路基路面工程课程设计报告

交通运输学院路基路面工程课程设计学院交通运输学院班级交工1401班姓名王勇学号 201400318 成绩指导老师贾剑青2016年 12 月 20 日兰州交通大学交通运输学院课程设计任务书所在系：交通工程课程名称：路基路面工程指导教师（签名）：贾剑青专业班级：交通工程1401班学生姓名：王勇学号： 201400318指导教师评语及成绩目录引言 (1)第一章．水对道路的破坏及防排水的作业 (2)1.1水对道路的破坏种类 (2)1.2水对道路的破坏原理 (2)1.3路基路面防排水的作用及重要性 (3)第二章．路基排水设计 (5)2.1路基路面排水设计的原则 (5)2.2地表排水设施 (5)2.2.1边沟 (5)2.2.2截水沟 (7)2.2.3排水沟 (7)2.2.4跌水与急流槽................................ 错误！未定义书签。

2.2.5倒虹吸与渡水槽 (10)2.3地下排水设施 (11)2.3.1明沟 (11)2.3.2暗沟（管） (12)2.3.3渗沟 (12)第三章．路面排水设计 (14)3.1路面（路肩）表面排水 (14)3.2中央分隔带排水 (15)3.3路面内部排水 (15)3.4边缘排水系统 (16)结语 (18)参考文献 (19)引言公路工程实践证明，路基路面的强度与稳定性与水的关系十分密切。

路基路面的病害有很多种，导致病害的因素也很多，但水的作用是主要因素之一，水直接影响道路的使用寿命。

因此，在路基路面设计、施工和养护中，必须重视路基路面排水工程。

近年来，伴随我国国民经济建设的不断发展与深入，交通流量不断增加，对公路的路基、路面质量提出了更高的要求。

高速公路路基路面的承载力、平整度及稳定性都在很大程度上受到水的影响。

作为公路路面病害的重要原因，地表水和地下水通过沥青混凝土路面的缝隙进入其内部以后，使其中各种材料由于水的浸泡发生形变而强度降低，在行车荷载及温度变化的反复作用下，便可能出现裂缝、剥落、松散、坑槽、错台甚至断裂等一系列问题。

我国的道路交通建设在近些年取得了飞速的发展，这在一定程度上极大的推进了我国各地域间的经济文化交流与发展，为我国的经济现代化建设出了重要的贡献。

本文从高速公路排水系统的设计内容和设计原则出发，通过对公路路基路面排水设计的分析与阐述，分别对路基、路面排水系统的布置方法进行了说明，并通过运用AutoCAD绘图工具绘制图例加以注解，以力求详细、完整、直观地将路基路面防排水设计方法和要点展现出来。

以期更好的推进我国公路路面施工的顺利有序发展，为我国公路建设做出更加重要的努力。

第一章．水对道路的破坏及防排水的作业1.1水对道路的破坏种类在诸多影响公路使用寿命的因素中，水是最为重要的自然因素。

各种地面水和地下水除对路基有严重的危害外，对路面也有非常不利的影响。

降落在路面表面的水，会通过路面裂缝、接缝或面层空隙下渗到路面结构内部。

地下水位高时，地下水会通过毛细管上升进入路面结构下部。

此外，中央分隔带及道路两侧有临时滞水时，水分也有可能进入路面结构内部，路面结构中截留的水产生的有害影响可归纳如下：使路面结构层强度降低而导致路面的整体破坏，路表面出现剥落、松散、坑槽等影响路面的使用质量；如进入路面中的水分引起唧泥、冻胀等，均会对路面造成不利的影响。

正因为路基路面的强度与稳定性同水的关系如此密切，因此，合理的排水设施是预防路基病害的重要手段，也是保证路面质量和使用寿命的重要因素。

Muir在1942年首次对美国48个州的路面排水状况进行了调查。

结果表明，几乎所有严重破坏的路面都与自由水的进入有直接和间接的关系[1]。

所以水是道路产生各种病害和变形的主要外因之一，水的冲刷可能导致路基的整体稳定性受到损害，形成水毁现象。

渗入路基土体的水分，使土体过湿而降低路基强度。

地下水对路基强度的的危害程度，因条件不同而异，轻者能使路基湿软，降低路基强度；重者会引起冻胀、翻浆或边坡滑坍，甚至整个路基沿倾斜基底滑动。

水还能造成掺有膨胀土的路基工程毁灭性的破坏。

水降低了路面材料的强度，在水泥混凝土路面的接缝和露肩处造成唧泥；移动荷载作用下引起的唧泥和高压水冲刷，造成了路面基层承载能力下降；在冻胀地区，融冻季节水会引起路面承载能力普遍下降。

因此许多学者开始致力于路面结构排水系统的研究与实验工作。

为了保持路基的稳定,使路基能经常处于干燥和坚固状态,在工程实践中降低工程造价，减少或防止道路病害，保持生态环境的相对平衡，确保道路的安全与稳定，应将可能停滞在路基范围内的地面水和地下水及时排除,并防止路基范围以外的水流入或渗入路基范围内。

因此,急需对高等级公路的边坡综合防护加固技术进行全面系统的研究，并且建立良好、完善的排水系统。

1.2水对道路的破坏原理一般来说，造成路基路面水损害的主要水源可分为两类，一类是地面水，如河流，自然降雨等，地面水对路基产生的冲刷和渗透，水渗入路基会是路基强度降低，地面水对边坡冲刷，会是路基整体稳定性受到威胁，严重的话，如果处理不当，会造成很严重的工程损失；第二类是地下水，地下水通过毛细现象和渗透作用，浸入路基，轻则使路基湿度增大，强度降低，重则引起边坡滑塌，甚至整个路基沿倾斜的基底滑动[2]。

进入路面结构里面的自由水，一般通过路基下部和两侧路肩铺面结构的渗流而逐渐排走。

然而，当基层下部是由渗透系数很低的材料组成时，一般排除一定量的水所需的时间需要数日之久。

这样，由于路面结构的自由水无法向下或向两侧渗漏，而被长时间积滞在路面结构的内部。

积滞在路面结构内的自由水，将会浸湿各结构层材料及路基土方，从而造成路基路面水损坏问题。

而在季节性冰冻区，还可能会产生冻胀及翻浆等病害。

地基和碎石基础层的湿气会使材料的孔隙压力增加，并使抗剪强度降低。

此外，一些土壤受潮膨胀会造成轻微托举作用。

HMA层的湿气会造成沥青剥落因为它会代替沥青粘结料粘在集料颗粒上。

沥青混凝土面层结构存在4～8%左右的孔隙率，上下基层和底基层均属散粒体，颗粒之间皆有孔隙，是透水的多孔介质。

地面水对路基的冲刷和渗透作用，将造成道路损害，冲刷将导致路基整体稳定性受损，造成水毁现象；水渗入路基土体后，因土体含水量提高，将降低路基强度和承载力，造成路面破损、塌陷等。

要建设一条高质量的精品工程，必须考虑和研究地面水、层间水的排出原理和在沥青混凝土面层、水泥稳定碎石上基层及下基层、路基土层中的渗流问题。

同时还需讨论在车辆荷载的耦合作用下，沥青混凝土面层孔隙中的交变超孔隙水压对道路强度的影响，分析因超孔隙水压的存在，对沥青混凝土面层疲劳裂纹的形成原因和对寿命可能造成的影响。

1.3路基路面防排水的作用及重要性路基地表排水的作用是将降落在路基范围内的表面水有效地汇集并迅速排除出路界，同时把路界外可能流入的地表水拦截在路基范围外，以减少地表水对路基和路面的危害以及对行车安全的不利。

通常路界地表排水可分为路面表面排水、中央分隔带排水和坡面排水三部分。

中央分隔带排水，视其宽度和表面横向坡度倾向，可以包括中央分隔带和左侧边缘带，或者仅为中央分隔带，而在设超高路段，它还包括上侧半幅路面的表面水。

坡面排水包括路堤坡面、路堑坡面和倾向路界的自然坡面的排水。

良好的排水系统可防止高速公路路面积水,减轻积水对路面的的侵蚀,从而延长公路的使用寿命。

路面内部排水同样尤为重要。

新建的刚性路面需设置各种接缝，而路面在使用期间又会出现各种裂缝、松散及坑槽等病害。

降低在路面表面的水，会通过路面接缝或裂缝及松散等病害处或者沥青路面面层孔隙渗入路面结构内部。

此外，道路两侧有滞水时，水分也可能侧向渗入路面结构内部。

据大量的调查表明：路基路面的损坏又近乎一半是来自于水毁，水是路基路面产生各种病害的主要根源，而路基路面的破坏会直接影响到行车的安全和舒适，对国民经济影响非常大，由此说明了地面水对路基路面产生的严重危害以及进行路基路面防排水设计的重要性。

因此做好路基路面排水设计和施工十分必要[3]。

第二章．路基排水设计2.1路基路面排水设计的原则排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济,并充分利用有利地形和自然水系。

一般情况下地面和地下设置的排水沟渠，短不宜长，使水流不过于集中，到及时疏散，近分流。

各种路基排水沟渠的设置,应注意与农田水利相配合,必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径,以防农业用水影响路基稳定。

路基边沟一般不应用作农田灌溉渠道,两者必须合并使用时,边沟的断面应加大,并予以加固,以防水流危害路基。

设计前必须进行调查研究,查明水源与地质条件,重点路段要进行排水系统的全面规划，虑路基排水与桥涵布置相配合,地下排水与地面排水相配合,各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合,做到路基路面综合设计和分期修建。

对于排水困难和地质不良的路段,还应与路基防护加固相配合,并进行特殊设计。

路基排水要注意防止附近山坡的水土流失,尽量不破坏天然水系,不轻易合并自然沟溪和改变水流性质,尽量选择有利地质条件布设人工沟渠,减少排水沟渠的防护与加固工程。

对于重点路段的主要排水设施,以及土质松软和纵坡较陡地段的排水沟渠,应注意必要的防护与加固。

路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况,注意就地取材,以防为主,既要稳固适用,又必须讲究经济效益。

为了减少水对路面的破坏作用,应提高路面结构的抗水害能力,尽量阻止水进入路面结构,提供良好的排水措施,迅速排除路面结构内的积水[4]。

2.2地表排水设施2.2.1边沟边沟设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。

平坦地面填方路段的路旁取土坑，常与路基排水设计综合考虑，使之起到边沟的排水作用。

边沟断面一般为梯形，边沟内测坡度按土质类型取1:1.0～1:1.5。

挖方路段边沟的外侧沟壁坡度与路堑下部边坡坡度相同。

边沟的纵坡与路线纵坡保持一致，纵坡为最小值时应缩短边沟出水口间距。

一般地区边沟长度不超过500m，多雨地区不超过300m，三角形边沟不超过200m。

边沟的纵坡应结合路线纵坡、地形、土质、出水口位置等情况选定，一般与路线纵坡保持一致，平坡地段，边沟宜保持不小于0.3％的纵坡。

边沟可采用砌浆片石，栽砌卵石，水泥混凝土预制块防护。

边沟的水流流向桥涵进水口时，为避免冲刷，应做适当处置。

例如，在涵洞进口设置窨井。

此外还应根据地形条件，在桥涵进口钱或在其他水流落差较大处，设置急流槽与跌水沟，将水流引入桥涵或其他指定地点[5]。

边沟的横断面形式，有梯形、矩形、三角形、流线形等，如图1所示。

（a）梯形边沟（b）流线型边沟（c）三角型边沟（d）矩型边沟图1 边沟的横断面形式示意图（单位：m）由于边沟泄出水流流向路堤坡脚处，两者高差大，必须因地制宜，根据地形与地质等具体条件，将出水口延伸至坡脚以外，以免边沟水冲刷填方坡脚。