CHAPTERⅨHighwayDrainage1

1、 Highway Drainage公路排水设计 地表水（surface water）：大气降水，地表径流 地下水（ground water）：上层滞水、潜水和承压水上层滞水是由于局部的隔水作用，使下渗的大气降水停留在浅层的岩石裂缝或沉积层中所形成的蓄水体。潜水是埋藏于地表以下第一个稳定隔水层上的地下水，通常所见到的地下水多半是潜水。当地下水流出地面时就形成泉。承压水（自流水）是埋藏较深的、赋存于两个隔水层之间的地下水。这种地下水往往具有较大的水压力，特别是当上下两个隔水层呈倾斜状时，隔层中的水体要承受更大的水压力。当井或钻孔穿过上层顶板时，强大的压力就会使水体喷涌而出，形成自流水。排水的重要性

2、 地面水渗入路基路基强度降低 地面水对边坡冲刷路基整体稳定性受到威胁 地下水浸入路基强度降低（冻胀，翻浆、滑坍） 降水渗入路面降低材料的强度；高压水冲刷使承载力下降。排水设施 路面排水：路表排水，中央分隔带排水，路面结构排水 漫流式排水（路拱横坡，路肩横坡），集中截流式排水（拦水带或路缘石，排水沟） 路基排水：地面排水设施（边沟，截水沟，排水沟，急流槽和跌水，渡槽和倒虹吸，蒸发池），地下排水设施（渗沟，渗井，盲沟）路面排水路面表面排水原则：降落在路面表面的雨水，应通过路面横向坡度向两侧排走；在路线纵坡平缓汇水量不大路堤较低且边坡坡面不会受到冲刷的情况下，应采用横向漫坡的方式排水；在路肩外侧边缘

3、设置拦水带；拦水带过水断面的水面，在高速及一级公路上不得漫过右侧车道外边缘，二级及二级以下不得漫过右侧车道中心线。路拱横坡与路肩横坡路拱：为了及时排出路面上的积水，减少雨水对路面的浸湿和渗透，路面表面做成两边低，中间高的形式，称为路拱。路拱横坡的选择应考虑有利于行车平稳和路面排水的要求。为了迅速地排除地表水，路肩横坡通常比行车道横坡陡1%拦水带拦水带是指沿硬路肩外侧或路面外侧边缘设置的用来拦截路面和路肩表面水的堤埂。当路面排水采用集中排水方式时，需设置拦水带，将路面表面水汇集在拦水带内，通过间隔一定距离设置的泄水口和急流槽集中排放到路堤坡脚外。拦水带可以采用水泥混凝土或者沥青混凝土铺筑而成。中

4、央分隔带排水 宽度小于3米且表面采用铺面封闭的中央分隔带排水；中央分隔带排水 宽度大于3米且表面未采用铺面封闭的中央分隔带排水 表面无铺面且未采用表面排水措施的中央分隔带路面内部排水设置条件：1.年降水量为600mm以上的湿润和多雨地区；2.路基两侧有滞水，可能渗入路面结构内；3.严重冰冻地区，路基为粉性土组成的潮湿路段；4.路面改建和改善工程，需排除路面结构内的水边缘排水系统 透水性填料集水沟、纵向排水沟、横向出水管和过滤织物。排水基层的排水系统基层排水系统就是直接在面层下面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，组成排水基层排水系统。透水性材料：经水泥或沥青处置

5、，或者未经处置的开级配碎石集料。路基地表排水设施（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流向路基的少量地面水。设置要点：边沟不宜过长；边沟的纵坡一般与路线纵坡一致；边沟的出水口应与桥涵相适应；路基地表排水设施（截水沟）又称天沟，一般设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当地点，用以拦截并排除路基上方流向路基的地面径流。路基地表排水设施（截水沟）设置要点：1.尽量与绝大多数地面流水方向垂直；2.应保证水流畅通，就近引入自然水沟内排出；3.截水沟水流不应引入边沟，当必须引入时，应增大边沟横断面，并进行保护；4.截水沟长度以200500

6、m为宜；路基地表排水设施（排水沟）排水沟的主要用途在于引水，将路基范围内的各种水源的水流，引至桥涵或路基范围以外的指定地点。路基地表排水设施（排水沟）设置要点：1.排水沟的横断面一般采用梯形，尺寸大小应经过水力水文计算选定；2.排水沟位置可根据需要并结合当地地形等而定；3.排水沟水流注入其他水渠或水道时，应使原水道不产生冲刷或淤积；4.排水沟应具有合适的纵坡；路基地表排水设施（跌水与急流槽） 跌水与急流槽是路基地面排水沟渠的特殊形式，用于陡坡地段，沟底纵坡可达45度。 跌水构造：单级和多级之分，沟底有等宽与变宽之别。基本构造可分为进水口、消力池和出水口三个部分。 急流槽构造：进口、主槽和出口三

7、部分。路基地表排水设施（倒虹吸与渡水槽） 当水流需要横跨路基，同时受到设计标高的限制，可以采用倒虹吸和渡水槽。 倒虹吸管道：圆形和箱形，以水泥混凝土和钢筋混凝土为主。 渡水槽结构：进出水口、槽身和下部支撑三部分。路基地表排水设施（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。路基地下排水设施（盲沟） 设置要点：1.作用：设在地面以下引导水流的沟渠，无渗水和汇水作用，地下排水沟。2.使用条件：a。路基范围内的个别泉眼，泉水外涌；b。市区污水管、雨水管；c.公路中央分隔带弯道超高处。3.构造：进水口、暗沟沟身和盖板。4.纵坡和出水口：纵坡不小于1%。出口处沟底

8、应高出边沟最高水位20cm以上，不容许出现倒灌现象。路基地下排水设施（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外指定点的排水设施，使路基上保持干燥，不致因地下水成害。 作用：降低地下水位或拦截地下水，其水力特性是紊流。 分类：盲式、管式、洞式 使用条件：盲沟：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1%，一般可采用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，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小依设计流量而定。路基地下排水设施（渗沟

9、）路基地下排水设施（渗井）渗井是竖直方向的地下排水设备作用：汇集离地面不深处含水层中的地下水，通过竖井，渗入下层，疏干路基土。使用条件： 路基下层是存在透水层，能否排走汇集的地下水。 影响路基上部含水层较薄，排水量不大，并且平式渗沟难以布置时采用。构造：由上部集水构造和下部排水构造两部分组成。水文水力分析 预估流量：流量是路基排水设计的基本依据，其大小与汇水面积和一定频率下的径流厚度，以及汇水区域内的地形、地貌及地表植被等因素有关。 水力分析：流速，断面尺寸 综合比较水文分析及概念 借鉴已有水文资料（涵洞，桥梁） 根据现有结构物或自然水流进行分析 根据汇水面积，水流坡度预估。暴雨强度 暴雨强度【intensity of rainstorm】指的是降雨的集中程度。一般以一次暴雨的降雨量、最大瞬间降雨强