路基路面排水设计

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1第一节概述一、排水的目的与意义影响路基路面的水的类型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对路基的影响1)地面水对路基产生冲刷和渗透；2)地下水使路基湿软、膨胀、冻胀、翻浆、边坡滑坍、山坡滑坡等。不同水对路基路面的影响：对路面的影响1)降低路面材料强度；2)沥青从石料表面剥落；3)唧浆、冲刷；4)使路面因支撑不足而出现疲劳损坏。3排水的目的把降落在路界范围内的表面水有效的汇集并迅速排除出路界；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；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。路界地表排水的内容路面表面排水中央分隔带排水坡面排水4排水式沥青路面56路面内部排水系统的设计通常需满足三方面的要求：各项设施应具有足够的泄水能力，排除渗入路面结构内的自由水；自由水在路面结构内的渗流时间不能太长，渗流路径不能太长；排水设施要有较好的耐久性。7第二节路基排水设备的构造与布置地面排水设备边沟截水沟排水沟跌水急流槽倒虹吸、渡水槽等8路基地表排水设施的径流量计算对高速公路一级公路应采用15年，其它等级公路应采用10年的重现期内任意30分钟的最大降雨强度（分钟）。各类地表水沟沟顶应高出设计水位0.2m以上。91.

边沟边沟的横断面形式示意图：a)、b)梯形；c)、d)流线形；e)三角形；f)矩形10边沟沟设设置置的的相相关关要要求求设置置在在挖挖方方路路基基的的路路肩肩外外侧侧或或低低路路堤堤的的坡坡脚脚外外侧侧，，多多与与路路中中线线平平行行，，用用以以汇汇集集和和排排除除路路基基范范围围内内和和流流向向路路基基的的少少量量地地面面水水。。边沟沟断断面面形形式式及及尺尺寸寸应应根根据据地地形形地地质质条条件件、、边边坡坡高高度度及及汇汇水水面面积积等等确确定定。。边沟沟不不宜宜过过长长。。边沟沟的的纵纵坡坡（（出出水水口口附附近近除除外外））一一般般与与路路线线纵纵坡坡一一致致，并并不不宜宜小小于于0.3%。。困困难难情情况况下下，，可可减减小小至至0.1%。。1112从安安全全和和视视觉觉效效果果角角度度，，一一般般认认为为，，矩形形边边沟沟加加盖盖板板型型式式对于于汇汇水水面面积积较较大大的的挖挖方方路路基基边边沟沟（（与与狭狭长长的的路路基基及及高高陡陡边边坡坡配配合合））、、与与之之相相接接的的填填方方路路基基排排水水沟沟、、沿沿街街路路段段、、设设置置有有内内挡挡结结构构的的挖挖方方路路基基内内侧侧等等段段的的适适应应性性较较好好，，可可具具有有路路基基视视觉觉增增宽宽、、防防止止车车轮轮卡卡陷陷和和边边坡坡碎碎落落堵堵塞塞等等功功能能。。13从安安全全和和景景观观角角度度，，浅碟碟式式排排水水沟沟（（边边沟沟））或放放缓缓边边坡坡漫漫流流排排水水型型式式对对于于地地形形平平坦坦、、纵纵坡坡平平缓缓的的低低填填、、浅浅挖挖路路段段适适应应性性较较好好。。排排水水沟沟（（边边沟沟））可可与与原原地地面面舒舒缓缓自自然然衔衔接接，，克克服服沿沿路路基基边边缘缘设设置置规规则则深深排排水水沟沟所所带带来来的的行行车车不不安安全全隐隐患患，，同同时时形形成成流流畅畅优优美美的的视视觉觉效效果果。。14浆砌砌梯梯形形边边沟沟适应应于于防防止止水水流流冲冲刷刷要要求求高高的的路路段段，，但但生生硬硬不不美美观观，，与与环环境境适适应应性性差差，，因因此此最最好好设设于于高高路路堤堤或或其其他他视视线线以以外外的的路路段段。。152.截水水沟沟挖方方段段截截水水沟沟:1-截水水沟沟；；2-土台台；；3-边沟沟161.截水水沟沟的的功功能能用以以拦拦截截并并排排除除路路基基上上方方流流向向路路基基的的地地面面径径流流，，减减轻轻边边沟沟的的水水流流负负担担，，保保证证挖挖方方边边坡坡和和填填方方坡坡脚脚不不受受流流水水冲冲刷刷。。2.截水沟的布置置(1)横向位置截水沟一般布布置在路堑边边坡或陡坡路路堤上侧，垂垂直于山坡水水流方向或基基本与等高线线平行。视降降雨量，可以以不设或设计计多道。填方截水沟截水沟挖方截水沟>5m17（2）截水沟的纵坡坡与长度截水沟的纵坡坡不宜小于0.3％，长度的考虑以以汇水既不造造成过大的冲冲刷，又不淤淤积为原则。。3.截水沟的横断断面一般为梯形，，沟的边坡坡坡度，因岩土土条件而定，，一般采用1：1.0～～1：1.5。沟底宽度b不小于0.5m，沟深h按设计流量而而定，亦不应应小于0.5m。土质石质1819（三）排水沟沟将路基范围内内各种水源的的水流（如边边沟、截水沟沟、取土坑、、边坡和路基基附近积水）），引排至桥桥涵或路基范范围以外的指指定地点。1.排水沟的功能能

排水沟与水道衔接示意图1—排水沟；2—其它渠道；3—路基中心线；4—桥涵203.排水沟的防护护包括排水沟在在内的土质沟沟渠在有可能能受到冲刷和和渗漏时必须须进行防护和和防渗处理纵坡（%）〈11～33～55～7〉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加固类型与沟沟底纵坡关系系2.排水沟的横断断面排水沟的横断断面，一般采采用梯形，尺尺寸大小应经经过水力水文文计算选定。。21（四）跌水与与急流槽1.跌水的功功能在陡坡或深沟沟地段设置的的沟底为阶梯梯，水流呈瀑瀑布式跌落的的沟槽称作跌跌水，跌水的的作用是在较较短的距离内内，降低水流流流速，消减减水流能量，，进而防止冲冲刷（用于坡坡度大于10％，水头高差差大于1.0m的陡坡地段））2.跌水的布置和和运用边沟与涵洞单级跌水连接图1-边沟；2-路基；3-跌水井；4-涵洞多级跌水纵剖面图1—沟顶线；2—沟底线22跌水的基本构构造：分为进进水口、消力力池和出水口口三个组成部部分。跌水构造示意意图1-护墙，2－消力坎23243.急流槽在陡坡或深沟沟地段设置的的坡度较陡、、水流不离开开槽底的沟槽槽称作急流槽槽。急流槽的的作用是在较较短的距离内内以沟渠的方方式引排水流流、降低水头头，进而防止止冲刷（可用用于比跌水更更陡的坡度,可达60°）25急流槽26（五）倒虹吸吸与渡水槽1.倒虹吸与与渡水槽的功功能当水流需要横横跨路基，同同时受到设计计标高的限制制，可以采用用管道或沟槽槽，从路基底底部或上部架架空跨越，前前者称倒虹吸吸，后者为渡渡水槽，分别别相当于涵洞洞和渡水桥，，两者属于路路基地面排水水的特殊结构构物，并且多多半是配合农农田水利所需需而采用。2.倒虹吸与渡渡水槽的布置置倒虹吸的设置置往往是因路路基横跨原有有沟渠，且沟沟渠水位高于于路基设计标标高，不能按按正常条件下下设置涵洞，，此时采用倒倒虹吸是可行行的方案之一一。原水道与路基基设计标高相相差较大，如如果路基两侧侧地形有利，，或当地确有有必要，可设设简易桥梁，，架设水槽或或管道，从路路基上部跨越越，以沟通路路基两侧的水水流。27倒虹吸：借助上下游沟沟渠水位差，，利用势能迫迫使水流降落落，经路基下下部管道流向向路基另一侧侧，再复升流流入下游水渠渠。28渡水槽：原水道与路基基设计标高相相差较大，如如果路基两侧侧地形有利，，或当地确有有必要，可设设简易桥梁，，架设水槽或或管道，从路路基上部跨越越，以勾通路路基两侧的水水流。29东江－深圳渡渡水槽墨西哥格雷塔塔罗市的古渡渡槽南水北调北京京永定河倒虹虹吸工程引大入秦先明明峡倒虹吸30（六）蒸发池池蒸发池是在气气候干燥地区区的排水困难难地段，于公公路两侧每隔隔一定的距离离，为汇集边边沟流水，任任其蒸发所设设置的积水池池。二、地下排水水设施暗沟（管）渗沟（井）盲沟检查井特点：排水量量不大，主要要以渗流方式式汇集水流，，并就近排出出路基范围以以外。311.暗沟（管）暗沟是设置在在地面以下引引导水流的沟沟渠，无渗水水和汇水作用用。用于将泉泉水和地下集集中水流排除除出路基范围围以外。当路基范围内内遇有个别泉泉眼，泉水外外涌，路线不不能绕避时，，为将泉水引引至.填方坡坡脚以外或挖挖方边沟，加加以排除，可可在泉眼与出出口之间开挖挖沟槽，修建建暗沟。暗沟造价一般般高于明沟，，同时，如果果一旦淤塞，，疏通费事，，甚至需开挖挖重建。因此此，设计时必必须与修建明明沟方案进行行经济比较，，择优选用。。322.渗沟含义：采用渗渗透方式将地地下水汇集于于沟内，并通通过沟底通道道将水排至指指定地点，此此种地下排水水设备统称为为渗沟。作用：降低地地下水位或拦拦截地下水。。结构形式：盲盲沟式渗沟、、洞式渗沟和和管式渗沟。。33沟内分层填以以大小不同的的颗粒材料，，利用渗水材材料透水性将将地下水汇集集于沟内，并并沿沟排泄至至指定地点。。一侧边沟下设设盲沟二二侧边沟下设设盲沟1盲沟；2层间水；3毛细水；1原地下水位；；2降低后地下水水位；4可能滑坡线3盲沟34盲沟底部中间间填以粒径较较大(3~5cm)的碎石，其空空隙较大，水水可在空隙中中流动。粗粒碎石两侧侧和上部，按按一定比例分分层(层厚10cm)填以较细粒径径的粒料，逐逐层粒径比例例大致按6倍递减。盲沟顶部和底底面，一般设设有30cm以上的不透水水层，或顶部部设有双层反反铺草皮。35塑料盲沟是由由改性聚丙烯烯的乱丝热熔熔后相互搭接接而成的框架架结构，外包包裹一层土工工布。泥水通通过外覆土工工布过滤成清清水进入塑料料盲沟内，排排放出去。36当地下存在多多层含水层，，其中影响路路基的上部含含水层较薄，，排水量不大大，且平式渗渗沟难以布置置，采用立式式（竖向）排排水，设置渗渗井，穿过不不透水层，将将路基范围内内的上层地下下水，引入更更深的含水层层中去，以降降低上层的地地下水位或全全部予以排除除。3.渗井37*集水井+横向向排水管+渗渗透(沉淀)池的排水方方案下挖通道渗透透排水设计示示意图38方案一：集水水井+横向排排水管+渗透透池当渗透池底部部位于地下水水位之上时，，渗透池起储储水和渗水作作用。渗透池池底部采用过过滤材料进行行防污处理。。过滤层39方案二：集水水井+横向排排水管+沉淀淀池(封底)+渗井过滤网蛭石隔栅网隔水层40第三节路面面排水设计一、路面表面面排水尽量采用在路路拱和路堤边边坡上横向漫漫坡的方式排排除路面表面面水。41《公路排水设设计规范（JTJ018-97）》》将中央分隔隔带排水划分分为三种类型型：（1）封闭型型分隔带向两两侧排水（小小于3m）（2）超高断断面设集水管管，浅沟或泄泄水口（3）未封闭闭分隔带采用用盲沟加横向向排水管排水水（大于3m）二、中央分隔隔带排水42434445三、路面内部部排水1.水对路面结构构的影响(1)浸湿各结结构层材料和和路基土，易易造成无粘结结粒状材料和和地基土的强强度降低；(2)使混凝土土路面产生唧唧泥，随之出出现错台、开开裂和整个路路肩破坏；(3)进入空隙隙的自由水在在行车荷载的的作用下，会会形成高孔隙隙水压力和高高流速的水流流，引起路面面基层的细颗颗粒产生唧泥泥，结果失去去支承；(4)在冰冻深深度大于路面面厚度的地方方，高地下水水位会造成冻冻胀，并在冻冻融期间降低低承载能力；；(5)水使冻胀胀土产生不均均匀冻胀；(6)与水经常常接触将使沥沥青混合料剥剥落，影响沥沥青混凝土耐耐久性和产生生龟裂。46由沿路面边缘缘设置由透水水性填料集水水沟、纵向排排水沟、横向向出水管和过过滤织物组成成的边缘排水水系统，该系系统是将渗入入路面结构内内的自由水，，先沿路面结结构层间空隙隙或某一透水水层次横向流流入纵向集水水沟和排水管管，再由横向向出水管排引引出路基。该方案主要用用于基层透水水性小的水泥泥混凝土路面面。便于将面层-基层-路肩肩界面处积滞滞的自由水排排离路面结构构。四、边