56
地下排水设施
设置场合：地下水危及路基稳定或者严重影响路基强度
• 选择出水口的位置、间距和构造 • 计算满足排泄设计流量要求的沟、管断面形状和尺
寸 • 分析沟渠和出水口周围地面冲刷和侵蚀的可能性，
采取有效防护措施
10
路面表面排水方案
横坡 路堤坡面漫流 路堤坡面集中排水 路堤边沟 路堑边沟 缘石边沟（街沟）
11
横坡
横坡设置： 无中间带或采用分离式路基公路
进、出水口沟床处理
46
设计流量确定
不同设计频率时的设计流量推算方法
形态调查法 推理法
采用设计暴雨频率与形成洪峰流量的频率相等 的同频率概念，间接推求设计洪峰流量 径流形成法
依据影响径流产生和汇流的因素推算设计流量
47
水力计算
水力性质 计算内容 基本计算式
48
水力性质
分类：
无压力式——进水口水深低于该处涵洞净高，水流 流经涵洞的全部长度上都保持自由水面；
26
土质或石质沟渠
土质沟渠的沟壁加固防护措施 草皮加固 稳定土加固 干砌片石加固 浆砌片石加固
27
水泥混凝土沟渠
L形沟——主要用作缘石边沟 三角形沟——用于路堤边沟或路堑边沟 碟形沟——用于设在中央分隔带内的边沟，
或者用作路堑边沟 U形沟——主要用作排水沟，也可用作路堑
边沟 带缝隙的圆形沟——主要用作中央分隔带边
急流槽水力计算 跌水水力计算
E0
式中：
hc
aQ 2
2g 2 Ac2
Eo－以下游沟底为基准的 跳坎前断面的单位能量 （m）
－流速系数，可根据 跌水坎壁的高度确定
Ac－收缩水深处的断面面 积（m^2）
43
道路横向排水
涵洞形式、构造和布置 设计流量确定 水力计算
44
涵洞形式、构造和布置
结构形式
8
路界表面排水
目的：
把降落在路界范围内的表面水有效地汇集并迅速 排除出路界；
把路界外可能流入的地表水拦截在路界范围外 减少地表水对路基和路面的危害以及对行车安全
的威胁
9
路界表面排水
设计内容：
• 按功能选择沟、管类型并合理布置，组成一个排水 系统
• 确定各项表面排水设施的汇水面积并计算其设计径 流量
52
地下水的性状
岩土空隙性 孔隙、裂隙、溶隙、混合 岩土中水的存在形式 气态水、吸着水、薄膜水（弱结合水）、毛细管水、重力
水、固态水 地下水的类型 包气带水、潜水、承压水 泉水的类型 下降泉、上升泉 地下水渗流运动 层流、紊流、混合流
53
地下水调查和测试
地下水调查 地下水流向和实际流速的测定 渗透系数的测定
道路排水设计
1
排水设计原则
设计目的 设计标准和目标 协调配合 环境保护 维修方便
2
道路排水的类型
路界表面排水 横向穿越路界排水 地下排水 路面结构内部排水 道路构造物排水
3
排水设计的内容和步骤
调查和采集数据 排水设施布设 水文分析 水力计算 结构设计 冲刷防护
4
30
集水井
➢ 尺寸：
视进水口泄水量和排水管尺寸定 长度和宽度的最小尺寸为40cm 底部高程应至少低于排水管管底15cm
31
竖向排水沟
定义：设在路堑或路堤边坡坡面上，将集中 的表面水从坡顶引排到坡脚的水沟称为竖向 排水沟（或吊沟）。
边坡坡度缓于1：1.5时：浆砌片石铺砌的矩 形或梯形断面沟槽
vC Ri
35
水力计算
浅三角形沟的水力计算
Qc
Байду номын сангаас
0.377
h8/3 ih n
i1/ 2
式中：ih——边沟或过水断面的横向坡度， ih =h/B
h——边沟或过水断面的水深
B——边沟或过水断面的水面宽
36
水力计算
➢ 冲淤检验
明沟的最小允许流速为0.4m/s，暗沟和管的 最小允许流速为0.75m/s
排水设计的内容和步骤
调查和采集数据
排水设施布➢ 公设路沿线汇水区的特性、地形、地貌、河川
水文分析 水系
水力计算 ➢ ➢
公路沿线汇水区的土质特性、土类型和性质 公路沿线汇水区的地表覆盖情况，植物生态
结构设计 分布
冲刷防护 ➢ ➢
公路沿线汇水区的地下水类型和补给来源 当地气象资料
➢ 公路沿线汇水区水系的水位和流量，河道冲 淤情况等
沟
28
沥青混合料边沟
由沥青混凝土拦水带和沥青铺面构成的路堤 或路堑边沟
按拦水带设在硬路肩外侧边缘的位置分为： ✓ 高拦水带 ✓ 中拦水带 ✓ 低拦水带
29
进水口
➢ 形式：
开口式、格栅式、组合式
➢ 位置及间距：
竖曲线的最低点及其前后约3m处或前后高差0.6m 处
弯道内侧及反向曲线的路面横坡方向转弯处 交叉口的路面最低点 下穿道路的入口处
15
路堤边沟
前提条件 路堤较高 边坡坡面易遭受路面表面水流冲刷 沿硬路肩外侧边缘设置三角形或碟形水泥混
凝土边沟
16
路堑边沟
前提条件 挖方路段 沿硬路肩边缘或者在无铺面路肩内或边缘处
设置边沟 边沟断面类型：三角形、碟形、梯形或者矩
形
17
缘石边沟
前提条件 行车道外侧设有人行道 ➢ 沿其边缘设置路缘石（侧石），由它和平石
面横坡
13
路堤坡面漫流
前提条件 路线纵坡平缓 汇水量不大 路堤较低 边坡坡面不会受到冲刷 路面表面水以横向漫流形式向路堤坡面分散
排放
14
路堤坡面集中排水
前提条件
路堤较高 边坡坡面未作防护而易遭受路面表面水流冲刷 坡面虽已采用防护措施但仍有可能受到冲刷
沿硬路肩外侧边缘设置拦水带，由拦水带和 路肩铺面组成浅三角形边沟汇集路面表面水， 且通过一定距离设置出水口
组成L形边沟（或称街沟）
18
中央分隔带排水方案
➢ 不同排水方案选择因素：
分隔带宽度、绿化要求、交通安全设施的形 式、分隔带表面的处理方式等
➢ 不同方案：
宽度小于3m表面采用铺面封闭 宽度大于3m采用表面微凹且无铺面封闭 宽度大于3m采用表面凸起且无铺面封闭
19
坡面排水方案
自然坡面截水沟 路堑边坡坡面边沟和排水沟 路堤边坡坡面边沟和排水沟 竖向排水沟
5
设计降雨重现期或设计频率
降雨重现期：某一强度的降雨预期重复出现的平 均周期
频率：重现期的倒数 道路排水设施：以适当降雨重现期或频率的流量
作为设计流量 设计重现期的选择：综合考虑道路等级、设施的
重要性以及经济性和安全性
6
设计降雨重现期或设计频率
公路等级
路面和路肩表面排水
高速公路及一级公路
54
地下水流向、实际流速的测定
流向测定：三点法测定，三个钻孔间的距离一般取为 50～150cm
实际流速测定：指示剂
式中：vs－地下水实际流速vs（ml/h/）t
l －投剂孔与观测孔之间的距离（m） t －自指示剂投放入投剂孔起到观测孔内指示
剂浓度出现峰值所需的时间（h）
v nevs /100
未设超高路段：双向横坡 设超高路段：单向横坡
设中间带公路：设单向横坡 注：单向车道数超过3个的高速及一级公
路，每个行车方向设置双向横坡
12
横坡
横坡大有利于迅速排水，不利于行车安全 路肩：较行车道横坡值大1％～2％ 硬路肩边缘设拦水带：5％ 路肩铺面的横向坡度：5％或5％以上 六车道、八车道的高速公路宜采用较大的路
20
自然坡面截水沟
设置条件：
路堑或路堤边坡上方自然坡面流入路界的地 表水径流量大时
汇流长度大的坡面上 坡体稳定性较差或有可能形成滑坡的路段
21
桥面排水
必要性：
桥面上的积水会使交通阻滞 行车出现漂滑事故 含氯化物的冰雪融水会促使桥面板混凝土内
的钢精锈蚀，降低桥梁的使用寿命
22
桥面排水
a－流速不均匀系数，常取1
g－重力加速度（9.81m/s^2）
41
水力计算
变速流水力计算
单位能量 临界水深 收缩水深
急流槽水力计算 跌水水力计算
水深h ，临界水深h’ ➢ h<h’——急流状态 ➢ h>h’——缓流状态 ➢ h=h’——临界状态
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水力计算
变速流水力计算
单位能量 临界水深 收缩水深
5
一级公路及以下
3
路界内坡面排水 15 10
城市级别 快速路
大城市
中、小城 市
2～5
主干路 1～3 0.5～2
次干路
支路
广场停车 立体交叉 场
0.5~2
0.5~1
1~3
2~5
0.5～1 0.33～0.5
1~3
7
路界表面排水
排水设施类型
✓ 路面表面排水 ✓ 中央分隔带排水 ✓ 坡面排水 ✓ 相邻地带排水
桥面表面水首先靠桥面横坡和纵坡组成的合 成坡排向车道两侧
进水口一般设置在桥面行车道边缘处 桥梁伸缩缝的上游方向约1.5m处应增设进水
口，以减少流向伸缩缝的水量 排水管和排水槽的架设位置应考虑与桥梁外
观融为一体，一般设置在悬臂板外侧
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排水设施设计
沟渠 进水口 集水井 竖向排水沟（吊沟）
式中：Q——设计径流量（m3 / s） C——径流系数 I ——在设计重现期和降雨历时内的降雨强度 （mm/min）
F——汇水面积（ km2 ）
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水力计算
沟、管等速流水力计算
Qc v A
式中：Qc——沟或管的泄水能力 v——沟或管内的平均流速 A——过水断面面积