刘清-第七章排水设计ppt课件

1、 刘 清：liuqing197901163 Subgrade and Pavement Engineering第七章 路基路面排水设计 第一节 概述 第二节 路基排水设备的构造与布置 第三节 路面排水设计第一节 概述路基排水的意义 坚持路基资料的强度稳定性，进而坚持路基的稳定性路基排水的目的把降落在路界范围内的外表水有效的聚集并迅速排除出路界把路界外能够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1.1 排水的意义与目的排水设备要因地制宜、全面规划、合理规划、综合治理、讲究实效、留意经济，并充分利用有利地形和自然水系；

2、 路基排水沟渠的设置，应与农田水利相配合，必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径；设计前必需进展调查研讨，重点路段要进展排水系统的全面规划，做到路基路面综合设计和分期建筑；路基排水要留意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠；路基排水要结合当地水文条件和道路等级等详细情况，留意就地取材，以防为主； 为减少水对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面构造，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面构造内的水，亦可建筑具有能接受荷载和雨水共同作用的路面构造。1.2 路基路面排水设计的普通原那么第二节 路基排水设备的构造与布置边沟截水沟排水沟跌水急流槽倒虹吸、渡水槽等2.

3、1 地面排水设备边沟边沟的功能：用于聚集和排除降落在路基范围内以及流向路基的少量地表水边沟的布置：边沟普通布置在路堑的路肩外侧或较低矮路堤坡脚外侧边沟的纵坡：边沟的纵坡宜与道路纵坡相一致，并不宜小于0.3，困难情况下可以减至0.1%边沟的长度：单向排水长度每300500米设出水口2.1 地面排水设备边沟的横断面方式边沟的横断面方式表示图a)、b)梯形；c)、d)流线形；e)三角形；f)矩形2.1 地面排水设备2.1 地面排水设备截水沟截水沟的功能：用以拦截并排除路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保证挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。截水沟的布置：截水沟普通布置在路堑边坡或陡坡路堤上

4、侧，垂直于山坡水流方向或根本与等高线平行。视降雨量，可以不设或设计多道。填方截水沟截水沟挖方截水沟5m2.1 地面排水设备2.1 地面排水设备截水沟截水沟的纵坡与长度：截水沟的纵坡不宜小于0.3，长度的思索以汇水既不呵斥过大的冲刷，又不淤积为原那么。 截水沟的横断面：普通为梯形，沟的边坡坡度，因岩土条件而定，普通采用1:1.01:1.5。沟底宽度b不小于0.5m，沟深h按设计流量而定，亦不应小于0.5m。2.1 地面排水设备土质石质排水沟排水沟的功能：将路基范围内各种水源的水流如边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积水，引排至桥涵或路基范围以外的指定地点。排水沟的布置：排水沟的布置可以根据需求

5、并结合当地地形条件而定，间隔路基坡脚不宜小于34m，平面上应力求直捷，需求转弯时亦应尽量圆顺，做成弧形，其半径不宜小于1020m，延续长度宜短，普通不超越500m。排水沟的纵坡：排水沟应具有适宜的纵坡，以保证水流畅通，不致流速太大而产生冲刷，亦不可流速太小而构成淤积，为此宜经过水文水力计算而择优选定。普通情况下，可取0.51.0%，不小于0.3，亦不宜大于3。 2.1 地面排水设备排水沟与水道衔接表示图1排水沟；2其它渠道；3路基中心线；4桥涵排水沟 排水沟水流注入其他沟渠或水道时，应使原水道不产生冲刷或淤积。通常应使排水沟与原水道两者成锐角相交，交角不大于45，有条件可用半径R=10bb为沟

6、顶宽的圆曲线朝下游与其它水道相排水沟的横断面排水沟的横断面，普通采用梯形，尺寸大小应经过水力水文计算选定。2.1 地面排水设备沟渠加固 2.1 地面排水设备 包括排水沟在内的土质沟渠在有能够遭到冲刷和渗漏时必需进展防护和防渗处置加固类型与沟底纵坡关系 纵坡（%）7加固类型不加固1.土质好，不加固2.土质不好，简易加固简易加固或干砌式加固干砌式或浆砌式加固浆砌式加固或改用跌水沟渠加固类型2.1 地面排水设备沟渠加固 2.1 地面排水设备2.1 地面排水设备跌水跌水的功能：在陡坡或或特殊陡坎地段设置的沟底为阶梯，水流呈瀑布式跌落的沟槽称作跌水，跌水的作用是在较短的间隔内，降低水流流速，消减水流能量

7、，进而防止冲刷用于坡度大于10，水头高差大于1.0m的陡坡地段。方式：普通矩形，浆砌片石或混凝土预制块砌筑 尺寸：根据地形、地质条件等，普通需水力计算 构造：分为进水口、跌水槽、出水口。跌水槽由跌水墙、平台和消能设备组成。 出口衔接：桥涵、自然沟、排水沟急流槽：是具有很陡坡度的水槽，水流以陡坡方式经过的排水设备，但水流不分开槽底。急流槽的功能: 它的作用主要是在很短的间隔内，水面落差很大的情况下进展排水。急流槽的布置：多用于涵洞的进出水口和高路堑边沟流入排水沟的进出水口，或在特殊情况下，截水沟流向边沟的场所。方式：矩形，浆砌片石或混凝土预制块砌筑 尺寸：需水力计算来确定尺寸，水流量不大时，可用

8、规范尺寸 构造：进水口、主槽、出水口 出水衔接：桥涵、自然沟、排水沟2.1 地面排水设备2.1 地面排水设备急流槽的构造：高路堤边坡地段急流槽路堑与高路堤衔接处急流槽路堑边坡急流槽急流槽设置通常设置在高路堤边坡、高路堑边坡、路堑与高路堤衔接处、回头曲线上下边沟等位置，用于排除边沟和截水沟聚集的水流。倒虹吸与渡水槽：设置于水流需求横跨路基，同时遭到设计标高的限制，从路基底部或上部架空跨越。前者称为倒虹吸，后者称为渡水槽。 倒虹吸：水流横跨路基且遭到设计标高限制时，可经过多次改动水流方向从路基下方跨越的排水设备。倒虹吸是利用上下游沟渠水位差作用，管道为有压管道，水流条件较差，构造要求高，应谨慎运用

9、。倒虹吸的设置：往往是因路基横跨原有沟渠，且沟渠水位高于路基设计标高，不能按正常条件下设置涵洞，此时采用倒虹吸是可行的方案之一。 2.1 地面排水设备2.1 地面排水设备渡水槽：水流横跨路基且遭到路基标高限制时，水流从路基上方跨越的排水设备。渡水槽的布置：原水道与路基设计标高相差较大，假设路基两侧地形有利，或当地确有必要，可设简易桥梁，架设水槽或管道，从路基上部跨越，以勾通路基两侧的水构造：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 尺寸：需水力计算 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。 2.1 地面排水设备东江深圳渡水

10、槽墨西哥格雷塔罗市的古渡槽引大入秦先明峡倒虹吸地下排水设备盲沟管渗沟井盲井渗水隧洞特点：排水量不大，主要以渗流方式聚集水流，并就近排出路基范围以外。功能：防止地下水对路基的影响2.2 地下排水设备暗沟 作用：设在地面以下引导水流的沟渠，具有渗水和汇水作用，地下排水沟。 构造：进水口泉井、暗沟沟身和盖板。圆形和矩形。 纵坡和出水口：纵坡不小于1%。出口处沟底应高出边沟最高水位20cm以上，不允许出现倒灌景象。 本卷须知： (1)应防止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(2)暗沟流量普通不予计算。 2.2 地下排水设备2.2 地下排水设备2.2 地下排水设备渗沟：采

11、用浸透方式将流向路基的地下水聚集于沟内并排到路基范围以外指定点的排水设备，使路基上坚持枯燥，不致因地下水成害。 作用：是降低地下水位或拦截地下水，其水力特性是紊流。 分类：盲沟式、管式、洞式 构造： 渗水层、封锁层、反滤层、排水层 尺寸：水力计算确定。埋深需思索地下水位和不透水层的位置运用条件： 盲沟式：普通用于流量不大、渗沟不长的地段。设计时应思索淤塞失效问题，排水层阻力大，其纵坡不应小于1%，普通可采用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

12、。2.2 地下排水设备截断路堑层间水的渗沟降低地下水位的渗沟路堑上方的渗沟平面布置：渗沟尽能够与地下水流方向相互垂直，使能拦截更多的地下水。2.2 地下排水设备2.2 地下排水设备渗井：是竖直方向的地下排水设备 作用：是聚集离地面不深处含水层中的地下水，经过竖井，渗入下层，疏干路基土。 运用条件： (1)路基下层能否存在透水层，能否排走聚集的地下水。 (2)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2.2 地下排水设备渗井布置: 集水部分构造与渗沟一样，于井的周围设反滤层，顶上为覆盖层封锁层。 下部排水构造，采用粗粒资料做充填

13、物。 渗井断面采用圆柱形或方柱形。 2.2 地下排水设备路面外表排水中央分隔带排水设计路面内部排水系统设计路面边缘排水设计排水基层或面层排水设计2.3 路面排水设计路面外表排水义务：迅速把降落在路面和路肩外表的降水排走，以防止呵斥路面积水而影响行车平安。根本原那么： 1降落在路面上的雨水，应经过路面横向坡度向两侧排流，防止行车道路路面范围内出现积水。 2在道路纵坡平缓、汇水量不大、路堤较低且边坡坡面不会遭到冲刷的情况下，应采用在路堤边坡上横向漫坡的方式排除路面外表水。 3在路堤较高，边坡坡面在未做防护而易蒙受路面外表水流冲刷，或者坡面虽已采取防护措施但仍有能够遭到冲刷时，应沿路肩外侧边缘设置拦

14、水带，聚集路面外表水，然后经过泄水口和急流槽排离路堤。4设置拦水带聚集路面外表水时，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边缘，在二级及二级以下公路上不得漫过右侧车道中心线。2.3 路面排水设计路面外表排水拦水带可由沥青混凝土现场浇筑，或者由水泥混凝土预制块铺砌而成。采用水泥混凝土预制块拦水带时，应防止预制块影响路面内部水的排泄。拦水带的顶面应略高于过水断面的设计水面高水深，按设计流量公式7-1计算确定。2.3 路面排水设计2.3 路面排水设计拦水带聚集的水流应以200500m间距的急流槽排下路基拦水带与急流槽的组合纵坡上的不对称喇叭形泄水口2普通路段中央分隔带2.3

15、 路面排水设计中央分隔带排水宽度小于3m且外表采用铺面封锁的中央分隔带排水，降落在分隔带上的外表水排向两侧行车道，其坡度与路面的横坡度一样；在超高路段上，可在分隔带上侧边缘处设置缘石或泄水口，或者在分隔带内设置缝隙式圆形集水管或碟形混凝土浅沟和泄水口图2-7-4，以拦截和排泄上侧半幅路面的外表水。 2.3 路面排水设计中央分隔带排水宽度大于3m且外表未采用铺面封锁的中央分隔带排水，降落在分隔带上的外表水聚集在分隔带中央的低洼处，并经过纵坡排流到泄水口或横穿路界的桥涵水道中。外表无铺面且未采用外表排水措施的中央分隔带，降落在分隔带上的外表水下渗，由分隔带内的地下排水设备排除。 2.3 路面排水设

16、计我国通常采用较窄的中央分隔带，仅在中间设预留车道时才采用宽的中央分隔带。各地在选用排水设备类型时，并未拘泥于以分隔带宽度限值作为独一的根据，而是结合地域和工程需求确定，方式是多样的。因此，上述分类中的宽度规范并不是绝对的。路面内部排水水对路面构造的影响1浸湿各构造层资料和路基土，呵斥路面基层资料和地基土的强度降低；2使水泥混凝土路面产生基层唧泥，随之出现脱空、错台、开裂和整个路肩破坏；3与水经常接触将使沥青混合料的沥青剥落，影响沥青混合料的耐久；4下渗的水使路基土产生不均匀冻胀；进而呵斥翻浆。 路面内部排水的目的 低透水性土质的路基经常使渗入到路面内部的水长时间不能排除，停滞在路槽内，使路面资料长期饱水。路面构造内部排水的目的是保证路面资料处于正常湿度形状，正常行使其运用功能，到达其应有的运用寿命。2.3 路面排水设计1年降水量为600mm以上的潮湿和多雨地域，路基由透水性差的细粒土浸透系数不大于10-5cm/s筑成的高速公路、一级公路或重要的二级公路。2路基两侧有滞水，能够渗入路面构造内。3严重冰冻地域，路基为由粉性土组成的潮湿、过湿路段。4现有路面改建或改善工程，需排除积滞在路面构造内的水份 。二路面内部排水系统的设置条件我国 JTJ018-97建议遇有以下情况时，应设置路面内部排水系