高速公路路面设计及排水设计(参考)

第三章排水设计计算说明书

3.1 气候与地质条件介绍

项目工程区属亚热带湿润季风气候区，整体气温变化幅度小，年均温

13-14C, 1月均温3.0-6.3 C, 7月均温19.8-22.0 C。极端最高气温为32.8 C, 最低气温为-12 C o多年平均降水量达到1350毫米/年。蒸发量最大的月份为2〜5 月份,无霜期230-300 天。冬暖夏凉,气候宜人。地形起伏较大,局部地区气候差异明显。全市总水量约142.18亿立方米，其中地表水体平均年流量64亿立方米。项目工程区地处长江水系和珠江水系的分水岭地区。长江水系以乌江上游

三岔河为干流, 展布于市境北部；珠江水系以北盘江为干流, 由西向东横贯市境中部；南盘江支流分布于市境南部边缘。受岩溶地貌影响，地表河网与地下河网均有发育，互有衔接，且反复出现。境内10公里以上河流43条，多呈现河谷深切，河床狭，水流急，落差大，水利资源丰富。工程区年降水量具明显的季候

性特征，5〜10月为雨季，多暴雨，降水量占全年总量的三分之二，暴雨常造成洪水灾害，并诱使崩塌、滑坡等地质灾害发生。

项目工程区所属境内岩溶地貌类型齐全，发育典型。山峦众多，延绵起伏；沟壑纵横，深履险峻。地势西北高，东南低。地面最高点为乌蒙山脉的韭菜坪，海拔在2900.3 米，人称“贵州屋脊”；最低点在六枝特区毛口乡北盘江河谷，海拔586米。境内平均海拔在1400-1900米之间。沿线地质情况为覆盖层以种植土、亚砂土和亚粘土为主，含少量的碎石质土，覆盖层厚2m左右，稻田中种植土厚0.6m左右。下伏基岩为硅化板岩。

3.2 边沟设计验算

在K10+983.396 至K11+020 之间的左侧挖方段为挖方最大汇水面积段，本次设计以沥青混凝土路面为例。硅化板岩路堑（坡度为1: 0.5,坡面流长度为7.5m），路基宽度21.5m,

取单侧路面和路肩横向排水宽度为12m,路拱横坡为2%在纵断面方面，此处属于竖曲线上，

采用平均纵坡i=（1518.14-1516.70）/36.604=0.03%,边沟坡脚和路肩边缘间设置矩形形边沟。计算简图如图 4.2-1.

1.1.1 计算汇水面积和径流系数：

由图一计算汇水区域在路堑一侧（由平台沟到边坡平台）的面积A1=7.5 X 36.604=274.53m2。由于坡面上采用拱式护面墙防护，则由《公路排水设计规范》得坡面径流系数取C1=0.78。汇水区域在边沟平台上的面积A2=1 X36.604=36.604m2,取坡面径流系数（浆植草护面）C2=0.53 ，汇水区域在路面一侧（公路路中线到边沟）的面积为A3=36.604 X2=439.248m2，由表查得沥青路面径流系数为C3=0.95。由此，总的汇水面积为

F=274.53+36.604+439.248=750.382m 2，汇水区的径流

纱53 °78 36.604 °53 439・248 °950.87

图0-1边沟计算示意图

1.1.2计算汇流历时:

1.445*（m^L s）0.467计算坡面汇流历时, J i s

其中：L s――坡面流长度;

i s——坡面流坡度;

m 1地表粗糙系数;

由表查得拱式护面墙防护路堑边坡的粗度系数m1=0.4,且路堑坡度为1：0.5，得路堑坡

面汇流历时 J 1.445 (0.4 7.5)0.4672.05mn。

V1/0.5

由表查得边沟平台（植草护面）的粗度系数m1=0.4,横向坡度为4% ,则

t1 1.445*(

0.4 A)0"73.816m n

V0.04

查表得沥青混凝土路面粗糙系数为，横坡4%，坡面流长度为12m，所以历

时时间为t1 1.445 (0.013 12)0.467 1.287min。

v 0.04

C=

750.382

由克毕公式t1

因此取坡面汇流历时t i =3.816min （取最大值）。

设边沟底宽为 0.6m ，高0.65m ，以浆砌片石砌筑，沟壁粗糙系数

n=0.025。设计水深为

0.5m 。

求得 过水

断面

段面积为 A= 0.6

2

0.5 0.3m ， 水力半径为

bh

n —

0.6 0.5 0.188m 。

R= b 2h

0.6 2 0.5

按曼宁公式，得沟内平均流速为:

1.1.3计算降雨强度:

据设计手册，高速公路路界内坡面排水设计降雨重现期为

15年。求设计重

现期和降雨历时内的降雨强度（mm/min ），由于公路在贵州六盘水境内，据《公 路排水设计手册》，可取公式

42.25 62.60 IgP 42.25 62.60 Ig15） I

3.170mm/min 。

t 35

1.557 35

1.1.4计算设计径流量:

可按降雨强度由推理公式确定： Q 16.67 C I F ，

式中Q---设计径流量; C---径流系数； F---汇水面积（Km 2）

所以 Q 16.67 0.87 3.170 750.382 10 6

0.0345m 3/s 。

1.1.5检验径流：

设定边沟的截面形式为矩形，底宽

0.6m,过水断面为底宽0.6m ，水深0.5m ，断面积

为 0.3m 2,则泄水能力 Q c =0.3 忽.3=0.69m /s 。

V 1

£.1

-R 3i 2 n

1 2 1

0.1883 0.032

0.025 L 36.604

上2 s 0.27min 。

2 V 2.30

由上可得汇流历时为

t t 1 t 2 1.287

2.30m/s ，因此沟内汇流历时为

0.27 1.557mi n