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文档简介
路基排水设计路基排水是公路工程的重要组成部分。良好的排水系统可以有效防止路基病害,确保公路的长期稳定和安全。课程目标11.路基排水基本概念了解路基排水设计的基本原理和方法。22.常见排水系统掌握不同类型路基排水系统的特点及应用。33.设计计算方法熟练运用相关公式进行路基排水设计计算。44.施工要点了解路基排水工程的施工要点和质量控制。路基概述路基基础路基是道路的基础,承载着交通运输的重要功能。路基连接路基将不同的地形地貌连接起来,使道路形成整体。路基防护路基需要进行防护,以防止雨水冲刷、边坡塌方等现象。路基类型及构造填土路基填土路基是将土方填筑在原地面上形成的路基,一般用于地势较低或路基高度较低的情况。挖方路基挖方路基是将原地面挖除部分土方形成的路基,适用于地势较高或路基高度较低的情况。半填半挖路基半填半挖路基是将部分土方填筑,部分土方挖除形成的路基,适用于地势起伏较大或路基高度变化较大的情况。路基构造路基的构造一般包括路基基层、路基垫层、路基填料等,具体构造形式根据路基类型和地质条件确定。路基排水重要性确保路基稳定性路基排水系统能有效降低路基的含水率,防止土体膨胀和收缩,确保路基的稳定性,减少路面沉降和开裂。防止路基破坏排水系统可以排除路基中的积水,避免路基因雨水浸泡而发生坍塌、滑坡等破坏,确保道路的安全性和通行能力。路基排水设计原则安全可靠确保路基不受雨水、地下水和融雪水的侵蚀,保证道路安全运行。经济合理排水系统设计应尽可能经济高效,避免过度投资,确保成本效益最大化。简便易行排水系统应易于施工和维护,便于后期管理,确保长效运行。环境友好排水系统应符合环境保护要求,避免对周围环境造成污染。路基渗水分析路基渗水分析是路基排水设计的重要环节。通过分析渗水情况,可以有效评估路基的稳定性和耐久性。1渗透系数反映土体对水的渗透能力2渗透路径水的流动方向和路径3渗透量单位时间内渗透的水量渗透系数、渗透路径和渗透量是路基渗水分析的三个主要参数。通过对这些参数的分析,可以确定路基渗水风险,并制定相应的排水措施。路基渗水破坏机理浸润破坏渗入路基的雨水或地下水使土体孔隙水压力升高,导致土体强度降低,引起路基沉陷、滑坡。冲刷破坏渗入路基的水流沿路基表面或内部流动,冲刷路基土体,导致路基基底掏空,最终造成路基坍塌。冻胀破坏渗入路基的水分在寒冷地区冬季冻结成冰,体积膨胀,对路基造成破坏,导致路基隆起、裂缝。盐渍化破坏渗入路基的水分携带溶解的盐分,在路基表面形成盐碱,导致路基强度降低,最终造成路基破损。地下水位对路基的影响地下水位升高路基土体饱和强度降低,变形增加路基沉降,路面破损地下水位降低路基土体干燥强度增加,变形减小路基稳定,路面耐久性提高路基排水系统11.表面排水系统路基表面排水系统包括路肩截水沟、中线截水沟和路面排水设施,主要用于排除路面和路基表面的雨水和融雪水。22.地下排水系统地下排水系统包括排水管、集水井和渗水层,主要用于排除路基内部的地下水。33.辅助排水设施辅助排水设施包括排水沟、排水涵洞、排水泵站等,主要用于辅助排水系统排水。排水沟设计1排水沟尺寸排水沟的尺寸应根据路基类型、排水流量、地形等因素确定。确保沟渠的有效截面积足够容纳最大排水流量。2沟渠坡度适当的沟渠坡度有助于排水顺畅,防止积水。坡度一般在0.5%-1.5%之间,具体根据实际情况调整。3沟渠材料排水沟的材料选择应考虑其耐用性、成本和施工便利性。常见的材料有混凝土、石头、塑料等。排水沟布置排水沟的布置需要根据路基的具体情况而定。路基的坡度、长度、地质条件等因素都会影响排水沟的布置方式。常见的排水沟布置方式包括:纵向排水沟、横向排水沟、环形排水沟等。排水沟的布置应保证能够有效地收集和排泄路基上的雨水和地下水,防止路基出现浸水、滑坡等现象。路肩截水沟路肩截水沟功能路肩截水沟主要用于截取路肩表面的雨水,防止雨水流入路基,避免路基受到水蚀和浸泡。路肩截水沟位置路肩截水沟一般位于路肩边坡的边缘,紧靠路肩的边缘,与路肩平行。路肩截水沟类型路肩截水沟的类型主要包括敞开式截水沟和封闭式截水沟两种。路肩截水沟设计路肩截水沟的设计需要考虑截水沟的尺寸、形状、坡度、材料等因素。中线截水沟中线截水沟的作用中线截水沟位于路基中线,用于收集路基面上的雨水,防止雨水流入路基内部。中线截水沟设计原则中线截水沟的设计要根据路基的宽度和地形特点来确定,保证雨水能够顺利排入排水系统。中线截水沟施工中线截水沟施工要严格按照设计要求进行,确保截水沟的坡度和尺寸符合规范。设计计算确定设计流量设计流量指路基排水系统需要处理的最大雨水流量,以确保路基排水系统在暴雨情况下能够有效地排水。计算排水沟尺寸根据设计流量,计算排水沟的宽度、深度和坡度,确保排水沟能够容纳设计流量,并保证排水畅通。计算排水管尺寸根据设计流量和管道长度,计算排水管的直径和坡度,确保排水管能够容纳设计流量,并保证排水畅通。计算集水井尺寸根据设计流量和集水井数量,计算集水井的直径和深度,确保集水井能够容纳设计流量,并保证排水畅通。截水沟断面尺寸截水沟断面尺寸设计需考虑多种因素,包括路基类型、地形坡度、降雨量等。1.5最小宽度确保排水通畅,避免堵塞0.5最小深度防止积水,确保排水效率1.0坡度促进排水,避免积水2.0护坡防止沟壁坍塌,确保排水安全截水沟初期流量雨量时间初期流量是指降雨开始后,截水沟内水流尚未形成稳定流态时的流量,一般情况下,初期流量远小于稳定流量。一般情况下,初期流量可以用公式Q=0.0278×C×i×A进行计算,其中Q为初期流量,C为径流系数,i为雨强,A为集水面积。截水沟断面校核1流量计算确保排水能力满足实际需要2水流深度计算水流深度以确定沟槽尺寸3断面验证验证计算结果是否符合设计标准4调整优化根据验证结果调整沟槽尺寸截水沟断面校核是确保排水系统有效运行的重要步骤。通过计算流量,确定水流深度并验证沟槽尺寸,确保排水能力满足实际需要。根据验证结果,可以调整沟槽尺寸,提高排水效率,避免排水不畅导致路基沉降或其他问题。排水管设计管道尺寸管道直径选择需根据排水量、坡度和流速等因素综合考虑。坡度坡度过小会导致排水不畅,过大则可能造成水流冲刷。材料选择需根据排水环境、管道的使用寿命和成本等因素选择合适的材料。水力计算根据流速、流量、管径和坡度等参数进行水力计算,确保排水管能够满足排水需求。排水管布置路基排水管位置排水管通常布置在路基两侧边坡底部,与路基纵向平行。坡度排水管应有一定的坡度,确保雨水能够顺畅流入集水井或其他排水设施。间距排水管的间距取决于路基的宽度、降雨量和地质条件。连接排水管之间应通过连接管或接头连接,形成完整的排水系统。排水管材料选择11.耐久性排水管应耐腐蚀、抗老化,保证长期稳定排水。22.渗透性排水管应具备良好的渗透性,确保雨水快速流入管道。33.施工性排水管应易于安装、连接,方便施工操作。44.价格成本根据实际需求选择性价比高的排水管材料。管道开挖与填埋1开挖前准备测量放线,确定开挖位置和深度。清理施工区域,避免障碍物影响。2开挖机械开挖,确保边坡稳定性。人工清底,确保沟槽平整,便于管道安装。3管道安装管道连接,确保连接紧密,无漏水。管道回填,回填材料要密实,保证排水功能。4填埋分层回填,压实填土,确保管道周围土壤密实。恢复原状,确保路基的完整性。排水管计算排水管计算设计流量、管径、坡度、流速设计流量根据汇水面积、降雨强度、径流系数计算管径根据设计流量、流速、管材特性计算坡度根据管径、流速、流态选择合适的坡度流速根据设计流量、管径、坡度计算排水管确认排水管尺寸根据设计计算结果,确认排水管尺寸是否符合要求。需考虑排水管的材质、规格以及实际埋深等因素,确保排水管能够满足排水需求。排水管的尺寸应与设计图纸一致,并进行现场测量,确保安装尺寸的准确性。排水管坡度排水管的坡度应符合设计要求,以确保水流能够顺利流向集水井或排水渠。排水管的坡度应平缓且均匀,避免出现局部积水或排水不畅的情况。集水井设计集水井功能收集路基排水系统中的地表水和地下水,防止水流漫溢影响路基稳定性。设计原则考虑水量和水位变化,确保集水井容量足够。设置排水管连接集水井,便于排放积水。主要内容集水井尺寸、形状、材料,以及井口、排水管和检查井的连接方式。集水井布置集水井布置应结合地形地貌、排水管线走向和道路工程特点进行合理规划。集水井应尽量布置在低洼处或排水管线汇集处,方便排水。集水井间距应根据排水量和地形条件确定,一般为50-100米。集水井与土建工程集水井结构设计集水井的设计应与周边土建工程相协调,确保整体稳定性和排水功能的有效性。排水管连接集水井与排水管之间的连接需牢固可靠,防止渗漏和堵塞。系统集成集水井是路基排水系统的重要组成部分,需要与其他排水设施有效配合,实现整体排水目标。路基排水施工要点严格控制沟槽开挖沟槽开挖应符合设计图纸要求,避免超挖或欠挖,确保沟槽尺寸准确,有利于排水设施的安装和运行。排水管安装质量排水管安装应牢固可靠,连接处密封严密,避免出现渗漏,确保排水系统的正常运行。回填材料选择回填材料应符合设计要求,具有良好的透水性,避免造成排水不畅,影响路基稳定性。路基排水施工质量检验严格验收确保排水系统各个组成部分符合设计要求,并按照规范进行验收。检查排水沟、排水管、集水井等设施的尺寸、位置、坡度和材料。渗漏检验通过水压试验或其他方法,检验排水设施的密封性能。确保排水系统能有效收集和排除雨水,防止渗漏造成路基损坏。排水效果观察排水系统运行状况,评估排水效果。在降雨后,检查排水沟、排水管和集水井的排水能力,确保雨水能够及时排出。路基排水系统维护11.定期检查确保排水沟、排水管、集水井等排水设施畅通无
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