《道路工程》讲义1102PPPT16

路基路面排水设计中南大学土木工程学院道路工程系主要内容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GuardRailGuardRailRoute460第一节概述1、水的来源表面深入地下水毛细水作用渗流作用水的汽化边缘进入渗流作用表面水的渗入Watertable毛细水作用水的汽化水位变化地面水

包括大气降水以及河、海、湖、水渠、水库水等

地下水

包括土层滞留水、潜水

及层间水等◆2、影响路基路面的水的类型第一节概述第一节概述表面水的渗入

是路面水的主要来源一般的比例为:沥青路面:0.33to0.5水泥混凝土路面:0.5to0.67◆2、影响路基路面的水的类型第一节概述沥青路面表面水的渗入第一节概述第一节概述水泥路面表面水的渗入第一节概述对路基的影响响1）地面水对路路基产生冲刷刷和渗透；2）地下水使路路基湿软、膨膨胀、冻胀、、翻浆、边坡坡滑坍、山坡坡滑坡等。对路面的影响响1）降低路面材材料强度；2）加快路面材材料损坏；3）唧浆、冲刷刷；4）使路面因支支撑不足而出出现疲劳损坏坏。◆3、水对路基路路面的影响第一节概概述第一节概概述4、与水有关的的路面损害可可以划分为为三类:路面结构层变变弱;路面材料性能能下降;

(沥青层的剥离离,材料腐蚀,水泥混凝土路路面的D型开裂)层间粘结性能能下降。PumpingACoverCTB水泥稳定粒料层的唧泥第一节概概述Localizedsettlement局部沉陷第一节概概述第一节概概述第一节概概述第一节概概述60708090100051015TotalDeflection(mm)DegreeofSaturation,%6.2%fines9.1%fines11.5%finesGravelCrushedStone沥青路面路基基顶面弯沉与与路基饱和度度之间的关系系High-severitypothole严重的坑洞第一节概概述60801000246810121416%Saturation,SResilientModulusMR,ksi100%AASHTO-T9995%AASHTO-T99第一节概概述40201030507090沥青混合料的的饱水率与模模量之间的关关系第一节概概述Pumping水泥混凝土路面的唧泥Pumping水泥混凝土路面的唧泥第一节概概述Faulting水泥混凝土路面的错台第一节概概述Cornerbreak水泥混凝土路面的板角开裂第一节概概述Rebarcorrosion水泥混凝土路路面传力杆锈锈蚀第一节概概述Faultedtransversecrack开裂处再次错台第一节概概述Frostheave引起路面冻胀第一节概概述1）把降落在路路界范围内的的表面水有效效的汇集并迅迅速排除出路路界2）把路界外可可能流向路基基的地表水拦拦截在路界范范围以外以减减小对路基路路面的危害3）隔断、疏干干和降低影响响路基稳定性性的地下水，，并将其引导导到路基范围围以外◆5、排水的目的的第一节概概述路面表面排水水中央分隔带排排水坡面排水◆6、路面地表排排水的内容第一节概概述设置厚的排水基层下封层及路肩肩部的排水盲盲沟排水基层排水面层◆7、路面内部排排水的内容右图：排水性性路面第一节概概述排水基层排水设施要因因地制宜、全面规划、、合理布局、、综合治理、、讲究实效、、注意经济，，并充分利用用有利地形和和自然水系；；路基排水沟渠渠的设置，应应与农田水利相相配合，必要时可适适当地增设涵涵管或加大涵涵管孔径；设计前必须进进行调查研究究，重点路段段要进行排水系统的全全面规划，做到路基路路面综合设计计和分期修建建；路基排水要注注意防止附近近山坡的水土土流失，尽量量不破坏天然水水系，尽量选择有有利地质条件件布设人工沟沟渠；路基排水要结合当地水文文条件和道路路等级等具体情况，，注意就地取取材，以防为为主；为减少水对路路面的破坏作作用，应尽量阻止水进进入路面结构构，并提供良好好的排水措施施，以便迅速速排除路面结结构内的水，，亦可建筑具具有能承受荷荷载和雨水共共同作用的路路面结构。◆8、路基路面排排水的一般原原则第一节概概述◆1、地面排水设设备边沟截水沟排水沟跌水急流槽倒虹吸、渡水水槽等第二节路基基排水设备的的构造与布置置第二节路基基排水设备的的构造与布置置边沟的横断面面形式示意图图：a)、b)梯形；c)、d)流线形；e)三角形；f)矩形边沟1:mbHa)1:n1:1bHb)R=0.3R=0.3R1=5.60.3~0.5c)R=0.3R=0.30.3~0.5d)1:nHe)1:n1:0.1bHf)第二节路基基排水设备的的构造与布置置挖方段截水沟沟:1-截水沟；2-土台；3-边沟边沟泄水流入入涵前窨井剖剖面图（单级级跌水）截水沟第二节路基基排水设备的的构造与布置置挖方路段弃土土堆与截水沟沟关系图填方路段上的的截水沟示意意图截水沟的横断断面图例:a)土沟；b)石沟第二节路基基排水设备的的构造与布置置排水沟与水道道衔接示意图图1-排水沟；2-其它渠道；3-路基中心线；；4-桥涵排水沟第二节路基基排水设备的的构造与布置置边沟与涵洞单单级跌水连接接图1-边沟；2-路基；3-跌水井；4-涵洞多级跌水纵剖剖面图（单位位：m）1-沟顶线；2-沟底线跌水跌水构造示示意图:1-护墙；2-消力槛第二节路路基排水设设备的构造造与布置暗沟（管））渗沟（井））盲沟检查井2、地下排水水设备特点：排水水量不大，，主要以渗渗流方式汇汇集水流，，并就近排排出路基范范围以外。。第二节路路基排水设设备的构造造与布置暗沟一侧边沟下下设盲沟1-盲沟；2-层间水；3-毛细水；4-可能滑坡线线二侧边沟下下设盲沟1-原地下水位位；2-降低后地下下水位；3-盲沟第二节路路基排水设设备的构造造与布置1）路面表面面排水设计计2）中央分隔隔带排水设设计3）路面内部部排水系统统设计4）路面边缘缘排水设计计5）排水基层层或面层排排水设计◆1、设计内容容第三节路路面排水设设计1）路面表面面排水基基本本原则：1）降落在路路面上的雨雨水，应通过路面面横向坡度度向两侧排排流，避免行车车道路路面面范围内出出现积水。。2）在路线纵纵坡平缓、、汇水量不不大、路堤堤较低且边边坡坡面不不会受到冲冲刷的情况况下，应采采用在路堤边坡上上横向漫坡坡的方式排除路面表表面水。第三节路路面排水设设计第三节路路面排水设设计1）路面表面面排水基基本本原则：3）在路堤较较高，边坡坡坡面在未未做防护而而易遭受路路面表面水水流冲刷，，或者坡面面虽已采取取防护措施施但仍有可可能受到冲冲刷时，应沿路肩外外侧边缘设设置拦水带带，汇集路路面表面水水，然后通通过泄水口口和急流槽槽排离路堤堤。4）设置拦水水带汇集路路面表面水水时，拦水水带过水断断面内的水水面，在高高速公路及及一级公路路上不得漫过右右侧车道外外边缘，在二级及及二级以下下公路上不得漫过右右侧车道中中心线。第三节路路面排水设设计1）路面表面面排水拦水带可由由沥青混凝土土现场浇筑，，或者由水泥混凝土土预制块铺砌而成。。采用水泥混混凝土预制制块拦水带带时，应避避免预制块块影响路面面内部水的的排泄。拦拦水带的顶顶面应略高高于过水断断面的设计计水面高（（水深），，按设计流流量公式（（7-1）计算确定定。公式（7-1）第三节路路面排水设设计1）路面表面面排水第三节路路面排水设设计2）一般路段段中央分隔隔带第三节路路面排水设设计3）超高路段段中央分隔隔带三三个要要求（1）宽度小于于3m且表面采用用铺面封闭闭的中央分分隔带排水水，降落在在分隔带上上的表面水水排向两侧侧行车道，，其坡度与与路面的横横坡度相同同。（2）宽度大于于3m且表面未采采用铺面封封闭的中央央分隔带排排水，降落落在分隔带带上的表面面水汇集在在分隔带中中央的低洼洼处，并通通过纵坡排排流到泄水水口或横穿穿路界的桥桥涵水道中中。（3）表面无铺铺面且未采采用表面排排水措施的的中央分隔隔带，降落落在分隔带带上的表面面水下渗，，由分隔带带内的地下下排水设施施排除。第三节路路面排水设设计3）超高路段段中央分隔隔带第三节路路面排水设设计3）超高路段段中央分隔隔带第三节路路面排水设设计4）路面结构构内部排水水设设置条件件（1）年降水量为600mm以上的湿润润和多雨地地区，路基基由透水性性差的细粒粒土（渗透透系数不大大于10-5cm/s）组成的高高速公路、、一级公路路或重要的的二级公路路。（2）路基两侧侧有滞水，可能渗入入路面结构构内。（3）严重冰冻地地区，路基为由由粉性土组组成的潮湿湿、过湿路路段。（4）现有路面面改建或改改善工程，，需排除积滞在在路面结构构内的水份份。第三节路路面排水设设计4）路面结构构内部排水水设设置要求求（1）路面内部部排水系统统中各项排水设设施的泄水水能力均应大于渗渗入路面结结构内的水水量，且下下游排水设设施的泄水水能力应超超过上游排排水设施的的泄水能力力。（2）渗入水在在路面结构构内的最大渗流时时间，冰冻地区区不应超过过1小时，其它它地区不应应超过2小时（重交交通）～4小时（轻交交通）。渗渗入水在路路面结构内内的渗流路径长长度不宜超过45m～60m。（3）各项排水水设施不应被渗流流从路面结结构、路基基或路肩中中带来的细细料堵塞，以保证系系统的排水水能力不随随时间推移移而很快丧丧失。第三节路路面排水设设计4）路面结构构内部排水水第三节路路面排水设设计第三节路路面排水设设计1）排水路面面◆2、设计方案案第三节路路面排水设设计2）普通沥青青（AC）路面的排排水基层GeotextileDrainagepipeACpavementACshoulderPermeablebaseSeparatorlayer◆2、设计方案案第三节路路面排水设设计3）全厚式沥沥青（AC）路面的排排水基层GeotextileDrainagepipeACsurfaceACshoulderPATBACSeparator◆2、设计方案案56第三节路路面排水设设计GeotextileDrainagepipeACpavementACshoulderPermeablebaseGeotextileseparatorlayerSubgrade4）沥青（AC）路面的排排水基层◆2、设计方案案第三节路路面排水设设计