路基路面教案(7章路基路面排水设计)

第七章路基路面排水§ 7-1 概述一、排水的目的与要求1、影响路基路面的水源有两大类地面水：包括--- 大气降水、海河湖水、水渠水库水危害--- 冲刷路基使其失稳；渗入路基路面降低强度；在接缝、路肩处造成唧泥地下水：包括—上层滞水、潜水、层间水危害—轻者路基湿软、强度降低、承载力下降；重者冻胀、翻浆、边坡滑塌分为：路基排水（地面、地下）, 路面排水（表面、中央、内部）2、排水任务：将路基范围内土基湿度降到一定限度内，保持路基常年干燥，确保强度和稳定性3、排水要在设计、施工、养护三个环节上重视⑴ 设计—排除、拦截地面水；隔断、疏干和降低地下水，引走⑵ 施工—校核排水系统设计，必要时补充修改；重视工程质量；施工现场设临时排水措施，保证正常条件施工和质量⑶ 养护—对排水设施定期检查、维修，保证正常使用，水流通畅。

4、路面内部排水很重要路面排水—路表面、中央带、路面结构内部排除接缝下渗水、路旁滞水侧渗水，内部排水系统要满足：设施泻水能力强；自由水在路面结构内渗流时间、路径不能太长；设施要耐久二、排水设计的一般原则因地制宜，配合农田水利，充分调查研究，保护自然环境，就地取材，排水设施良好§ 7-2 路基排水设备的构造与布置一、地面排水设备1、边沟⑴位置：路堑两侧；山坡路堤上方一侧；平坦地区矮路堤两侧⑵作用：汇集和排除路基范围内或流向路基的少量地面水⑶断面形式：梯形、矩形、三角形、流线形。

见p183图7-1⑷方向纵坡：平行路中线；与路线纵坡一致，最小坡度≥0.5%，长＜500m 2、截水沟（又称天沟）⑴ 位置：路堑边坡坡顶以上；山坡路堤上方的适当地点。

见p185 图7-4 、5、6⑵ 作用：拦截排除路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保护边坡和坡角不受冲刷⑶ 断面形式：一般为梯形, 深宽＞0.5m。

见p185 图7-7⑷ 方向纵坡：尽量与绝大多数地面水流方向垂直；3%≥纵坡≥ 0.5%，否则加固；长200～500m3、排水沟⑴ 位置：根据需要、结合地形而定；距路基坡脚≥2m，长度≤ 500m；转弯时的半径R≥ 10-20m ；最好与原水道成锐角相交，见p186 图7-8⑵ 作用：引水，将路基范围内各种水源引到桥涵或指定地点⑶ 横断面：一般用梯形，尺寸经水力计算确定⑷ 纵坡：0.3%～3.0%之间；太大冲刷，太小淤积；4、跌水与急流槽⑴ 用于陡坡地段，沟底纵坡达45o；冲刷大，要求结构稳固耐久，须加固⑵ 单级跌水：排水沟渠连接处，需消能或改变水流方向时采用，见p183 图7-3 ，p187 图7-10多级跌水：较长陡坡段沟渠，需减缓流速、消能时采用。

底宽和每级长度可做成变宽或不等长度与高度。

p187 图7-11基本组成：进水口、消力池（台阶）、出水口；水力计算定尺寸⑶ 急流槽的纵坡比跌水的平均纵坡更陡，要求结构更坚固稳定构造：进口、主槽（槽身）、出口三部分组成；进出口与主槽连接处设过渡段，出口设消力池；槽底每隔2～5m设耳墙埋入地下；槽身长时分段砌筑，预留伸缩缝。

P188 图7-12 、135、倒虹吸⑴ 倒虹吸：路基横跨原有沟渠，沟渠水位高于路基设计标高，不能按正常条件设涵时，采用倒虹吸是一种可行方案。

p189 图7-14 、15⑵ 两端竖井（斜管式、缓坡式）标高低于管道，起沉积泥砂和杂物作用；管道进水口处设置沉砂池和拦泥栅。

⑶ 利用竖井式有压管使水流多次垂直改变方向，水流条件较差，结构要求较高，易漏水和淤塞，难以清理和修复，尽量少用不用6、渡水槽⑴ 原水道与路基设计标高相差较大，架设水槽或管道从路基上部跨越，以沟通路基两侧的水流。

⑵ 由进出水口、槽身和下部支承三部分组成；槽身与两端沟渠断面不等时，可设过渡段；过渡段的平面收缩角约10o- 15o。

P190图7-16 、177、蒸发池⑴ 气候干旱、排水困难地段，可利用沿线取土坑或专门设蒸发池排除地表水⑵ 蒸发池与路基边沟（排水沟）间应设排水沟连接；池中水位低于排水沟沟底。

⑶蒸发池的设置不应使附近地面形成盐渍化或沼泽化二、地下排水设备地下排水设备按作用与使用条件的不同分为：暗沟、渗沟、渗井。

1、暗沟1）作用：设在地面以下引导水流的沟渠，无渗水和汇水作用2）使用条件与使用说明⑴ 路基遇到不能绕避的外涌泉水，将泉水引至填方坡脚外或边沟，可在泉眼与出口之间开挖沟槽，修建暗沟⑵ 市区街道的污水管或雨水管；公路有中间带时弯道处排水设计⑶ 暗沟造价高于明沟；一旦淤塞，疏通费事甚至开挖重建3）构造⑴ 挖出泉眼，砌筑井壁与沟壁，上盖砼（石）盖板；纵坡≥ 1%⑵ 过水暗沟，如两雨水井之间的水道连接也可用砼水管；管底纵坡≥ 0.5%2、渗沟1）作用：在地面以下汇集流向路基的地下水，排到路基范围以外，使路基保持干燥，不致因地下水成害。

2）分类：按构造的不同，大致分为三种形式。

p192 图7-21Ⅰ式—填石渗沟，也称盲沟均由排水层（石缝、管、洞）、反滤层和封闭层所组成。

Ⅱ式—下部设排水管（带孔）Ⅲ式—下部设石砌排水孔洞3）使用条件与使用说明⑴ Ⅰ式—用于流量不大、渗沟不长的地段。

公路上常用⑵ Ⅱ式—设于地下引水较长地段，过长时加设横向泻水管⑶ Ⅲ式—地下水流较大或缺乏水管时，采用石砌涵洞⑷ 平面布置—尽可能与地下水流相互垂直，能拦截更多地下水⑸ 类型选择—首先考虑用明槽，可随时检查排水4）构造p192 图7-22 、23⑴渗沟槽宽视沟深而定；沟内砂石填料应筛选和清洗⑵封闭层：防止土粒落进填充石料的空隙，堵塞；地面水下渗⑶反滤层：汇集水流，以防止含水层中土粒堵塞排水层而设置⑷渗沟基底一般埋入不透水层，故渗沟沟壁一侧设反滤层汇集水流，而另一侧用粘土夯实或浆砌片石拦截水流。

如含水层较厚，沟底不能埋入不透水层，沟壁两侧均应设置反滤层。

3、渗井1）作用-- 将地面水通过竖井，渗入地下排除2）使用条件与使用说明⑴地下存在多层含水层，影响路基的上部含水层较薄，排水量不大，且平式渗沟难以布置，采用渗井。

穿透不透水层将路基上层地下水引入更深含水层中。

3）构造—上部为集水结构，下部为排水结构。

P193图7-24⑴上部构造：井深视地层构造而定；井内由中心向四周分别填入由粗而细的砂石材料，粗料渗水，细料反滤⑵下部构造：渗水井下部必须穿过不透水层而达渗透层；不透水层离地面较深时，可采用钻井机钻孔。

4）注意—渗井易淤塞，施工不易，一般尽量少用。

渗井排水一般限于低等级道路或临时性措施§ 7-3 路面排水设计一、路面表面排水—快速排除路面范围内的降水1、路堑：横向排流的表面水汇集于边沟内2、路堤：一种是横向漫流，向路堤坡面分散排放；不冲刷坡面用二种是路肩外侧边缘设置拦水带，汇集路面水，通过泻水口、急流槽排放到坡脚外；冲刷坡面时用二、中央分隔带排水1、宽度＜3m且表面采用铺面封闭的中央分隔带排水普通路段：分隔带表面水排向两侧行车道,分隔带坡度同路面横坡超高路段：分隔带上侧边缘设缘石和泻水口; 分隔带内设置缝隙式圆形集水管或碟形砼浅沟和泻水口,以拦截和排泄上侧半幅路面水。

泻水口可采用开口式、格栅式或组合式。

P197图7-31 2 、宽＞3m且表面未采用铺面封闭的中央分隔带排水将表面水汇集在分隔带中央的低洼处，通过纵坡排流到泻水口或横穿路界的桥涵水道中分隔带内流量或流速过大，在分隔带低凹区的流水汇集处设置格栅式泻水口，并通过排水管引排到桥涵或路界处。

P197 图7-323 、表面无铺面且未采用表面排水措施的中央分隔带降落在分隔带上的表面水下渗，由分隔带内的地下排水设施排除。

地下排水设施包括纵向排水渗沟和一定间隔的横向排水管。

P198 图7-33三、路面内部排水⑴ 渗入或进入路面结构内部的水有以下有害影响：结构层强度降低；砼路面的唧泥错台；（不均匀）冻胀；沥青混合料剥落，影响耐久性并产生龟裂。

⑵ 大量调查和经验表明：进入路面结构内的自由水是造成或加速路面损坏的重要原因。

美国已把路面内部排水作为常用措施⑶ 我国《公路排水设计规范》建议下列情况设路面内部排水：1）浸润多雨地区，透水性差的细粒土路基，高速、一、二级2）路基两侧有滞水，可能渗入路面结构内3）严重冰冻区，粉土路基的潮湿过湿路段4）现有路面改建或改善，需排除积滞在路面结构内的水分⑷ 路面结构内部排水的两种方式四、边缘排水系统p201 图7-341、组成：沿路面边缘设置的透水性填料集水沟、纵向排水管、横向出水管和过滤织物组成。

2、原理：渗入路面结构内的自由水--- 沿层间空隙或某一透水层次横向流入纵向集水沟和排水管--- 再由横向出水管排引出路基3、细部构造：透水性填料—开级配粗集料，底面、外侧反滤层纵向排水管—埋深不被压裂，超过冻深；纵坡同路线纵坡；带孔横向出水管—不带孔塑料管，出口用铁丝网和格栅罩住防冲刷过滤织物—尼龙制品，防细粒侵入堵塞填料空隙或管孔4 、适用：基层透水性小的水泥砼路面，特别是用于改善排水状况不良的旧水泥砼路面5、缺点：横向渗流时间长，路面结构处于潮湿状态的时间也长。

五、排水基层排水系统p202 图7-35 1、组成：直接在面层下设置透水性排水基层，在其边缘设置纵向集水沟和排水管以及横向出水管等，组成排水系统2、原理：用透水性材料做基层，使路面结构的水分先竖向渗入排水层水管--- 再由横向出水管排引出路基--- 然后横向渗入纵向集水沟和排3 、细部构造：排水基层采用水泥或沥青处治或未处治的开级配碎石集料，要满足透水和反滤要求。

下面设不透水垫层或反滤层。

集水沟——设在两侧车道面层边缘处或路肩（水泥砼）面层边缘处。

4、适用：新建路面5、优点：自由水渗入排水层的渗流路径短，在透水材料中渗流速度快，其排水效果优于边缘排水系统。

排水基层同时承重。