路基排水沟、边沟水力计算书

1、大庆至广州高速公路粤境连平至从化段D1合同段路基排水设施水力计算书路基排水设施水力计算书一、双向八车道一、双向八车道大庆至广州高速公路粤境连平至从化段D1合同段，选用沥青磴路面，路面 和路肩（半幅）横向排水的宽度为19.75m （双向八车道），路面和硬路肩横坡为 2%, 土路肩为4%,路线最小纵坡为5%。本项目拟设置排水沟、急流槽、边沟、 平台截水沟和截水沟等排水设施来排除和拦截路界范围内外的雨水。现按照公 路排水设计规范JTJ 018-97的规定，通过计算设计径流量反算各种排水设施 各型号的最大排水距离（即出水口距离）和面积，为确定各路段各种排水设施型号 的选取提供参考。1.拦水路缘石最大排

2、水距离的计算拦水路缘石最大排水距离的计算1）降雨历时降雨历时取设计控制点的汇流历时，其值为汇水区最远点到排水设施（出水 口）处的坡面汇流历时与沟内的沟管汇流历时之和。设降雨历时为3mino拦水路缘石与路肩铺面构成的浅三角型过水断面的泄水能力为：Qc=0. 377Xh8/3X lv7 （ihXn） =0. 377X0. 058/3X I05/ （0.02X0.013） 注：水力坡度I取路线纵坡；水深h = 250X0. 02=5cm （即水深小于5cm时, 浅三角型过水断面的水面入侵硬路肩小于2. 5m,保证行车安全。）2）汇水面积和径流系数当岀水口间距为/时，两个出水口之间的汇水面积为F=/X

3、19. 75X10_6km2取径流系数屮二0.95。3）设计重现期根据公路排水设计规范JTJ018-97的规定，高速公路路面和路肩表面排 水设计重现期为5年。4）降雨强度按公路所在地区，查公路排水设计规范JT J018-97得5年设计重现期10min 降雨历时的降雨强度为q,，=2. 8im/min, 5年设计重现期时的重现期转换系数为 cP=1.0, 60min降雨强度转换系数为Cw=0. 5, 3min降雨历时转换系数为cs=1.40 于是，暴雨强度为q=1.0X1.40X2. 8=3. 92wn/min5）设计径流量根据公路排水设计规范JTJ018-97,设计径流量为Q=16. 67 屮

4、 qF=16. 67 X 0. 95 X 3. 92 X / X 19. 75 X 10_6m7s 6）拦水缘石最大排水距离的计算word0.013x19.750.467(VO02 )=1.909min当路线纵坡为5%。时，浅三角型过水断面的泄水能力为Qc = O. 377Xh8/3X I1Z7 (ihXn) =0. 377X0. 05B/3X0. 0057 (0. 02X0. 013) =0. 035 m/s浅三角型过水断面的泄水能力必须大于其设计径流量，即QOQ0. 03516. 67X0. 95X3. 92 X /X19. 75X10-6那么，当路线纵坡为5%。时，拦水路缘石最长排水距离

5、/(岀水口最大间距) 为7=0. 035/ (16. 67X0. 95X3. 92X19. 75 X10-6) =28. 55m7)检验汇流历时假设由表查得地表粗度系数为mF0.013,路面横坡为匚二002,坡面流长度为 Ls=19. 75m,可计算得到坡面汇流历时按式 v=20i；6得 v = 20X0. 0056=0. 83m/s,再按式匕二 /, / (60 X v) =28. 55/ (60 X 0. 83) =0. 57m i n 由此，可得到汇流历时为t= tH 12=1.909+0. 57=2. 48m i n16. 67X0. 84X3. 556X /X31.25X10-6那么

6、，当沟底纵坡为3%。时，矩形排水沟最长排水距离/(出水口最大间距) 为/=0. 341/ (16. 67X0. 84X3. 556X31.25X W6) =219m7)检验汇流历时假设由于路面水是通过拦水缘石汇集，经过急流槽而排入排水沟，而路堤坡面水 则直接通过坡面径流汇入排水沟，因此，坡面汇流历时应取二者的大者。由前面 拦水缘石的计算可得，路面汇流历时为2.48min；路堤边坡的地表粗度系数为 mF0.4,坡面横坡为i5=0. 667,坡面流长度为Ls=13. 62m (填土高度7叫 护坡道 1m),可计算得到路堤边坡坡面汇流历时/ 、mi xLv0.4670.40 x13.620.4671

7、.445x1a= 1.445x=3. 51min2. 48恵） V0.667 J因此，取 ti = 3.51min按式 v=nHR2 3l1/2得 v= 0. 015 0. 1852/30. 0031/2=1. 18m/s再按式 / /(60Xv)=219/(60X1. 18)=3. 09min由此，可得到汇流历时为t=12=3. 51 +3. 09=6. 6m i n1 Om i n再假设降雨历时为7min,通过内插得出降雨历时转换系数CF1.15,暴雨强 度为q=1.27X1. 15X2. 8=4. 089mm/niin,通过以上过程的计算得到，当沟底纵坡 为3%。时，矩形排水沟最长排水距

8、离/(出水口最大间距)为191m,且汇流历时 t=6. 19min4. 0%696108416414.边沟最大排水距离的计算边沟最大排水距离的计算1)降雨历时降雨历时取设计控制点的汇流历时，其值为汇水区最远点到排水设施(出水 口)处的坡面汇流历时与沟内的沟管汇流历时之和。设降雨历时为5minoBG-A型边沟的过水能力按浅三角形过水断面计算，面积A =纵坡为0.3%时,那么v=nHR2/3lV2= 0. 059 143230. 003,/2=0. 30m/s 2)汇水面积和径流系数设出水口间距为/,两个出水口之间的汇水面积由两部分组成：一部分为路 面范围的汇水面积F, = 19. 75X /,径

9、流系数取屮i=0. 95；另外一部分为路堑坡 面的汇水面积F2= (8X1. 0+2. 6+1.5) X / =12.1 X /(8为第一级边坡高度,1.0 为第一级边坡坡率，2. 6为碎落台和边沟的宽度,1.5为平台截水沟范围外平台 宽度)，径流系数取屮2=0.65；那么，总的汇水面积F二 31.85X /X10 W拟定坡面为细粒土坡面，取径流系数 屮二(0. 95XFi+0 65XF2)/(31.85X /)二0 836BG-A 型iword 恪3）设计重现期根据公路排水设计规范JTJ018-97的规定，高速公路路界内坡面排水设 计重现期为15年。4）降雨强度按公路所在地区，查公路排水设计

10、规范JTJ018-97得5年设计重现期10min 降雨历时的降雨强度为q“=2.8mm/min, 15年设计重现期时的重现期转换系数 为cR.27, 60min降雨强度转换系数为5二0.5, 5min降雨历时转换系数为 c5=1. 25o于是，暴雨强度为q=1.27X1.25X2. 8=4. 445mm/min5）BG-A型边沟最大排水距离计算根据公路排水设计规范JTJ018-97,设计径流量为Q二 16. 67 屮 qF=16. 67 X 0. 836 X 4. 445 X 31.85 X / X 10V/s当路线纵坡为3%。时，边沟的泄水能力为Qc=Av二0 333X0. 3=0. 1m7

11、s矩形边沟泄水能力必须大于其设计径流量，即QOQ0. 116. 67X0. 836X4. 445X31.85X /X106那么，当路线纵坡为3%。时，边沟最长排水距离/（出水口最大间距）为 /=0. 1/ （16. 67X0. 836X4. 445X31.85X 106） =51m7）检验汇流历时假设因为坡面汇流有两部分，一部分是路面水汇流，另外一部分是路堑坡面水汇 流，两部分各自同时发生，因此，坡面汇流历时应取二者的大者。由前面拦水缘 石的计算可得，路面汇流历时为2. 48min；路堑边坡的地表粗度系数为m,=0. 4. 坡面横坡为i5=1.o,坡高8叫 坡面流长度为Ls=（11.3+2.

12、6+1.5）=15.4m（11.3为 第一级边坡坡面长度，2. 6为碎落台和边沟的宽度,1.5为平台截水沟范围外平 台宽度），可计算得到路堑边坡坡面汇流历时因此，取 ti=3. 38min按式 v=nHR2 3l1/2,得 v = 0. 05_,0. 1432/30 . 00312=0. 3m/s 再按式 t2= / /(60Xv)=51/(60X0. 3) =2. 83min 由此，可得到汇流历时为t二 t” 12=3. 38+2. 83=6. 21 m i n5m i n再假设降雨历时为7min,通过内插得出降雨历时转换系数CF1.15,通过以 上过程的计算得到，当路线纵坡为3%。时，边沟

13、最长排水距离/（出水口最大间 距）为55m,且汇流历时t=6. 44min2.48当沟底纵坡为其它数值时当沟底纵坡为其它数值时, ,按照上述计算过程对按照上述计算过程对BG-A型最大排水距离进行型最大排水距离进行 计算，计算，i word f并对汇流历时进行检验，结果列于表并对汇流历时进行检验，结果列于表7。表7不同沟底纵坡BG-A最大排水距离(降雨历时为7min)沟底纵坡(%)泄水能力(m3/s)出水口间距(m)汇流历时(min)0. 3%0. 100556.440. 5%0. 129716.440.7%0. 152846.441.0%0. 1821006.441.5%0. 2231236.

14、442.0%0. 2581426.442.5%0. 2881596.443.0%0. 3151746.443.5%0. 3411886.444.0%0. 3642016.44同样，对BG-BK BG-B2进行计算得岀其在不同纵坡下的最大排水距离, 结果列于表8、9、10表8不同沟底纵坡BG-B1 (60X80)最大排水距离(降雨历时为7min)沟底纵坡(%)泄水能力(m3/s)出水口间距(m)汇流历时(min)0. 3%0.4862686.910. 5%0. 6283466.910. 7%0. 7434096.911.0%0. 8884896.911.5%1.0875996.912.0%1.2

15、566926.912.5%1.4047736.913.0%1.5388476.913.5%1.6619156.914.0%1.7769786.91260130表9不同沟底纵坡BG-B3(80X80)最大排水距离(降雨历时为9min)沟底纵坡(%)泄水能力阳/s)出水口间距(m)汇流历时(min)0. 3%0. 7344438. 530. 5%0.9485728. 530.7%1. 1226778. 531.0%1.3418098. 531.5%1.6429918. 532.0%1.89611448. 532.5%2. 12012798. 533.0%2. 32214018. 533.5%2.5

16、0815138. 534.0%2. 68116188.53综上，各型号的边沟随着路线纵坡的增大，其最大排水距离也在增大。在综上，各型号的边沟随着路线纵坡的增大，其最大排水距离也在增大。在设设 计选型时，应根据路线纵坡和出水口间的间距来选定，在满足排水的前提下计选型时，应根据路线纵坡和出水口间的间距来选定，在满足排水的前提下 应应 优先选用小尺寸的型号，具体详见下表。优先选用小尺寸的型号，具体详见下表。表10不同沟底纵坡BG最大排水距离沟底纵坡(%)BG-A(浅礁型)BG-B1(60X80)BG-B2 (80X80)0. 3%0. 5%552684430. 5%0. 7%703465720. 7

17、%1.0%854096771.0%1.5%1004898091.5%2.0%1255999912. 0%2. 5 5%3. 0%16077312793.0%3. 55% 4.0%19091515134. 0%20097816185.暗埋式边沟最大排水距离的计算暗埋式边沟最大排水距离的计算路魏沟-履糙图储埋式拔沟)i I 土杠严更药忆t曇 Z.S 尼，严,”/聶J；：M5QHDP岀水警i word fHflPVCi浅碟型边沟的最浅碟型边沟上的路面水通过设置一定间隔的沉砂井流入到底部的排水管。由 排水管底纵坡(假设边沟纵坡为0.3%),可计算得到

18、圆管(直径d二0.5)的平均流 速。圆形排水管的过水断面面积A = 3. 14*d2/4=0. 196m2,水力半径，R 二 d/4二 0. 125V二rfR严二 0 013 0. 1252/30. 003/2=1.053m/s泄水能力为 Qc = Av二0. 196X1,053=0. 206m7s5.1沉砂井间距计算沉砂井间距计算B-B沉隣面图知，浅碟型边沟下的圆形排水管泄水能力Qc-O. 206m7s大于该设计径流量，即 QOQo因此，按浅碟型边沟的出水口间距来设置沉砂井是满足要求的。当沟底纵坡为其它数值时，按照上述计算过程进行计算，验证按浅碟型边当沟底纵坡为其它数值时，按照上述计算过程进

19、行计算，验证按浅碟型边沟沟 的最大排水距离来设置沉砂井是否满足要求。结果列于下表。的最大排水距离来设置沉砂井是否满足要求。结果列于下表。表门圆形排水管(d = 50cm)泄水能力沟底纵坡 (%)浅碟型边沟的 最大排水距离(m)设计径流量 (m3/s)圆形排水管 平均流速 (mVs)圆形排水管 泄水能力 Qc (m7s)0. 3%550. 1091.0530. 2060.5%710. 1401.3600. 2670. 7%840. 1661.6090. 3151.0%1000. 1971.9230. 3771.5%1230. 2432.3550. 4622.0%1420. 2802.7200.

20、5332.5%1590. 3143.0410. 5963.0%1740. 3433.3310. 6533.5%1880. 3713.5980. 7054.0%2010. 3973.8460. 754大排水距离为 55m, 此时的设计径流量Q=16. 67屮qF=16. 67X0. 836X4. 445X31.85X /X 10 m7s = 0. 1085 m7s,由此可整理为word格式由上表可知由上表可知, ,浅碟型边沟下圆形排水管的泄水能力均大于按各种浅碟型边沟浅碟型边沟下圆形排水管的泄水能力均大于按各种浅碟型边沟 的最大排水距离来设置沉砂井时的设计径流量的最大排水距离来设置沉砂井时的设计

21、径流量. .即即QOQo因此因此按浅碟型边沟按浅碟型边沟 的最大排水距离来设置沉砂井是满足要求的。的最大排水距离来设置沉砂井是满足要求的。5. 2暗埋式边沟最大排水距离的计算暗埋式边沟最大排水距离的计算1）降雨历时降雨历时取设计控制点的汇流历时，其值为汇水区最远点到排水设施（出水 口）处的坡面汇流历时与沟内的沟管汇流历时之和。设降雨历时为5mino暗埋式边沟下圆形排水管的过水断面面积A = 3.14*d2/4=0. 196m2,水力半 径,R=d/4=0. 125v=n_,R2/3l,/2= 0. 013 0.125%. 003/2=1.053m/s2）汇水面积和径流系数设出水口间距为/,两个

22、出水口之间的汇水面积由两部分组成：一部分为路 面范围的汇水面积F, = 19. 75X/,径流系数取屮,=0.95；另外一部分为路堑坡 面的汇水面积F2= （8X1.0+2. 6+1.5） X / =12. 1 X / （8为第一级边坡高度,1.0 为第一级边坡坡率，2. 6为碎落台和边沟的宽度,1.5为平台截水沟范围外平台 宽度），径流系数取屮2 = 0. 65；那么，总的汇水面积F二 31.85X /X10W拟定坡面为细粒土坡面，取径流系数 屮二（0. 95XFi+0. 65XF2）/（31.85X /）二0 8363）设计重现期根据公路排水设计规范JTJ018-97的规定，高速公路路界内

23、坡面排水设 计重现期为15年。4）降雨强度按公路所在地区，查公路排水设计规范JTJ018-97得5年设计重现期10min 降雨历时的降雨强度为q.o=2.8mn/min, 15年设计重现期时的重现期转换系数 为cP=1.27, 60min降雨强度转换系数为5=0.5, 5min降雨历时转换系数为 c5=1. 25o于是，暴雨强度为q=1.27X1.25X2. 8=4. 445mm/min5）暗埋式边沟最大排水距离计算根据公路排水设计规范JTJ018-97,设计径流量为Q=16. 67屮qF=16. 67X0. 836X4. 445X31.85X /X 10V/s当路线纵坡为3%。时，暗埋式边沟

24、的泄水能力（浅碟式边沟与圆管的泄水能 力之和）为Qc=Av+Av=0. 196X1.053+0. 333X0. 3=0. 306m7s暗埋式边沟泄水能力必须大于其设计径流量，即QcQ0. 30616. 67X0. 836X4. 445X31.85X /X 10-6i word f那么，当路线纵坡为3%。时，暗埋式边沟最长排水距离/（出水口最大间距） 为 7=0. 306/ （16. 67X0. 836X4. 445X31.85X10 6） =155mi word f7)检验汇流历时假设因为坡面汇流有两部分，一部分是路面水汇流，另外一部分是路堑坡面水汇 流，两部分各自同时发生，因此，坡面汇流历时

25、应取二者的大者。由前面拦水缘 石的计算可得，路面汇流历时为2.48min；路堑边坡的地表粗度系数为mO. 4. 坡面横坡为i5=1.0,坡高8叫 坡面流长度为Ls=(11.3+2. 6+1.5) =15. 4m (11.3为 第一级边坡坡面长度，2. 6为碎落台和边沟的宽度,1.5为平台截水沟范围外平 台宽度)，可计算得到路堑边坡坡面汇流历时因此，取 =3. 38min按式 v=n_,R2/3r/2,得 v=nR2/3l,/2= 0. 013 0. 125%. 003/2=1.053m/s 再按式 tF / /(60X v)=155/(60X1.053)=2. 45min 由此，可得到汇流历时

26、为t= tu 12=3. 38+2. 45=5. 84m i n5m i n再假设降雨历时为6min,通过内插得出降雨历时转换系数5=1.20,通过以 上过程的计算得到，当路线纵坡为3%。时，暗埋式边沟最长排水距离/(出水口 最大间距)为162m,且汇流历时t=5. 94min2.48i word f表13不同沟底纵坡暗埋式边沟(d = 60cm)最大排水距离(降雨历时为7min)沟底纵坡俚)泄水能力(m3/s)出水口间距(m)汇流历时(min)0. 3%0.4362406. 750.5%0.5633106. 750. 7%0. 6663676. 751.0%0. 7964396. 751.5

27、%0.9755376. 752. 0%1. 1266206. 752.5%1.2596936. 753.0%1.3797606. 753.5%1.4898216. 754.0%1.5928776. 75表14不同沟底纵坡暗埋式边沟(d = 70cm)最大排水距离(降雨历时为8min)沟底纵坡(%)泄水能力(m3/s)出水口间距(m)汇流历时(min)0. 3%0. 6073507. 800.5%0. 7844517. 800. 7%0. 9275347. 801.0%1. 1086387. 801.5%1.3577827. 802. 0%1.5679037. 802.5%1.75210097.

28、 803.0%1.92011067. 803.5%2.07311947. 804.0%2.21712777. 80综上，各型号的暗埋式边沟随着路线纵坡的增大综上，各型号的暗埋式边沟随着路线纵坡的增大, ,其最大排水距离也在增大其最大排水距离也在增大。 在设计选型时，应根据路线纵坡和出水口间的间距来选定，在满足排水的前提在设计选型时，应根据路线纵坡和出水口间的间距来选定，在满足排水的前提下下, , 应优先选用小尺寸的型号，具体详见下表。应优先选用小尺寸的型号，具体详见下表。表15不同沟底纵坡暗埋式边沟最大排水距离沟底纵坡(%)d=50d = 60d = 700. 3%0. 5%162240350

29、0. 5%0. 7%2093104510. 7%1.0%2473675341.0%1.5%2964396381.5% 2.0%3625377822. 0%2. 5%4186209032. 5%3 0%4676931009塾用为word格式3.0% 3.5%51276011063.5% 4.0%55382111944. 0%59187712776.超高路段纵向集水沟最大排水距离的计算超高路段纵向集水沟最大排水距离的计算翳辭纵礁水沟设訪懿1）降雨历时降雨历时取设计控制点的汇流历时，其值为汇水区最远点到排水设施（岀水 口）处的坡面汇流历时与沟内的沟管汇流历时之和。设降雨历时为5min0集水沟过水能力

30、按水深达到48cm计算（留10%安全高度），过水断面面积A 为0.192m过水断面湿周p为1.36m,水力半径R=A/p二0.141叫当排水沟纵 坡为03%时,那么7=02/31,/2= 0. 012_10. 1412/30. 003,/2=1. 24m/s2）汇水面积和径流系数设出水口间距为/,两个出水口之间的汇水面积为路面范围的汇水面积F,= 18.75X /,径流系数取屮（ = 0.95,汇水面积为F二 18. 75X /X10 W径流系数屮二0. 953）设计重现期根据公路排水设计规范JTJ018-97的规定，高速公路路界内坡面排水设 计重现期为15年。4）降雨强度按公路所在地区，查公

31、路排水设计规范JTJ018-97得5年设计重现期10min 降雨历时的降雨强度为q“=28mm/mim 15年设计重现期时的重现期转换系数 为cp=1.27, 60min降雨强度转换系数为c0.5, 5min降雨历时转换系数为 c$=1. 25o于是，暴雨强度为q=1.27X1.25X2. 8=4. 445mm/min5）集水沟最大排水距离计算根据公路排水设计规范JTJ018-97,设计径流量为Q=16. 67 屮 qF=16. 67 X 0. 95 X 4. 445 X 18. 75 X /X 10_W/si word tftj当路线纵坡为3%。时，边沟的泄水能力为Qc=Av=O. 192X

32、1.24=0. 238m7s集水沟泄水能力必须大于其设计径流量，即QOQ0. 23816. 67X0.95X4. 445X18. 75X /X10-6那么，当路线纵坡为3%。时，集水沟最长排水距离/(出水口最大间距)为 /=0. 238/ (16. 67X0. 95X4. 445X18. 75X10-6) =180m6)检验汇流历时假设因路面水汇流历时为2.48min,因此,取t,=2. 43min 再按式 tF / /(60X v)=180/(60X1.24)=2. 42min 由此，可得到汇流历时为t= tn 12=2. 43+2, 42=4. 85m i n4. 0%657集水井汇集路面

33、水后，通过横向排水管将水排到路堤边坡的急流槽。由横向 排水管管底纵坡2%,可计算得到圆管的（直径=0. 3m）平均流速。圆形排水管的过水断面面积A = 3. 14*d2/4 = 0. 071m2,水力半径， R二d/4二0 075v=nHR2/3l1/2= 0.075% 02,/2=2. 515m/s因此，横向排水管的泄水能力为Qc=Av=0. 071 X 2. 515=0. 179m3/s纵向集水沟通过横向排水管排出路面汇水，但由于单根横向排水管的泄水纵向集水沟通过横向排水管排出路面汇水，但由于单根横向排水管的泄水能能 力小于纵向集水沟的泄水能力，因此力小于纵向集水沟的泄水能力，因此. .需

34、要按单根横向排水管的泄水能力来计算需要按单根横向排水管的泄水能力来计算 纵向集水沟的最大扫纵向集水沟的最大扫E水距离。水距离。根据公路排水设计规范JTJ018-97,设计径流量为Q=16. 67屮qF=16. 67X0.95X4. 445X18. 75X /X10W/s横向排水管的泄水能力为0. 179m3/s横向排水管的泄水能力必须大于其设计径流量，即QcQ0. 17916. 67X0. 95X4. 445X18. 75X /X10-6那么，按横向排水管的泄水能力来控制集水沟最长排水距离/ （岀水口最大 间距）为7=0. 179/ （16. 67X0. 95X4. 445X18. 75X10

35、-6） =135m表17-1按单根横向排水管泄水能力控制纵向集水沟最大排水距离管底坡度（%）泄水能力（m3/s）最大排水距离I （m）1.0%0. 126952.0%0. 1791353.0%0. 2191664.0%0. 253191当超高路段位于较长的挖方路段，挖方路段长度（纵向集水沟的排水长度） 大于上表的最大排水距离时（即单根横向排水管的泄水能力小于该挖方路段的设 计径流量），应在填挖交界位置（较低一侧）加密设置横向排水管。设潼间距为 13.90m （与急流槽对应），设置数量应根据挖方路段长度（纵向集水沟的排水长 度）决定，计算公式如下：L=l*n-13. 9*（n-1）L挖方路段长度

36、（纵向集水沟的排水长度）I按单根横向排水管泄水能力控制的纵向集水沟最大排水距离i word fn横向排水管设置数量计算结果如下表所示。i word f表17-2填挖交界位置（较低一侧）横向排水管设潼数量横向排水管 管底坡度（%）横向排水管 设置数量n泄水能力（m3/s）满足纵向集水沟的 最大排水长度L（m）10. 1269520. 25217630. 3782571.0%40. 50433810. 17913520. 35825630. 5373772.0%40.71649810. 21916620. 43831830. 6574703.0%40. 87662210. 25319120. 50

37、636830. 7595454.0%41.0127227-边沟型式的选择边沟型式的选择1）对于路堑边沟排水长度对于路堑边沟排水长度LW250m的路段的路段. .采用浅碟式边沟或暗埋式边沟采用浅碟式边沟或暗埋式边沟, , 具体型式选择如下：具体型式选择如下： 对于路堑边沟排水长度对于路堑边沟排水长度LW50m的路段，采用边沟（一）；的路段，采用边沟（一）； 对于路堑边沟排水长度对于路堑边沟排水长度50mVLW150m的路段的路段前前50m路段采用边沟（一路段采用边沟（一）, , 剩余路段采用边沟（二）；剩余路段采用边沟（二）； 对于路堑边沟詁水长度对于路堑边沟詁水长度150mVLW250m的路段

38、，前的路段，前50m路段采用边沟路段采用边沟 （- -）, ,后后100m路段采用边沟（二）路段采用边沟（二）剩余路段采用边沟（三）；剩余路段采用边沟（三）；表18拟采用BG最大排水距离沟底纵坡（%）BG-1浅碟式BG-2暗埋式 50BG-3暗埋式 600. 3%0. 5%551622400. 5%0. 7%209310表19 BG型式选择一览表边沟形式排水距离50m100m100mLW50mBG-150250m的路段，均采用矩形边沟，具体型式选的路段，均采用矩形边沟，具体型式选 择应根据躺择应根据躺E水长度和沟底纵坡进行双控选择。水长度和沟底纵坡进行双控选择。二、双向六车道二、双向六车道大庆

39、至广州高速公路粤境连平至从化段D1合同段，选用沥青碇路面，路面 和路肩（半幅）横向排水的宽度为16. 0m （双向六车道），路面和硬路肩横坡为 2%, 土路肩为4%,路线最小纵坡为5%。本项目拟设置排水沟、急流槽、边沟、 平台截水沟和截水沟等排水设施来排除和拦截路界范围内外的雨水。现按照公 路排水设计规范JTJ 018-97的规定，通过计算设计径流量反算各种排水设施 各型号的最大排水距离（即出水口距离）和面积，为整理为word格式确定各路段各种排水设施型号的选取提供参考。1.拦水路缘石最大排水距离的计算拦水路缘石最大排水距离的计算1）降雨历时降雨历时取设计控制点的汇流历时，其值为汇水区最远点到

40、排水设施（出水 口）处的坡面汇流历时与沟内的沟管汇流历时之和。设降雨历时为3min0拦水路缘石与路肩铺面构成的浅三角型过水断面的泄水能力为：Qc=O. 377Xh8/3X lv7 （ihXn） =0. 377X0. 058/3X I05/ （0.02X0.013） 注：水力坡度I取路线纵坡；水深h = 250X0. 02=5cm （即水深小于5cm时, 浅三角型过水断面的水面入侵硬路肩小于2. 5m,保证行车安全。）2）汇水面积和径流系数当岀水口间距为/时，两个出水口之间的汇水面积为F=/X16. 0X10 W取径流系数屮二0.95。3）设计重现期根据公路排水设计规范JTJ018-97的规定，

41、高速公路路面和路肩表面排 水设计重现期为5年。4）降雨强度按公路所在地区，查公路排水设计规范JT J018-97得5年设计重现期10min 降雨历时的降雨强度为q,，=2. 8im/min, 5年设计重现期时的重现期转换系数为 cP=1.0. 60min降雨强度转换系数为5二0. 5, 3min降雨历时转换系数为c5=1.40o 于是，暴雨强度为q=1.0X1.40X2. 8=3. 92wn/min5）设计径流量根据公路排水设计规范JTJ018-97,设计径流量为Q=16. 67屮qF=16. 67X0.95X3. 92X /X 16. 0X W m3/s6）拦水缘石最大排水距离的计算当路线纵

42、坡为5%。时，浅三角型过水断面的泄水能力为Qc = O. 377Xh8/3X l,z7 （ihXn） =0. 377X0. 058/3X0. 0057 （0. 02X0. 013） =0. 035 m7s浅三角型过水断面的泄水能力必须大于其设计径流量，即QcQ0. 03516. 67X0. 95X3. 92X /X 16. 0X10-6那么，当路线纵坡为5%。时，拦水路缘石最长排水距离/（出水口最大间距） 为i word f/=0. 035/ （16. 67X0. 95X3. 92X16. 0X10-6） =35m7）检验汇流历时假设i word f=1.73min出水口间距设为出水口间距设为

43、35m； 出水口间距设为出水口间距设为40m； 出水口间距设为出水口间距设为50m； 出水口间距设为出水口间距设为60m；由表查得地表粗度系数为mF0.013.路面横坡为二0.02.坡面流长度为 Ls=16. Om,可计算得到坡面汇流历时z、0.467“0.013x16.0 VO02 丿按式 v=20i；6得 v = 20X0. 0056=0. 83m/s, 再按式 tz= /, / (60 X v) =35/ (60 X 0. 83) =0. 70m i n 由此，可得到汇流历时为t= t” 12=1.73+0. 70=2. 43m i r)Q0因此因此. .按拦水缘石出水口间距来设置急流槽

44、是满足要求的。按拦水缘石出水口间距来设置急流槽是满足要求的。3.排水沟最大排水距离的计算排水沟最大排水距离的计算1)降雨历时降雨历时取设计控制点的汇流历时，其值为汇水区最远点到排水设施(出水 口)处的坡面汇流历时与沟内的沟管汇流历时之和。设降雨历时为10minoPSG-1型的过水能力按水深达到48cm计算(留20%安全高度)，过水断面 面积A为0. 288m过水断面湿周p为1.56m,水力半径R=A/p=O. 185m,当排 水沟纵坡为0.3%时，那么v=n-,R2/3l,/2= 0. 0159 1852/30. 0031/2=1. 18m/s2）汇水面积和径流系数设出水口间距为/,两个出水口

45、之间的汇水面积（设路基填土高度为7m）由賊抹水询-财翹整理为word格式两 部分组成：一部分为路面范围的汇水面积F： = 16.0X/,径流系数取屮（ = 0.95； 另外一部分为路堤坡面的汇水面积F2=（7X1.5+1）X/=11.5X/（7为边坡高度, 1.5为边坡坡率，1为护坡道宽度，），径流系数取屮2=0.65；那么，总的汇水 面积F二27.5X /X106km2取径流系数屮=（0. 95 X Fi+0. 65 X F2） / （27. 5 X /）二0. 8253）设计重现期根据公路排水设计规范JTJ018-97的规定，高速公路路界内坡面排水设 计重现期为15年。4）降雨强度按公路所

46、在地区，查公路排水设计规范JT J018-97得5年设计重现期10min 降雨历时的降雨强度为q“=2.8mm/min, 15年设计重现期时的重现期转换系数 为cP=1.27, 60min降雨强度转换系数为co=O. 5, 10min降雨历时转换系数为 c$=1.0o于是，暴雨强度为q=1. 27X1. 0X2. 8=3. 556mm/min5）PSG-1型排水沟最大排水距离计算根据公路排水设计规范JTJ018-97,设计径流量为Q=16. 67屮qF=16. 67X0. 825X3. 556X27.5X /X10W/s当路线纵坡为3%。时，排水沟的泄水能力为Qc=Av=0. 288 X 1.

47、 18=0. 341m3/s排水沟泄水能力必须大于其设计径流量，即QOQ0. 341 16. 67X0. 825X3. 556X /X27. 5X106那么，当沟底纵坡为3%。时，矩形排水沟最长排水距离/（出水口最大间距） 为/=0. 341/ （16. 67 X 0. 825 X 3. 556 X 27. 5 X 106） =254m力检验汇流历时假设由于路面水是通过拦水缘石汇集，经过急流槽而排入排水沟，而路堤坡面水 则直接通过坡面径流汇入排水沟，因此，坡面汇流历时应取二者的大者。由前面 拦水缘石的计算可得，路面汇流历时为2.43min；路堤边坡的地表粗度系数为 mFO. 4,坡面横坡为i5

48、=0. 667,坡面流长度为Ls-13. 62m （填土高度7叫 护坡道 1m）,可计算得到路堤边坡坡面汇流历时( 、xL,0.467f0.40 x13.620.4671.445x1a=1.445 x=3. 51min2. 43罷) V0.667 J因此$ 取 ti=3. 51min整理为word格式按式 v=nHR2/3l,/2= 0. 015_,0. 1852 30. 003,/2=1. 18m/s为 word t再按式 tF / /(60X v) =254/ (60X1. 18)=3. 57min由此，可得到汇流历时为t= tu 12=3. 51+3. 57=7. 08min10mi n

49、再假设降雨历时为7min,通过内插得出降雨历时转换系数ct=1.15,暴雨强 度为q=1.27X1. 15X2. 8=4. 089mm/niin,通过以上过程的计算得到，当沟底纵坡 为3%。时，矩形排水沟最长排水距离/(出水口最大间距)为220m,且汇流历时 t=6. 61min4. 0%805125419944.边沟最大排水距离的计算边沟最大排水距离的计算BGA 型011 的IPVC 曹1）降雨历时降雨历时取设计控制点的汇流历时，其值为汇水区最远点到排水设施（出水 口）处的坡面汇流历时与沟内的沟管汇流历时之和。设降雨历时为5minoBG-A型边沟的过水能力按浅三角形过水断面计算，面积A =0

50、.5X0. 32X2.08=0. 333m2,水力半径 R=-=0. 143叫 当边沟Vl + 3.52 +V1 + 3.52纵坡为0.3%时，那么v=n R2 3l,/2= 0. 05 0. 1432/30 . 003 2=0. 30m/s2）汇水面积和径流系数设出水口间距为/,两个出水口之间的汇水面积由两部分组成：一部分为路 面范围的汇水面积F, = 16.0X/,径流系数取屮,=0.95；另外一部分为路堑坡面 的汇水面积F2= （8X1.0+2. 6+1.5） X/=12. 1X/（8为第一级边坡高度，1.0为第 一级边坡坡率,2. 6为碎落台和边沟的宽度，1 5为平台截水沟范围外平台宽

51、度）， 径流系数取屮2=0.65；那么，总的汇水面积F二 28. 1 X /X10 W拟定坡面为细粒土坡面，取径流系数 屮=（0. 95 X F.+0, 65 X FJ / （28. 1 X /）二0. 8213）设计重现期根据公路排水设计规范JTJ018-97的规定，高速公路路界内坡面排水设 计重现期为15年。4）降雨强度按公路所在地区，查公路排水设计规范JTJ018-97得5年设计重现期10min 降雨历时的降雨强度为q“=2.8mm/min, 15年设计重现期时的重现期转换系数 为cR.27, 60min降雨强度转换系数为二0. 5, 5min降雨历时转换系数为 c$=1. 25o于是，

52、暴雨强度为q=1.27X1.25X2. 8二4. 445mm/min5）BG-A型边沟最大排水距离计算根据公路排水设计规范JTJ018-97,设计径流量为0=16. 67 屮 qF=16. 67 X 0. 821 X 4. 445 X 28. 1 X / X 10_6m7s当路线纵坡为3%。时，边沟的泄水能力为Qc=Av二0. 333X0. 3=0. 1m3/s矩形边沟泄水能力必须大于其设计径流量，即QcQ0. 116. 67X0. 821 X4. 445X28. 1 X /X10-6那么，当路线纵坡为3%。时，边沟最长排水距离/（出水口最大间距）为7=0. 1/ （16. 67 X 0. 8

53、21 X 4. 445 X 28. 1 X 10-6） =58m於理word格式(0.40 x15.40.467=3. 38min2.437)检验汇流历时假设因为坡面汇流有两部分，一部分是路面水汇流，另外一部分是路堑坡面水汇 流，两部分各自同时发生，因此，坡面汇流历时应取二者的大者。由前面拦水缘 石的计算可得，路面汇流历时为2.43min；路堑边坡的地表粗度系数为m产0. 4 坡面横坡为IF1.0,坡高8叫 坡面流长度为Ls=(11.3+2. 6+1.5)=15.4m(11.3为 第一级边坡坡面长度，2. 6为碎落台和边沟的宽度,1.5为平台截水沟范围外平 台宽度)，可计算得到路堑边坡坡面汇流

54、历时因此，取 ti = 3. 38min按式 v二得 v = 0 05_10. 1432 30. 00312=0. 3m/s 再按式 t2= / /(60X v) =58/(60X0. 3) =3. 22min 由此，可得到汇流历时为t二 t” 七2二3 38+3. 22=6. 60min5min再假设降雨历时为7min,通过内插得出降雨历时转换系数6=1.15,通过以 上过程的计算得到，当路线纵坡为3%。时，边沟最长排水距离/(出水口最大间 距)为63m,且汇流历时t=6. 91min4. 0%230118019615.暗埋式边沟最大排水距离的计算暗埋式边沟最大排水距离的计算陥魏沟-魅鯛借埋

55、她沟）75260 网台130 j 130| 林严更五订 严 如曲: 嗨1年 u f:勰沁絆皿齧诵4pK咂區亦?huui*从匹二4亠十屮六4叮FV T b 2 Sw011WVC 千浅碟型边沟上的路面水通过设置一定间隔的沉砂井流入到底部的排水管。由 排水管底纵坡（假设边沟纵坡为0. 3%）,可计算得到圆管（直径d二0.5）的平均流 速。圆形排水管的过水断面面积A = 3. 14*d2/4=0. 196m2,水力半径，R 二 d/4二 0. 125v=n_,R2/3l,/2= 0. 013 0, 125% 003,/2=1.053m/s泄水能力为 Qc=Av二0. 196X1.053=0. 206m

56、7s5.1沉砂井间距计算沉砂井间距计算B-B況砂斷面图.C2無利MC25W呼56毕0|兰蜒100i word 恪根据浅碟型边沟的水力计算可知，当沟底纵坡为0.3%时，浅碟型边沟的最 大排水距离为 63m, 此时的设计径流量Q二 16.67屮qF=6 67X0. 821X4. 445X2& 1 X /X106=0. 108m3/s,由此可知，浅 碟型边沟下的圆形排水管泄水能力Qc二0. 206m7s大于该设计径流量，即QcQo 因此，按浅碟型边沟的出水口间距来设置沉砂井是满足要求的。当沟底纵坡为其它数值时，按照上述计算过程进行计算，验证按浅碟型边当沟底纵坡为其它数值时，按照上述计算过程进行计算，

57、验证按浅碟型边沟沟 的最大排水距离来设置沉砂井是否满足要求。结果列于下表。的最大排水距离来设置沉砂井是否满足要求。结果列于下表。表门圆形排水管(d = 50cm)泄水能力沟底纵坡 (%)浅碟型边沟的 最大排水距离(m)设计径流量 (m3/ s)圆形排水管 平均流速(m3/s)圆形排水管 泄水能力 Qc (m7s)0. 3%630. 1081.050. 2070.5%820. 1401.360. 2670. 7%970. 1661.610. 3161.0%1160. 1981.920. 3781.5%1420. 2432. 360. 4622.0%1640. 2802. 720. 5342.5%

58、1830.3133. 040. 5973.0%2010. 3443. 330. 6543.5%2170. 3713. 600. 7064.0%2320. 3973. 850. 755由上表可知，浅碟型边沟下圆形排水管的泄水能力均大于按各种浅碟型边由上表可知，浅碟型边沟下圆形排水管的泄水能力均大于按各种浅碟型边沟沟 的最大排水距离来设置沉砂井时的设计径流量，即的最大排水距离来设置沉砂井时的设计径流量，即GOG-因此，按浅碟型边沟因此，按浅碟型边沟 的最大排水距离来设置沉砂井是满足要求的。的最大排水距离来设置沉砂井是满足要求的。5. 2暗埋式边沟最大排水距离的计算暗埋式边沟最大排水距离的计算1)降

59、雨历时降雨历时取设计控制点的汇流历时，其值为汇水区最远点到排水设施(出水 口)处的坡面汇流历时与沟内的沟管汇流历时之和。设降雨历时为5mino暗埋式边沟下圆形排水管的过水断面面积A = 3.14*d2/4=0. 196m2,水力半 径，R=d/4=0. 125v=nHR2/3r/2= 0. 013H0. 1252/30. 003,/2=1.053m/s2)汇水面积和径流系数设出水口间距为/,两个出水口之间的汇水面积由两部分组成：一部分为路 面范围的汇水面积F, = 16.0X/,径流系数取屮,=0.95；另外一部分为路堑坡面 的汇水面积F2= (8X1.0+2. 6+1.5) X/=12.1X

60、/(8为第一级边坡高度,1.0为第 一级边坡坡率，2. 6为碎落台和边沟的宽度,1.5为平台截水沟范围外平台宽度)i word f,径流系数取屮2=0. 65；那么，总的汇水面积F二 28. 1 X /X10 W拟定坡面为细粒土坡面，取径流系数屮二(0.95XR+0. 65 X F2) / (28. 1 X /)二0. 821 3)设计重现期根据公路排水设计规范JTJ018-97的规定，高速公路路界内坡面排水设 计重现期为15年。4)降雨强度按公路所在地区，查公路排水设计规范JTJ018-97得5年设计重现期10min 降雨历时的降雨强度为qr=2.8mm/min, 15年设计重现期时的重现期