《路基路面工程》07 路基路面排水设计

第七章路基路面排水设计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第一节概述地面水

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水泥路面表面水的渗入第一节概述第一节概述对路基的影响

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。对路面的影响

1）降低路面材料强度；

2）加快路面材料损坏；

3）唧浆、冲刷；

4）使路面因支撑不足而出现疲劳损坏。◆3、水对路基路面的影响第一节概述第一节概述4、与水有关的路面损害

可以划分为三类:路面结构层变弱;路面材料性能下降;

(沥青层的剥离,材料腐蚀,水泥混凝土路面的D型开裂)层间粘结性能下降。PumpingACoverCTB水泥稳定粒料层的唧泥第一节概述Localizedsettlement局部沉陷第一节概述第一节概述第一节概述第一节概述60708090100051015TotalDeflection(mm)DegreeofSaturation,%6.2%fines9.1%fines11.5%finesGravelCrushedStone沥青路面路基顶面弯沉与路基饱和度之间的关系High-severitypothole严重的坑洞第一节概述60801000246810121416%Saturation,SResilientModulusMR,ksi100%AASHTO-T9995%AASHTO-T99第一节概述40201030507090沥青混合料的饱水率与模量之间的关系第一节概述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述Faulting水泥混凝土路面的错台第一节概述Cornerbreak水泥混凝土路面的板角开裂第一节概述Rebarcorrosion水泥混凝土路面传力杆锈蚀第一节概述Faultedtransversecrack开裂处再次错台第一节概述Frostheave引起路面冻胀第一节概述1）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

2）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3）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◆5、排水的目的第一节概述路面表面排水

中央分隔带排水

坡面排水◆6、路面地表排水的内容第一节概述设置厚的排水基层下封层及路肩部的排水盲沟

排水基层

排水面层◆7、路面内部排水的内容右图：排水性路面第一节概述排水基层排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系；

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；

设计前必须进行调查研究，重点路段要进行排水系统的全面规划，做到路基路面综合设计和分期修建；

路基排水要注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具体情况，注意就地取材，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结构，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面结构内的水，亦可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。

◆8、路基路面排水的一般原则第一节概述◆1、地面排水设备边沟

截水沟

排水沟

跌水急流槽

倒虹吸、渡水槽等第二节路基排水设备的构造与布置第二节路基排水设备的构造与布置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)第二节路基排水设备的构造与布置挖方段截水沟:1-截水沟；2-土台；3-边沟

边沟泄水流入涵前窨井剖面图（单级跌水）截水沟第二节路基排水设备的构造与布置挖方路段弃土堆与截水沟关系图

填方路段上的截水沟示意图

截水沟的横断面图例:a)土沟；b)石沟

第二节路基排水设备的构造与布置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-桥涵排水沟第二节路基排水设备的构造与布置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（单位：m）1-沟顶线；2-沟底线跌水跌水构造示意图:1-护墙；2-消力槛

第二节路基排水设备的构造与布置倒虹吸倒虹吸管上游进口构造图第二节路基排水设备的构造与布置渡水槽路基水槽防渗铺盖渡水槽图例

渡水槽进出口布置图第二节路基排水设备的构造与布置暗沟（管）

渗沟（井）

盲沟

检查井

2、地下排水设备特点：排水量不大，主要以渗流方式汇集水流，并就近排出路基范围以外。第二节路基排水设备的构造与布置暗沟一侧边沟下设盲沟1-盲沟；2-层间水；3-毛细水；4-可能滑坡线二侧边沟下设盲沟

1-原地下水位；2-降低后地下水位；3-盲沟第二节路基排水设备的构造与布置1）路面表面排水设计

2）中央分隔带排水设计

3）路面内部排水系统设计

4）路面边缘排水设计

5）排水基层或面层排水设计◆1、设计内容第三节路面排水设计第三节路面排水设计1）路面表面排水

基本原则：1）降落在路面上的雨水，应通过路面横向坡度向两侧排流，避免行车道路路面范围内出现积水。2）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，应采用在路堤边坡上横向漫坡的方式排除路面表面水。第三节路面排水设计1）路面表面排水

基本原则：3）在路堤较高，边坡坡面在未做防护而易遭受路面表面水流冲刷，或者坡面虽已采取防护措施但仍有可能受到冲刷时，应沿路肩外侧边缘设置拦水带，汇集路面表面水，然后通过泄水口和急流槽排离路堤。4）设置拦水带汇集路面表面水时，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。第三节路面排水设计1）路面表面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，应避免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。公式（7-1）第三节路面排水设计1）路面表面排水第三节路面排水设计2）一般路段中央分隔带第三节路面排水设计3）超高路段中央分隔带

三个要求（1）宽度小于3m且表面采用铺面封闭的中央分隔带排水，降落在分隔带上的表面水排向两侧行车道，其坡度与路面的横坡度相同；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7-31），以拦截和排泄上侧半幅路面的表面水。缘石过水断面的泄水口可采用开口式，格栅式或组合式；碟形混凝土浅沟的泄水口采用格栅式。第三节路面排水设计3）超高路段中央分隔带（2）宽度大于3m且表面未采用铺面封闭的中央分隔带排水，降落在分隔带上的表面水汇集在分隔带中央的低洼处，并通过纵坡排流到泄水口或横穿路界的桥涵水道中。（3）表面无铺面且未采用表面排水措施的中央分隔带，降落在分隔带上的表面水下渗，由分隔带内的地下排水设施排除。第三节路面排水设计3）超高路段中央分隔带第三节路面排水设计3）超高路段中央分隔带第三节路面排水设计4）路面结构内部排水

路面结构内部水的危害（1）浸湿各结构层材料和路基土，易造成无粘结粒状材料和地基土的强度降低；（2）使水泥混凝土路面产生唧泥，随之出现错台、开裂和整个路肩破坏；（3）进入空隙的自由水在行车荷载的作用下，会形成高孔隙水压力和高流速的水流，引起路面基层的细颗粒产生唧泥，结果失去支承；第三节路面排水设计4）路面结构内部排水

路面结构内部水的危害（4）在冰冻深度大于路面厚度的地方，高地下水位会造成冻胀，并在冻融期间降低承载能力；（5）水使冻胀土产生不均匀冻胀；（6）与水经常接触将使沥青混合料剥落，影响沥青混凝土耐久性和产生龟裂。第三节路面排水设计4）路面结构内部排水

设置条件（1）年降水量为600mm以上的湿润和多雨地区，路基由透水性差的细粒土（渗透系数不大于10-5cm/s）组成的高速公路、一级公路或重要的二级公路。（2）路基两侧有滞水，可能渗入路面结构内。（3）严重冰冻地区，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，需排除积滞在路面结构内的水份。第三节路面排水设计4）路面结构内部排水

设置要求（1）路面内部排水系统中各项排水设施的泄水能力均应大于渗入路面结构内的水量，且下游排水设施的泄水能力应超过上游排水设施的泄水能力。（2）渗入水在路面结构内的最大渗流时间，冰冻地区不应超过1小时，其它地区不应超过2小时（重交通）～4小时（轻交通）。渗入水在路面结构内的渗流路径长度不宜超过45m～60m。（3）各项排水设施不应被渗流从路面结构、路基或路肩中带来的细料堵塞，以保证系统的排水能力不随时间推移而很快丧失。第三节路面排水设计4）路面结构内部排水第三节路面排水设计第三节路面排水设计第三节路面排水设计1）排水路面◆2、设计方案第三节路面排水设计1）排水路面◆2、设计方案第三节路面排水设计2）普通沥青（AC）路面的排水基层GeotextileDrainagepipeACpavementACshoulderPermeablebaseSeparatorlayer◆2、设计方案第三节路面排水设计3）全厚式沥青（AC）路面的排水基层GeotextileDrainagepipeACsurfaceACshoulderPATBACSeparator◆2、设计方案第三节路面排水设计GeotextileDrainagepipeACpavementACshoulderPermeablebaseGeotextileseparatorlayerSubgrade4）沥青（AC）路面的排水基层◆2、设计方案64第三节路面排水设计5）水泥混凝土路面的排水基层GeotextileDrainagepipePCCpavementACshoulderPermeablebaseSeparatorlayer◆2、设计方案第三节路面排水设计GeotextileACShoulderSlottedpipePorousconcreteNonerodiblebasePCCpavementSeparatorlayer6）水泥混凝土路面的耐腐蚀基层◆2、设计方案Installededgedrain设置边缘排水设施第三节路面排水设计PlacingOGBCbackfill边缘排水设施的施工第三节路面排水设计第三节路面排水设计RecommendedDetailofEdgedrain/OutletJoint边缘排水设施设计示意图第三节路面排水设计第三节路面排水设计第三节路面排水设计第三节路面排水设计第三节路面排水设计第三节路面排水设计第三节路面排水设计1、地表排水包括哪几部分？2、路基路面排水设计的原则？3、路基地面排水设备有哪些？如何区分边沟、排水沟和截水沟？4、路基地下排水设备有哪些？5、路面边缘设置拦水埂进行路表水的汇集集中排除有何优缺点？路面