堤施工或采用机械化施工时，可采用三角形断面。

⑷防积砂和积雪路段，可采用流线型边沟，并可改善道路的景致、美观、舒顺。

3.边沟的断面尺寸

高速公路、一级公路边沟的底宽、深度不应小于0.6m，其他等级公路不应小于0.4m。当流量较大时，可根据水流量的大小加大边沟断面尺寸。

边沟内侧坡度见图5-1所示。

图5-1 边沟的横断面形式示意图（单位：m）

a）、b）梯形； c）、d）流线型；e）三角形；f）矩形

梯形边沟的内侧边坡一般为1：1~1：1.5;岩石边坡一般为1：0~1：0.5；浆砌边沟内侧边坡可直立；三角形边沟内侧边沟一般为1：2~1：3。各种沟渠外侧边坡与挖方边坡一致。

4.边沟的纵坡与长度

边沟的纵坡应与路线的纵坡相一致，并不宜小于0.3%以防淤积，在特殊情况下容许减至0.1%。路线纵断面设计时，为兼顾边沟的设置，在横向排水不畅路段及各级公路的长路堑路段，均应采用不小于0.3%的纵坡。路堑边沟的水流，不应流经隧道排出。

边沟的水应顺势排至低洼地段或天然河流，受地形的限制为防止水流漫溢或冲刷，边沟的单向排水长度一般不宜超过300~500m 。若超过此值，则添设排水沟和涵洞，将水引出路基范围以外。

5.边沟出水口处理

为防止冲刷，目前常采用排水沟、跌水或急流槽将边沟所汇集的水引至低洼地、天然河流处。在回头曲线处，应顺着原来边沟方向沿山坡开挖排水沟，将水引出路基范围以外。在由路堑过渡到路堤，边沟沟底到填土坡脚高差过大处，山坡路基在大坡下的回头曲线处，边沟水引向桥涵进口处等，水流的冲刷过渡，或使桥涵进口淤塞，或冲毁构造物的危险，必须采取加固措施予以解决。

（二）截水沟（又叫天沟）

1.截水沟的设置和作用

挖方路基的堑顶截水沟应设置在坡口5m 以外，并宜结合地形进行布设，填方路基上侧的路堤截水沟距填方坡脚的距离应不小于2m 。在多雨地区，视实际情况可设一道或多道截水沟。其作用是拦截路基上方流向路基的地面水流，保护挖方边坡和填方坡脚不受水流冲刷。

2.截水沟的构造和布置

如图5-2所示：路堑段挖方边坡上方设置的截水沟，图中距离d ≥5.0m ，土质不良地段可取10.0m 或更大。截水沟下方一侧，可堆置挖沟的土方，要求做成顶部向沟倾斜2％的土台。路堑上方设置弃土堆时，截水沟的位置及断面尺寸，如图5-3所示。 山坡填方路段可能遭到上方水流的破坏作用，此

时必须设截水沟，以拦截山坡水流保护路堤。如图5-4所示，截水沟应与坡脚之间距离不小

图5-2 挖方路段截水沟示意图 图5-3 挖方路段弃土堆与截水沟关系图 1-截水沟；2-弃土堆；3-边沟 1-截水沟；2-土台；3-边沟

于 2.0m ，并做成2％向沟倾斜横坡，确保路堤不受水害。

截水沟的横断面形式，一般为梯形，其边坡坡度，因岩土条件而定。沟底纵坡不应小于0.3%，如图5-5所示。

沟底宽度b 不小于0.5m ，沟深h 按设计流量而定，亦不应小于0.5m 。

为尽快截住上方的水流，截水沟的布置应尽可能与水流的方向垂直。 截水沟的出水口，可用排水沟或跌水、急流槽相连接，将水引至山坡一侧的自然沟中或桥涵进水口处。截水沟在转弯处应以曲线相连，使水流畅通。为防止水流的冲刷和渗漏，应对截水沟进行防渗加固，必要时设跌水或急流槽。

（三）排水沟

1.排水沟的作用

其作用是将边沟、截水沟、取土坑所汇集的水流或路基附近的积水，引致桥涵或路基范围以外的天然河流、低洼地。

2.排水沟的横断面形式

其断面一般采用梯形，尺寸大小应通过水利计算选定，底宽、沟深均不宜小于0.5m ，边坡坡度一般定为1：1~1：1.5。

3.排水沟的布置

排水沟的布置可根据需要并结合当地地形条件而定，

距路基尽可能远一点，一般距路基坡脚不宜小于3~4m 。沟底纵坡应不小于0.3%，以1%~3%为宜，纵坡大于3%时沟渠应加固，大于7%时则必须修跌水或急流槽。其连续长度一般不宜超过

图5-4 填方路段上的截水沟示意图 1-土台 2-截水沟

图5-5 截水沟的横断面图例 a ）土沟； b ）石沟

图5-6 沟渠底宽的渐宽值