《道路工程》讲义T8

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影响1）地面水对对路基产生生冲刷和渗渗透；2）地下水使使路基湿软软、膨胀、、冻胀、翻翻浆、边坡坡滑坍、山山坡滑坡等等。对路面的影影响1）降低路路面材料料强度；；2）加快路路面材料料损坏；；3）唧浆、、冲刷；；4）使路面面因支撑撑不足而而出现疲疲劳损坏坏。◆3、水对路路基路面面的影响响第一节概概述述第一节概概述述4、与水有有关的路路面损害害

可以以划分为为三类:路面结构构层变弱弱;路面材料料性能下下降;(沥青层的的剥离,材料腐蚀蚀,水泥混凝凝土路面面的D型开裂)层间粘结结性能下下降。PumpingACoverCTB水泥稳定粒料层的唧泥第一节概概述述Localizedsettlement局部沉陷第一节概概述述第一节概概述述第一节概概述述第一节概概述述60708090100051015TotalDeflection(mm)DegreeofSaturation,%6.2%fines9.1%fines11.5%finesGravelCrushedStone沥青路面面路基顶顶面弯沉沉与路基基饱和度度之间的的关系High-severitypothole严重的坑洞第一节概概述述60801000246810121416%Saturation,SResilientModulusMR,ksi100%AASHTO-T9995%AASHTO-T99第一节概概述述40201030507090沥青混合合料的饱饱水率与与模量之之间的关关系第一节概概述述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述Faulting水泥混凝土路面的错台第一节概概述述Cornerbreak水泥混凝土路面的板角开裂第一节概概述述Rebarcorrosion水泥混凝凝土路面面传力杆杆锈蚀第一节概概述述Faultedtransversecrack开裂处再次错台第一节概概述述Frostheave引起路面冻胀第一节概概述述1）把降落落在路界界范围内内的表面面水有效效的汇集集并迅速速排除出出路界2）把路界界外可能能流向路路基的地地表水拦拦截在路路界范围围以外以以减小对对路基路路面的危危害3）隔断、、疏干和和降低影影响路基基稳定性性的地下下水，并并将其引引导到路路基范围围以外◆5、排水的的目的第一节概概述述路面表面面排水中央分隔隔带排水水坡面排水水◆6、路面地地表排水水的内容容第一节概概述述设置厚的排水基层下封层及及路肩部部的排水水盲沟排水基层层排水面层层◆7、路面内内部排水水的内容容右图：排排水性路路面第一节概概述述排水基层排水设施施要因地地制宜、全面规规划、合合理布局局、综合合治理、、讲究实实效、注注意经济济，并充充分利用用有利地地形和自自然水系系；路基排水水沟渠的的设置，，应与农田水水利相配配合，必要时时可适当当地增设设涵管或或加大涵涵管孔径径；设计前必必须进行行调查研研究，重重点路段段要进行行排水系统统的全面面规划，做到路路基路面面综合设设计和分分期修建建；路基排水水要注意意防止附附近山坡坡的水土土流失，，尽量不破坏天天然水系系，尽量选选择有利利地质条条件布设设人工沟沟渠；路基排水水要结合当地地水文条条件和道道路等级级等具体情情况，注注意就地地取材，，以防为为主；为减少水水对路面面的破坏坏作用，，应尽量阻止止水进入入路面结结构，并提供供良好的的排水措措施，以以便迅速速排除路路面结构构内的水水，亦可可建筑具具有能承承受荷载载和雨水水共同作作用的路路面结构构。◆8、路基路路面排水水的一般般原则第一节概概述述◆1、地面排排水设备备边沟截水沟排水沟跌水急流槽倒虹吸、、渡水槽槽等第二节路路基排排水设备备的构造造与布置置第二节路路基排排水设备备的构造造与布置置边沟的横横断面形形式示意意图：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)第二节路路基排排水设备备的构造造与布置置挖方段截截水沟:1-截水沟；；2-土台；3-边沟边沟泄水水流入涵涵前窨井井剖面图图（单级级跌水））截水沟第二节路路基排排水设备备的构造造与布置置挖方路段段弃土堆堆与截水水沟关系系图填方路段段上的截截水沟示示意图截水沟的的横断面面图例:a)土沟；b)石沟第二节路路基排排水设备备的构造造与布置置排水沟与与水道衔衔接示意意图1-排水沟；；2-其它渠道道；3-路基中心心线；4-桥涵排水沟第二节路路基排排水设备备的构造造与布置置边沟与涵涵洞单级级跌水连连接图1-边沟；2-路基；3-跌水井；；4-涵洞多级跌水水纵剖面面图（单单位：m）1-沟顶线；；2-沟底线跌水跌水构造造示意图图:1-护墙；2-消力槛第二节路路基排排水设备备的构造造与布置置暗沟（管管）渗沟（井井）盲沟检查井2、地下排排水设备备特点：排排水量不不大，主主要以渗渗流方式式汇集水水流，并并就近排排出路基基范围以以外。第二节路路基排排水设备备的构造造与布置置暗沟一侧边沟沟下设盲盲沟1-盲沟；2-层间水；；3-毛细水；；4-可能滑坡坡线二侧边沟沟下设盲盲沟1-原地下水水位；2-降低后地地下水位位；3-盲沟第二节路路基排排水设备备的构造造与布置置1）路面表表面排水水设计2）中央分分隔带排排水设计计3）路面内内部排水水系统设设计4）路面边边缘排水水设计5）排水基基层或面面层排水水设计◆1、设计内内容第三节路路面排排水设计计1）路面表表面排水水基基本原则则：1）降落在在路面上上的雨水水，应通过路路面横向向坡度向向两侧排排流，避免行行车道路路路面范范围内出出现积水水。2）在路线线纵坡平平缓、汇汇水量不不大、路路堤较低低且边坡坡坡面不不会受到到冲刷的的情况下下，应采采用在路堤边坡坡上横向向漫坡的的方式排除路面面表面水水。第三节路路面排排水设计计第三节路路面排排水设计计1）路面表表面排水水基基本原则则：3）在路堤堤较高，，边坡坡坡面在未未做防护护而易遭遭受路面面表面水水流冲刷刷，或者者坡面虽虽已采取取防护措措施但仍仍有可能能受到冲冲刷时，，应沿路肩肩外侧边边缘设置置拦水带带，汇集集路面表表面水，，然后通通过泄水水口和急急流槽排排离路堤堤。4）设置拦拦水带汇汇集路面面表面水水时，拦拦水带过过水断面面内的水水面，在在高速公公路及一一级公路路上不得漫过过右侧车车道外边边缘，在二级级及二级级以下公公路上不得漫过过右侧车车道中心心线。第三节路路面排排水设计计1）路面表表面排水水拦水带可可由沥青混凝凝土现场浇筑筑，或者者由水泥混凝凝土预制制块铺砌而成成。采用水泥泥混凝土土预制块块拦水带带时，应应避免预预制块影影响路面面内部水水的排泄泄。拦水水带的顶顶面应略略高于过过水断面面的设计计水面高高（水深深），按按设计流流量公式式（7-1）计算确确定。公式（7-1）第三节路路面排排水设计计1）路面表表面排水水第三节路路面排排水设计计2）一般路路段中央央分隔带带第三节路路面排排水设计计3）超高路路段中央央分隔带带三三个要求求（1）宽度小小于3m且表面采采用铺面面封闭的的中央分分隔带排排水，降降落在分分隔带上上的表面面水排向向两侧行行车道，，其坡度度与路面面的横坡坡度相同同。（2）宽度大大于3m且表面未未采用铺铺面封闭闭的中央央分隔带带排水，，降落在在分隔带带上的表表面水汇汇集在分分隔带中中央的低低洼处，，并通过过纵坡排排流到泄泄水口或或横穿路路界的桥桥涵水道道中。（3）表面无无铺面且且未采用用表面排排水措施施的中央央分隔带带，降落落在分隔隔带上的的表面水水下渗，，由分隔隔带内的的地下排排水设施施排除。。第三节路路面排排水设计计3）超高路路段中央央分隔带带第三节路路面排排水设计计3）超高路路段中央央分隔带带第三节路路面排排水设计计4）路面结结构内部部排水设设置置条件（1）年降水量量为600mm以上的湿湿润和多多雨地区区，路基基由透水水性差的的细粒土土（渗透透系数不不大于10-5cm/s）组成的的高速公公路、一一级公路路或重要要的二级级公路。。（2）路基两两侧有滞水，可能渗渗入路面面结构内内。（3）严重冰冻冻地区，路基为为由粉性性土组成成的潮湿湿、过湿湿路段。。（4）现有路路面改建建或改善善工程，，需排除积滞滞在路面面结构内内的水份份。第三节路路面排排水设计计4）路面结结构内部部排水设设置置要求（1）路面内内部排水水系统中中各项排水水设施的的泄水能能力均应大于于渗入路路面结构构内的水水量，且且下游排排水设施施的泄水水能力应应超过上上游排水水设施的的泄水能能力。（2）渗入水水在路面面结构内内的最大渗流流时间，冰冻地地区不应应超过1小时，其其它地区区不应超超过2小时（重重交通））～4小时（轻轻交通））。渗入入水在路路面结构构内的渗流路径径长度不宜超过过45m～60m。（3）各项排排水设施施不应被渗渗流从路路面结构构、路基基或路肩肩中带来来的细料料堵塞，以保证证系统的的排水能能力不随随时间推推移而很很快丧失失。第三节路路面排排水设计计4）路面结构内内部排水第三节路面面排水设计第三节路面面排水设计1）排水路面◆2、设计方案第三节路面面排水设计2）普通沥