第七章路基路面排水学习教案

1、会计学1第七章路基第七章路基(lj)路面排水路面排水第一页，共89页。1234概述(i sh)路基排水设备(shbi)的构造与布置路面(lmin)排水设计明渠的水文水力计算5暗沟的水文水力计算目目 录（录（contents）2第1页/共89页第二页，共89页。7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计3第2页/共89页第三页，共89页。7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计4第3页/共89页第四页，共89页。7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计

2、5第4页/共89页第五页，共89页。7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计6第5页/共89页第六页，共89页。7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计7第6页/共89页第七页，共89页。7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计8第7页/共89页第八页，共89页。7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计9第8页/共89页第九页，共89页。7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水

3、设计路面排水设计10第9页/共89页第十页，共89页。7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计11第10页/共89页第十一页，共89页。7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计12第11页/共89页第十二页，共89页。7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计13第12页/共89页第十三页，共89页。7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计水泥水泥(shun)混凝土路面的唧泥混凝土路面的唧泥14第13页/共

4、89页第十四页，共89页。7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计水泥水泥(shun)混凝土路面的唧泥混凝土路面的唧泥15第14页/共89页第十五页，共89页。7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计水泥水泥(shun)混凝土路面的错台混凝土路面的错台16第15页/共89页第十六页，共89页。7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计开裂开裂(ki li)处再次错台处再次错台17第16页/共89页第十七页，共89页。7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路

5、面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计水泥水泥(shun)混凝土路面的板角开混凝土路面的板角开裂裂18第17页/共89页第十八页，共89页。7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计水泥混凝土路面水泥混凝土路面(lmin)传力传力杆锈蚀杆锈蚀19第18页/共89页第十九页，共89页。7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计路面路面(lmin)冻胀冻胀20第19页/共89页第二十页，共89页。5、排水的重要性、排水的重要性 1）.地面水渗入路基地面水渗入路基路基强度降低路基强度降低 2）.地

6、面水对边坡冲刷地面水对边坡冲刷路基整体稳定性受到威胁路基整体稳定性受到威胁 3）.地下水浸入路基地下水浸入路基强度降低（冻胀，翻浆、滑坍滑动）强度降低（冻胀，翻浆、滑坍滑动） 4）.降水渗入路面降水渗入路面降低材料的强度；高压水冲刷使承载力下降。降低材料的强度；高压水冲刷使承载力下降。 6、排水的目的意义、排水的目的意义 1）.把降落把降落(jinglu)在路界范围内的表面水有效的汇集并迅速排除出路界。在路界范围内的表面水有效的汇集并迅速排除出路界。 2）.把路界外可能流向路基的地表水拦截在路界范围以外以减小对路基路面的危把路界外可能流向路基的地表水拦截在路界范围以外以减小对路基路面的危害。害

7、。 3）.隔断、疏干和降低影响路基稳定性的地下水，并将其引导到路基范围以外，隔断、疏干和降低影响路基稳定性的地下水，并将其引导到路基范围以外，把路基工作区内的土基含水量降低到一定范围之内把路基工作区内的土基含水量降低到一定范围之内. 7-1 概述概述(i sh)7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计21第20页/共89页第二十一页，共89页。7、基本要求、基本要求 1）.设计中把影响路基路面的水流，加以拦截，排除，截断设计中把影响路基路面的水流，加以拦截，排除，截断，疏干，降低，引导。，疏干，降低，引导。 2）.施工中，校核全线排水系统的设计是否完善。必要时补施工中，校核全线

8、排水系统的设计是否完善。必要时补充，修改充，修改(xigi)。增加临时排水措施。增加临时排水措施。 7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计7-1 概述概述(i sh)22第21页/共89页第二十二页，共89页。7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计7-1 概述概述(i sh)23第22页/共89页第二十三页，共89页。7-2 7-2 路基排水设备路基排水设备(shbi)(shbi)的构造与布置的构造与布置路基排水工程：地面排水，地下排水路基排水工程：地面排水，地下排水 一、地面排水设备一、地面排水设备 （沟、截水沟、排水沟、水、（沟、截水沟、排水沟、

9、水、流槽、倒虹吸、渡水槽等）流槽、倒虹吸、渡水槽等） 1.沟：设在挖方的路肩外侧沟：设在挖方的路肩外侧(wi c)或低路堤的破脚外侧或低路堤的破脚外侧(wi c)，多与线路平行。主要用以汇集和排除路基范围内，多与线路平行。主要用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量的地面水，不宜与其它沟渠合并使用。和流向路基的少量的地面水，不宜与其它沟渠合并使用。 1)形式：梯形、矩形、三角形、流线型形式：梯形、矩形、三角形、流线型 2)尺寸：一般底、高为尺寸：一般底、高为0.40.6m，特殊时局部加大尺寸。，特殊时局部加大尺寸。 3)长度：不宜过长，尽量就近排除路基范围。长度：不宜过长，尽量就近排除路基范围

10、。 纵坡一般与路线相同。但不小于纵坡一般与路线相同。但不小于0.5%。7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计24第23页/共89页第二十四页，共89页。25第24页/共89页第二十五页，共89页。 边沟横断面示意图边沟横断面示意图7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计26第25页/共89页第二十六页，共89页。4)出水口出水口 (1)沟水流流向沟水流流向(li xin)路堤坡脚处，试具体情况确定路堤坡脚处，试具体情况确定 (2)当沟水流流向当沟水流流向(li xin)桥涵进水口时，为避免流水冲刷桥涵进水口时，为避免流水冲刷、试具体情况确定、试具体情况

11、确定 (3)当沟水流流至回头弯处，应顺着沟方向沿山坡开挖排水当沟水流流至回头弯处，应顺着沟方向沿山坡开挖排水沟，将水流引出路基范围以外的自然沟或用、流槽引下山坡沟，将水流引出路基范围以外的自然沟或用、流槽引下山坡，以免增加对回头弯沟的冲刷。，以免增加对回头弯沟的冲刷。7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计27第26页/共89页第二十七页，共89页。7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计28第27页/共89页第二十八页，共89页。2.截水沟：设置在挖方路基坡坡顶之外或山坡路堤上方的适当处，截水沟：设置在挖方路基坡坡顶之外或山坡路堤上方的适当处，用以拦截

12、流向路基的地面水用以拦截流向路基的地面水,防止其冲刷和浸蚀挖方坡和路堤坡防止其冲刷和浸蚀挖方坡和路堤坡脚，并减轻沟的泄水负担。脚，并减轻沟的泄水负担。 1)形式形式(xngsh)：一般为梯形，矩形形式：一般为梯形，矩形形式(xngsh) 2)尺寸：按实际流量计算尺寸：按实际流量计算 3)长度：长度：200-500m为宜为宜 4)出水口出水口 A.沿等高线布置沿等高线布置 B.保证水流畅通，就近引入自然沟内排除保证水流畅通，就近引入自然沟内排除 C.一般不能引入沟。一般不能引入沟。7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计29第28页/共89页第二十九页，共89页。 5)

13、5)截水沟离开路基的距离的确定截水沟离开路基的距离的确定 6) 6)截水沟的沟槽加固截水沟的沟槽加固 一般要求不能使水下一般要求不能使水下(shu xi)(shu xi)渗，影响坡稳定。渗，影响坡稳定。 对于地质不良地段应避免积水成害；对于地质不良地段应避免积水成害； 对于纵坡大的截水沟为防止冲刷；对于纵坡大的截水沟为防止冲刷； 平台上设的沟，防止水流渗漏影响稳定。平台上设的沟，防止水流渗漏影响稳定。 7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计30第29页/共89页第三十页，共89页。7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计31第30页/共89页第

14、三十一页，共89页。7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计32第31页/共89页第三十二页，共89页。3.3.排水沟排水沟: :主要用来引水，将路基范围内各种水源的水流（沟、截水沟、取主要用来引水，将路基范围内各种水源的水流（沟、截水沟、取土坑或路基附近低洼处汇集的水）引排到桥涵、天然河沟或远离路基指定土坑或路基附近低洼处汇集的水）引排到桥涵、天然河沟或远离路基指定地点。地点。 1) 1)形式：一般梯形形式：一般梯形 2) 2)尺寸：经水力水文计算确定。尺寸：经水力水文计算确定。B B、h h大于等于大于等于0.5m 0.5m 3) 3)布置布置(bzh)(bzh)：

15、离路基尽可能远，距路基坡脚一般不宜小于：离路基尽可能远，距路基坡脚一般不宜小于34m34m，高速公，高速公路高路堤，坡脚排水沟不小于路高路堤，坡脚排水沟不小于2m2m，纵坡应保证水流畅通，不产生冲刷或淤，纵坡应保证水流畅通，不产生冲刷或淤积，一般不小于积，一般不小于0.3%0.3%，不大于，不大于3% 3% 4) 4)长度：小于长度：小于500m 500m 7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计33第32页/共89页第三十三页，共89页。5)5)平面线形平面线形(xin xn)(xin xn)：平面上应力求直捷，转弯时应圆顺连接；半径不宜小于：平面上应力求直捷，转弯时应圆顺连

16、接；半径不宜小于1020m1020m。 6)6)出水口：排水沟水流注入其它沟渠或水道时，应保证原水道不产生冲刷或淤积出水口：排水沟水流注入其它沟渠或水道时，应保证原水道不产生冲刷或淤积。通常以不大于。通常以不大于4545的锐角或园曲线朝下游与其它水道相接。的锐角或园曲线朝下游与其它水道相接。 7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计34第33页/共89页第三十四页，共89页。35第34页/共89页第三十五页，共89页。4.4.、水与、流槽：、水与、流槽： 设置于需要排水的高差较大而距离较短或坡度设置于需要排水的高差较大而距离较短或坡度陡峻的地段陡峻的地段 、水：是阶梯形

17、的建筑物，水流以瀑布形式通、水：是阶梯形的建筑物，水流以瀑布形式通过的排水设施。有单级和多级形式，作用主要是降低流速和削过的排水设施。有单级和多级形式，作用主要是降低流速和削减水的能量或改变水流方向。减水的能量或改变水流方向。 1) 1)形式：一般矩形，浆砌片石或混凝土预制块砌筑形式：一般矩形，浆砌片石或混凝土预制块砌筑 2) 2)尺寸：根据地形、地质条件等，一般需水力尺寸：根据地形、地质条件等，一般需水力(shul)(shul)计算计算 3) 3)构造：按水力构造：按水力(shul)(shul)计算特点，可分为进水口、水槽、计算特点，可分为进水口、水槽、出水口。、水槽由、水墙、平台和消能设备

18、组成。出水口。、水槽由、水墙、平台和消能设备组成。 4) 4)出口连接：桥涵、自然沟、排水沟出口连接：桥涵、自然沟、排水沟 7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计36第35页/共89页第三十六页，共89页。5)5)单级、水单级、水(dishu)(dishu)：适用于排水沟渠连接处，由于水位落差：适用于排水沟渠连接处，由于水位落差较大，需要消能或改变水流方向（如路基沟水流通过涵洞较大，需要消能或改变水流方向（如路基沟水流通过涵洞排泄时）。排泄时）。 6)6)多级、水多级、水(dishu)(dishu)：适用于较长陡坡地段的沟渠，为减缓水：适用于较长陡坡地段的沟渠，为减缓

19、水流速度，并予以消能。流速度，并予以消能。 7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计37第36页/共89页第三十七页，共89页。、流槽：是具有很陡坡度的水槽，水流以陡坡形式通过、流槽：是具有很陡坡度的水槽，水流以陡坡形式通过(tnggu)(tnggu)的排水设的排水设施，但水流不离开槽底。它的作用主要是在很短的距离内，水面落差很施，但水流不离开槽底。它的作用主要是在很短的距离内，水面落差很大的情况下进行排水。多用于涵洞的进出水口和高路堑沟流入排水沟大的情况下进行排水。多用于涵洞的进出水口和高路堑沟流入排水沟的进出水口，或在特殊情况下，截水沟流向沟的场合。沟底纵坡可达的进

20、出水口，或在特殊情况下，截水沟流向沟的场合。沟底纵坡可达4545度。度。 1) 1)形式：矩形，浆砌片石或混凝土预制块砌筑形式：矩形，浆砌片石或混凝土预制块砌筑 2) 2)尺寸：需水力计算来确定尺寸，水流量不大时，可用标准尺寸尺寸：需水力计算来确定尺寸，水流量不大时，可用标准尺寸 3) 3)构造：进水口、主槽、出水口构造：进水口、主槽、出水口 4) 4)出水连接：桥涵、自然沟、排水沟出水连接：桥涵、自然沟、排水沟7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计38第37页/共89页第三十八页，共89页。7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计39第38页/共89

21、页第三十九页，共89页。7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计40第39页/共89页第四十页，共89页。5.5.倒虹吸与渡水槽：设置于水流需要横跨路基，同时受到设计标高的倒虹吸与渡水槽：设置于水流需要横跨路基，同时受到设计标高的限制，从路基底部或上部架空跨越。前者称为倒虹吸，后者称为限制，从路基底部或上部架空跨越。前者称为倒虹吸，后者称为渡水槽。渡水槽。 倒虹吸：水流横跨路基且受到设计标高限制时，可通过多次改变倒虹吸：水流横跨路基且受到设计标高限制时，可通过多次改变水流方向从路基下方跨越的排水设施。倒虹吸是利用上下游沟渠水流方向从路基下方跨越的排水设施。倒虹吸是利用上

22、下游沟渠(guq)(guq)水位差作用，管道为有压管道，水流条件较差，结构要水位差作用，管道为有压管道，水流条件较差，结构要求高，应谨慎使用。求高，应谨慎使用。 7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计41第40页/共89页第四十一页，共89页。渡水槽：水流横跨路基且受到路基标高限制时，水流从路基上方跨越渡水槽：水流横跨路基且受到路基标高限制时，水流从路基上方跨越的排水设施。渡水槽应满足道路对净空与美化的要求，结构与桥的排水设施。渡水槽应满足道路对净空与美化的要求，结构与桥梁相似，但主要作用是沟通水流，在效能上应满足结构强度和排梁相似，但主要作用是沟通水流，在效能上应满

23、足结构强度和排水要求防止冲刷和渗漏。水要求防止冲刷和渗漏。 1) 1)构造：倒虹吸：进水口、沉淀池、出水口、管身构造：倒虹吸：进水口、沉淀池、出水口、管身 渡水槽：进出水口、槽深、下部支撑渡水槽：进出水口、槽深、下部支撑 2) 2)尺寸：需水力尺寸：需水力(shul)(shul)计算计算 6.6.蒸发池：气候干旱、排水困难地段，可利用沿线的集中取土坑或专蒸发池：气候干旱、排水困难地段，可利用沿线的集中取土坑或专门设置蒸发池排除地表水。门设置蒸发池排除地表水。 7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计42第41页/共89页第四十二页，共89页。7 7 路基路基(lj)(lj)路面

24、排水设计路面排水设计43第42页/共89页第四十三页，共89页。7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计44第43页/共89页第四十四页，共89页。东江(dn jin)深圳渡水槽墨西哥格雷塔罗市的古渡槽(dco)引大入秦先明峡倒虹吸45第44页/共89页第四十五页，共89页。二、地下排水设备二、地下排水设备( (暗沟、渗沟、渗井等暗沟、渗沟、渗井等) ) 1.1.暗沟暗沟( (亦称盲沟亦称盲沟) ) 1)1)作用：设在地面以下引导水流的沟渠，无渗水和汇水作用，地下排水作用：设在地面以下引导水流的沟渠，无渗水和汇水作用，地下排水沟。沟。 2)2)使用条件：使用条件：a.a

25、.路基范围内的个别泉眼，泉水路基范围内的个别泉眼，泉水(qunshu)(qunshu)外涌；外涌；b.b.市区市区污水管、雨水管；污水管、雨水管；c.c.公路中央分隔带弯道超高处。公路中央分隔带弯道超高处。 3)3)构造：进水口（泉井）、暗沟沟身和盖板。圆形和矩形。构造：进水口（泉井）、暗沟沟身和盖板。圆形和矩形。 4)4)纵坡和出水口：纵坡不小于纵坡和出水口：纵坡不小于1%1%。出口处沟底应高出沟最高水位。出口处沟底应高出沟最高水位20cm20cm以上，不容许出现倒灌现象。以上，不容许出现倒灌现象。 7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计46第45页/共89页第四十

26、六页，共89页。 5) 5)注意事项：注意事项： (1) (1)应防止应防止(fngzh)(fngzh)泥土或砂粒落入沟槽或泉泥土或砂粒落入沟槽或泉眼，以免堵塞（暗沟顶可铺筑碎（砾）石一层，上填砂砾）眼，以免堵塞（暗沟顶可铺筑碎（砾）石一层，上填砂砾）(2)(2)暗沟流量一般不予计算。暗沟流量一般不予计算。7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计47第46页/共89页第四十七页，共89页。7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计48第47页/共89页第四十八页，共89页。2.2.渗沟：采用渗透方式将流向路基的地下水汇集于沟内并排到路基范围以渗沟：

27、采用渗透方式将流向路基的地下水汇集于沟内并排到路基范围以外指定点的排水设施外指定点的排水设施(shsh)(shsh)，使路基上保持干燥，不致因地下水成害，使路基上保持干燥，不致因地下水成害。 1) 1)作用：是降低地下水位或拦截地下水，其水力特性是紊流。作用：是降低地下水位或拦截地下水，其水力特性是紊流。 2) 2)分类：盲式、管式、洞式分类：盲式、管式、洞式 3) 3)构造：构造： 渗水层、封闭层、反滤层、排水层渗水层、封闭层、反滤层、排水层 4) 4)尺寸：水力计算确定。埋深需考虑地下水位和不透水层的位置。尺寸：水力计算确定。埋深需考虑地下水位和不透水层的位置。 5) 5)使用条件：使用条

28、件： 盲沟式：一般用于流量不大、渗沟不长的地段。设计时应考虑淤塞失效盲沟式：一般用于流量不大、渗沟不长的地段。设计时应考虑淤塞失效问题，排水层阻力大，其纵坡不应小于问题，排水层阻力大，其纵坡不应小于1%1%，一般可采用，一般可采用5%5%。 管式渗沟：设于地下引水较长的地段。但渗沟过长时，应加设横向泄水管式渗沟：设于地下引水较长的地段。但渗沟过长时，应加设横向泄水管，将纵向渗沟内的水流，迅速的分段排除。管，将纵向渗沟内的水流，迅速的分段排除。 洞式渗沟：当地下水流量较大，或缺乏水管时，采用石砌涵洞，洞口大洞式渗沟：当地下水流量较大，或缺乏水管时，采用石砌涵洞，洞口大小依设计流量而定。小依设计流

29、量而定。 7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计49第48页/共89页第四十九页，共89页。6)6)平面布置：渗沟尽可平面布置：渗沟尽可能与地下水流方向能与地下水流方向(fngxing)(fngxing)相互垂相互垂直，使能拦截更多直，使能拦截更多的地下水。的地下水。50第49页/共89页第五十页，共89页。7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计51第50页/共89页第五十一页，共89页。3.3.渗井：是竖直方向的地下排水设备渗井：是竖直方向的地下排水设备 1)1)作用：是汇集离地面不深处含水层中的地下水，通过竖井，渗作用：是汇集离地面不深处含水层中

30、的地下水，通过竖井，渗入下层，疏干路基土。入下层，疏干路基土。 2)2)使用条件：使用条件： (1)(1)路基下层是否存在透水层，能否排走汇集的地下水。路基下层是否存在透水层，能否排走汇集的地下水。 (2)(2)影响路基上部含水层较薄，排水量不大，并且平式渗沟影响路基上部含水层较薄，排水量不大，并且平式渗沟(shngu)(shngu)难以布置时采用。难以布置时采用。 3)3)构造：由上部集水构造和下部排水构造两部分组成构造：由上部集水构造和下部排水构造两部分组成7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计52第51页/共89页第五十二页，共89页。集水部分构造与渗沟集水部分

31、构造与渗沟(shngu)(shngu)相同，于井的四周设反滤层相同，于井的四周设反滤层，顶上为覆盖层（封闭层），顶上为覆盖层（封闭层）。 下部排水构造，采用粗粒材料下部排水构造，采用粗粒材料做充填物做充填物 渗井断面采用圆柱形或方柱形渗井断面采用圆柱形或方柱形。 7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计53第52页/共89页第五十三页，共89页。一、路面一、路面(lmin)(lmin)排水的分类排水的分类 1) 1) 路界地表排水：路界地表排水： (1) (1)路面路面(lmin)(lmin)表面排水：横坡漫流、拦水带表面排水：横坡漫流、拦水带+ +、流槽、流槽、u u

32、形沟形沟+ +、流槽流槽 (2) (2)中央分隔带排水：中央分隔带渗水、超高路段排水中央分隔带排水：中央分隔带渗水、超高路段排水 (3) (3)坡面排水：沟、截水沟等坡面排水：沟、截水沟等 2) 2)路面路面(lmin)(lmin)内部排水：内部排水： (1) (1)路面路面(lmin)(lmin)缘排水缘排水 (2) (2)透水基透水基 ( (垫垫) )层排水层排水 (3) (3)多孔隙面多孔隙面层排水层排水 3) 3)地下排水（降低路基地下水位）地下排水（降低路基地下水位） 暗沟（盲沟）暗沟（盲沟） 渗沟渗沟 渗井渗井7-3 7-3 路面路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计7 7

33、路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计54第53页/共89页第五十四页，共89页。二、路面表面排水二、路面表面排水 1. 1.任务：迅速排除降水，避免积水。任务：迅速排除降水，避免积水。 2. 2.原则：原则： 1) 1)降落在路面上的雨水，应通过路面横向坡度向两侧排流，避免行降落在路面上的雨水，应通过路面横向坡度向两侧排流，避免行车道路车道路(dol)(dol)路面范围内出现积水。路面范围内出现积水。 2) 2)在汇水量不大，路堤较低且坡不会被冲刷的情况下，应采用在汇水量不大，路堤较低且坡不会被冲刷的情况下，应采用路堤坡上横向漫流方式排除路表面水路堤坡上横向漫流方式排除路表

34、面水 3) 3)在路堤较高，坡坡面在未做防护而易遭受路面表面水流冲刷在路堤较高，坡坡面在未做防护而易遭受路面表面水流冲刷或坡面虽已采取防护措施但仍有可能受到冲刷时，应沿路肩设置或坡面虽已采取防护措施但仍有可能受到冲刷时，应沿路肩设置拦水带或拦水带或U U型沟，汇集路面表面水，然后通过泄水口和、流槽排离型沟，汇集路面表面水，然后通过泄水口和、流槽排离路堤。路堤。 4)4)设置拦水带汇集路面表面水时，拦水带过水断面内的水面，在高速设置拦水带汇集路面表面水时，拦水带过水断面内的水面，在高速公路及一级公路上不得漫过右侧车道外缘，在二级及二级以下公路及一级公路上不得漫过右侧车道外缘，在二级及二级以下公路

35、上不得漫过右侧车道中心线。公路上不得漫过右侧车道中心线。7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计55第54页/共89页第五十五页，共89页。3.3.拦水带构造（沥青混凝土和水泥混凝土），高度拦水带构造（沥青混凝土和水泥混凝土），高度(god)(god)和泄水口的泄水量和泄水口的泄水量需验算需验算 4.U4.U形沟的构造：尺寸和泄水口间的距离需验算形沟的构造：尺寸和泄水口间的距离需验算 7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计56第55页/共89页第五十六页，共89页。三、中央分隔带排水三、中央分隔带排水 1. 1.任务：排除中央分隔带范围内的表面渗水和拦

36、截上侧半幅路面任务：排除中央分隔带范围内的表面渗水和拦截上侧半幅路面漫流过来漫流过来(gu(gu li) li)的表面水。的表面水。 2. 2.中央分隔带的形式：中央分隔带的形式： 1) 1)按缘石形式分：凸形、凹形按缘石形式分：凸形、凹形 2) 2)按表面形式分：有铺面封闭型、按表面形式分：有铺面封闭型、 无铺面封闭型无铺面封闭型 3) 3)根据需要，宽度也不同根据需要，宽度也不同 7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计57第56页/共89页第五十七页，共89页。3.3.一般路段中央一般路段中央(zhngyng)(zhngyng)分隔带分隔带 1) 1)有铺面封闭型

37、：有铺面封闭型： 2) 2)无铺面封闭型：无铺面封闭型： 4.4.超高路段中央超高路段中央(zhngyng)(zhngyng)分隔带分隔带 除应具有一般路段中央除应具有一般路段中央(zhngyng)(zhngyng)分隔带的功能和构造外，应分隔带的功能和构造外，应有拦截上侧路幅的表面水的功能。有拦截上侧路幅的表面水的功能。 1) 1)凸形中央凸形中央(zhngyng)(zhngyng)分隔带分隔带 2) 2)凹形中央凹形中央(zhngyng)(zhngyng)分隔带分隔带 5.5.通过计算确定排水设施的尺寸通过计算确定排水设施的尺寸 7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计58

38、第57页/共89页第五十八页，共89页。7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计59第58页/共89页第五十九页，共89页。7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计60第59页/共89页第六十页，共89页。四、路面内部排水四、路面内部排水 1. 1.重要性：重要性： 路面渗水主要途径有以下几种：路面渗水主要途径有以下几种： 1) 1)路面接缝，包括施工路面接缝，包括施工(sh gng)(sh gng)接缝、窨井等设施接缝及新旧接缝、窨井等设施接缝及新旧路面的接缝；路面的接缝； 2) 2)路面材料使用过程中出现的松散；路面材料使用过程中出现的松散； 3)

39、3)原先面层混合料较大的孔隙等：原先面层混合料较大的孔隙等： 4) 4)使用过程中出现的各种裂缝，尤其以周围施工使用过程中出现的各种裂缝，尤其以周围施工(sh gng)(sh gng)产生产生的张拉裂缝最为严重。的张拉裂缝最为严重。 7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计61第60页/共89页第六十一页，共89页。2 2、路面结构内部水的危害：、路面结构内部水的危害： （1 1）浸湿各结构层材料和路基土，易造成无粘结粒状材料和地）浸湿各结构层材料和路基土，易造成无粘结粒状材料和地基土的强度降低；基土的强度降低；（2 2）使水泥混凝土路面产生唧泥，随之出现错台、开裂和整

40、个）使水泥混凝土路面产生唧泥，随之出现错台、开裂和整个路肩破坏；路肩破坏；（3 3）进入空隙的自由水在行车荷载的作用下，会形成高孔隙水）进入空隙的自由水在行车荷载的作用下，会形成高孔隙水压力和高流速的水流，引起路面基层的细颗粒产生唧泥，结果失压力和高流速的水流，引起路面基层的细颗粒产生唧泥，结果失去支承；去支承；（4 4）在冰冻深度大于路面厚度的地方，高地下水位会造成冻胀）在冰冻深度大于路面厚度的地方，高地下水位会造成冻胀，并在冻融期间降低承载能力；，并在冻融期间降低承载能力；（5 5）水使冻胀土产生不均匀冻胀；）水使冻胀土产生不均匀冻胀；（6 6）与水经常接触将使沥青混合料剥落，影响）与水经

41、常接触将使沥青混合料剥落，影响(yngxing)(yngxing)沥青沥青混凝土耐久性和产生龟裂。混凝土耐久性和产生龟裂。 7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计62第61页/共89页第六十二页，共89页。3.3.分类：缘排水系统、排水基层排水系统、面层排水结构分类：缘排水系统、排水基层排水系统、面层排水结构 4.4.路面结构表面渗水量：路面结构表面渗水量： 水泥混凝土路面水泥混凝土路面 沥青路面沥青路面 5.5.渗流渗流(shn li)(shn li)时间：渗流时间：渗流(shn li)(shn li)的速度随路基土的渗透性和地的速度随路基土的渗透性和地下水位的高度而异，根

42、据达西定律计算下水位的高度而异，根据达西定律计算)(LBnnIQhzciBIQai2222113600hzbeshzsssiiknviiBLvLt7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计63第62页/共89页第六十三页，共89页。五、缘五、缘(binyun)(binyun)排水系统排水系统 1)1)定义：由沿路面缘定义：由沿路面缘(binyun)(binyun)设置的透水性填料集水沟，纵向排设置的透水性填料集水沟，纵向排水沟，横向出水管和过滤织物组成的排水系统。水沟，横向出水管和过滤织物组成的排水系统。 2)2)构造：集水沟、横向出水管、过滤织物、纵向排水沟构造：集水沟、横向出

43、水管、过滤织物、纵向排水沟 3)3)使用条件：使用条件： 适用于改建路面、基层透水性小的路面结构面、水泥混凝土路面适用于改建路面、基层透水性小的路面结构面、水泥混凝土路面 4)4)尺寸：管的直径一般为尺寸：管的直径一般为7-15cm7-15cm，按水力计算确定。，按水力计算确定。7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计64第63页/共89页第六十四页，共89页。 7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计65第64页/共89页第六十五页，共89页。六、排水基层的排水系统六、排水基层的排水系统 1)1)定义：直接在面层下设置透水性排水基层。在缘设置纵

44、向集定义：直接在面层下设置透水性排水基层。在缘设置纵向集水沟和排水管以及横向出水管所组成的排水系统。水沟和排水管以及横向出水管所组成的排水系统。 2)2)适用条件：新建路面中采用。适用条件：新建路面中采用。 3)3)构造：水泥砼的路面、沥青路面构造：水泥砼的路面、沥青路面 4)4)尺寸：管的直径一般为尺寸：管的直径一般为7-15cm7-15cm，按水力，按水力(shul)(shul)计算确定计算确定7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计66第65页/共89页第六十六页，共89页。7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计67第66页/共89页第六十七页，共89页

45、。123概述(i sh)路基排水设备(shbi)的构造与布置路面(lmin)排水设计小小 结结68第67页/共89页第六十八页，共89页。1 1、简述路面、简述路面(lmin)(lmin)路基排水的目的和设路基排水的目的和设计的一般原则？计的一般原则？2 2、路基地面、地下排水有那些设备，各起、路基地面、地下排水有那些设备，各起什么作用？什么作用？69第68页/共89页第六十九页，共89页。一、设计流量一、设计流量 设计流量使用期限内可能发生的一定频率的洪水流量。与汇水设计流量使用期限内可能发生的一定频率的洪水流量。与汇水(hushu)(hushu)面积和一定频率下的径流厚度，以及汇水面积和一

46、定频率下的径流厚度，以及汇水(hushu)(hushu)区域内的地形、地貌及地表植被等因素有关。区域内的地形、地貌及地表植被等因素有关。 计算方法：计算方法： 1)1)经验法经验法 A.A.汇水汇水(hushu)(hushu)面积为主要因素（面积为主要因素（F10km2F10km2）：）： B.B.降雨量和汇水降雨量和汇水(hushu)(hushu)面积为主要因素：面积为主要因素：7-4 7-4 明渠的水文明渠的水文(shuwn)(shuwn)水力计算水力计算nsAFQ 3/2CSFQs20 . 1 kmFCSFQs7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计70第69页/

47、共89页第七十页，共89页。2)推理方法推理方法 降雨强度降雨强度q计算方法计算方法 1）当地气象站有）当地气象站有10年以上自记雨量资料时年以上自记雨量资料时 汇流历时汇流历时t计算计算 （1）坡面汇流历时）坡面汇流历时 （2）沟管内汇流历时）沟管内汇流历时 2）当地缺乏自记雨量计资料时，利用标准降雨强度等值线图和有关）当地缺乏自记雨量计资料时，利用标准降雨强度等值线图和有关(yugun)转换系数，计算降雨强度转换系数，计算降雨强度qFQFEhQs67.16)(5423规范规定btaq)370(445. 1467. 011mLiLmtsss6 . 01220)60(giniiiivvlt10

48、,5qccqtp7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计71第70页/共89页第七十一页，共89页。二、水力计算二、水力计算 明渠流具有自由水面明渠流具有自由水面(shu min)的渠道（无压流）。的渠道（无压流）。 明渠均匀流的边界条件和水流条件：明渠均匀流的边界条件和水流条件： 1.渠身是粗糙系数沿程不变的长直棱柱形渠道；渠身是粗糙系数沿程不变的长直棱柱形渠道； 2.渠底坡度是正坡，不是平坡或逆坡；渠底坡度是正坡，不是平坡或逆坡； 3.水流为恒定流，且沿程流量不变。水流为恒定流，且沿程流量不变。 1)明渠均匀流的基本公式：明渠均匀流的基本公式： 2)流速系数流速系数

49、CRiCVQRiCVn1.3y 1.0n1.5y 1.0)10. 0(75. 013. 05 . 21时当时当RRnRnyRnCy7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计72第71页/共89页第七十二页，共89页。3)容许的最小与最大流速容许的最小与最大流速 最小流速不产生最小流速不产生(chnshng)淤积的流速淤积的流速 最大流速不产生最大流速不产生(chnshng)冲刷的流速。冲刷的流速。 4)常用沟渠横断面的水力要素常用沟渠横断面的水力要素 断面要素：沟底宽度断面要素：沟底宽度b、水深、水深h及平均坡坡率及平均坡坡率m（不对称时为（不对称时为m1和和m2） 湿周湿周指水

50、流与沟底及两侧在横断面上的接触长度指水流与沟底及两侧在横断面上的接触长度 水力半径水力半径R为水流横断面面积为水流横断面面积与湿周之比。与湿周之比。 21minRV7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计73第72页/共89页第七十三页，共89页。(1)水流横断面面积水流横断面面积(min j) (2)湿周湿周 (3)水力半径水力半径 221)(21hmmbhhmmb)11(2221R7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计74第73页/共89页第七十四页，共89页。5)最佳水力横断面的水力要素最佳水力横断面的水力要素 最佳水力横断面最佳水力横断面 指在

51、既定设计流量的条件下，与容许流量相对指在既定设计流量的条件下，与容许流量相对(xingdu)应的水流最小横断面面积。即：在固定条件下（即应的水流最小横断面面积。即：在固定条件下（即Qs、V、C与与m等参数等参数不变），如使设计沟渠横断面具有最小的湿周。不变），如使设计沟渠横断面具有最小的湿周。 (1)水流深度水流深度h与水流横断面面积与水流横断面面积的关系的关系Ahh02AhdhdAh25.15.01025.15.000025.05.05.25.05.05.0002/1202)()21(2121)12(2)1(2ysysyyyBQBVQBmKniVhARmmhmmb7 7 路基路面路基路面(l

52、min)(lmin)排水设计排水设计75第74页/共89页第七十五页，共89页。三、跌水三、跌水 内容：进水口、消力池和出水口内容：进水口、消力池和出水口,关键是确定关键是确定(qudng)消力池的长度和深度消力池的长度和深度 1.进水口进水口 kskkkksshgbQhHhbHQvgvhhghQb)42(7.022322max2002/307 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计76第75页/共89页第七十六页，共89页。2.消力池消力池 1)按自由射流按自由射流(shli)公式计算射流公式计算射流(shli)长度长度 2）水跃长度计算）水跃长度计算)333. 0(6

53、67. 02001hPhL) 181(22)9 . 0(5 . 231221202122211222hgbQhhhPhbgQhhhaahLss7 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计77第76页/共89页第七十七页，共89页。3）消力池的深度）消力池的深度 3.出水口出水口 出水口部分的侧墙，一般以扩散角出水口部分的侧墙，一般以扩散角30左右形成渐变左右形成渐变(jinbin)段。段。 多级、水计算多级、水计算 2/33322)(10. 105. 1 (ghQhhddNPP7 7 路基路面路基路面(lmin)(lmin)排水设计排水设计78第77页/共89页第七十八页，共89页

54、。五、急流槽五、急流槽 急流槽纵坡超过水流急流槽纵坡超过水流(shuli)的临界坡度的临界坡度 1.临界纵坡槽中水流临界纵坡槽中水流(shuli)的正常水深等于临界水深时的的正常水深等于临界水深时的底坡底坡kkkkkkkkkkkkkkbCgigQbRCQiiRCQ232227 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计79第78页/共89页第七十九页，共89页。2.、流、流(jli)槽长度槽长度 3.水面曲线长度水面曲线长度 22iPPLRCvIIigvhgvhL202000211122220227 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计80第79页/共89页第八十页，共89页。六、倒虹吸的水力六、倒虹吸的水力(shul)(shul)计算计算 按能量守恒法则计算按能量守恒法则计算izzzghVQghVwhVgw1222127 7 路基路基(lj)(lj)路面排水设计路面排水设计81第80页/共89页第八十一页，共89页。基本假定基本假定(jidng)(jidng)： 1)1)均质含水层中的潜水均质含水层中的潜水 2)2)平坡（平坡（i=0i=0）渗流）渗流 计算理论：采用层流