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第三章 路基排水设计


土质
石质
(三)排水沟(引水沟) 1.排水沟的功能
将路基范围内各种水源的水流(如边沟、截水沟、取土坑、 边坡和路基附近积水),引排至桥涵或路基范围以外的指定 地点。
2.排水沟的布置
(1)排水沟的布置可以根据需要并结合当地地形条件而定, 距离路基坡脚不宜小于3~4m,平面上应力求美观大方,需 要转弯时亦应尽量圆顺,做成弧形,其半径不宜小于10~ 20m,连续长度宜短,一般不超过500m。
• 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,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。
第四节 路面排水设施构造与布置
• 3)超高路段中央分隔带
• 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
铺砌厚度(cm) 单层 迭铺 2~3 3~5 10~15 10~15 15~25 15~25 20~25 20~25 6~10
Hale Waihona Puke (四)跌水1.跌水的功能 在陡坡或深沟地段设置的沟底为阶梯,水流呈瀑布式跌落 的沟槽称作跌水,跌水的作用是在较短的距离内,降低水 流流速,消减水流能量,进而防止冲刷(用于坡度大于10 %,水头高差大于1.0m的陡坡地段)
仰斜式排水孔钻孔直径一般为75~150毫米,仰角不小于 6°,长度应伸至地下水富集或潜在滑动面。孔内透水管直 径一般为50~100毫米。透水管应外包l~2层渗水土工布, 防止泥土将渗水孔堵塞,管体四周宜用透水土工布作为反滤 层。
第四节 路面排水设施构造与布置 ◆1、设计内容
➢ 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
渗沟由排水层、反滤层、封闭层组成
➢ 渗沟
盲沟式、洞式、管式
(1)渗沟的槽宽(人工开挖)视沟深而定,一般深度在2m时, 宽度为0.6~0.8m深度在3~4m时,宽度不小于1m。沟内用 作排水和渗水的砂石填料,应经过筛选和清洗。
(2)封闭层是为了防止土粒落进填充石料的孔隙,以免造 成渗沟堵塞而设置的,同时也能起到防止地面水渗入沟内的 作用。
第四节 路面排水设施构造与布置
• 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。
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一般施工不易,造价高,土基含水 量较大,导致强度降低,设计时应
分析比较。
3. 渗井的构造
上部构造为集水结构,下部为排水结构。
上部构造:渗水井面积的大小,取决于路基表面的流量,一般可采用直径为 0.7m的圆井,或0.6m x0.66m~1.0m x 1.0m的方井。渗水井的顶部四周 (进口部分除外)用粘土筑堤围护。顶上也可加筑混凝土盖,严防渗井淤塞。
第四节 路面排水设施构造与布置 • 3)超高路段中央分隔带
第四节 路面排水设施构造与布置
• 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;
第四节 路面排水设施构造与布置
• 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。
第四节 路面排水设施构造与布置
二、渗沟
渗沟及渗井用于降低地下水位或拦截地下水。当地下水 埋藏较浅或无固定含水层时,宜采用渗沟,如图5-20,图521所示。
根据构造的不同,将渗沟分为填石渗沟、管式渗沟、洞 式渗沟。
填石渗沟,也称为盲沟,一般适用于地下水流量不大、 渗沟不长的地段,填石渗沟较易淤塞。
洞式及管式渗沟,一般适用于地下水流量较大、引水较 长的地段,条件允许时,应优先采用管式渗沟。
水深度不应大于1.5~2.0m。
➢ 油水分离池
路基排水沟出口位于水质特别敏感区
沉淀法
格栅 沉砂池
➢ 排水泵站
路基汇水无法自流排除 时,可设置排水泵站。
第三节 地下排水设施
路基地下排水设施包括暗沟(管)、渗沟、渗井、仰斜式 排水孔、检查疏通井等。
一、暗沟(管) 暗沟(管)用于排除泉水或地下集中水流,无渗水和汇 水的功能。 暗沟横断面一般为矩形,泉井壁和沟底、沟壁用浆砌片 石或水泥混凝土预制块砌筑,沟顶设置混凝土或石盖板,盖 板顶面上的填土厚度不应小于0.50米。 沟底的纵坡不宜小于1%,条件困难时亦不得小于0.5%,出 水口处应加大纵坡,并应高出地表排水沟常水位0.2米以上。
急流槽平面图
急流槽
➢ 蒸发池 蒸发池是在气候干燥地区的排水困难地段,于公路两侧每隔 一定的距离,为汇集边沟流水,任其蒸发所设置的积水池。
蒸发池与路基边沟(或排水沟)间应 设排水沟连接。蒸发池边缘与路基边 沟距离不应小于5m,面积较大的蒸 发池不得小于20m。池中水位应低于
排水沟的沟底。
蒸发池的容量应以一个月内路基汇 流入池中的雨水能及时完成渗透与 蒸发作为设计依据。每个蒸发池的 容水量不宜超过200~300m3,蓄
(2)边沟的纵坡
边沟的纵坡宜与路线纵坡相一致,并不宜小于0.3%,困难情 况下可以减至0.1%
(3)边沟的长度 单向排水长度每300—500米设出水口
➢ 边沟
横断面
深度 or 宽度 0.4-0.6m
H
H
b b
a) b)
R1=5.6
R=0.3
0.3~0.5 R=0.3
c)
1:n
0.3~0.5
R=0.3
(3)反滤层是为了汇集水流,并用以防止含水层中土粒堵 塞排水层而设置的。反滤层应尽可能选用颗粒大小均匀的砂 石材料,分层填埋,相邻两层颗粒直径之比不小于1:4,设 计时填料的颗粒应为含水层土的最大粒径的8~10倍。
➢ 渗井
竖直方向上的地下排水设备,穿过 不透水层,将路基范围内的上层地 下水,引入更深的含水层中去,以 降低上层的地下水或全部予以排除。
(2)排水沟应具有合适的纵坡,以保证水流畅通,不致流 速太大而产生冲刷,亦不可流速太小而形成淤积,为此宜 通过水文水力计算而择优选定。一般情况下,可取0.5~ 1.0%,不小于0.3%,亦不宜大于3%。
(3)排水沟水流注入其他沟渠或水道时,应使原水道不产 生冲刷或淤积。通常应使排水沟与原水道两者成锐角相交, 交角不大于45,有条件可用半径R=10b(b为沟顶宽)的 圆曲线朝下游与其它水道相接。
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公式(7-1)
第四节 路面排水设施构造与布置 • 1)路面表面排水
第四节 路面排水设施构造与布置 • 2)一般路段中央分隔带
第四节 路面排水设施构造与布置
• 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;
路基排水设计
L/O/G/O
第一节 路基排水的意义和要求
一、路基排水的意义
保持路基材料的强度稳定性,进而保持路基的稳定性
二、路基排水设计的一般原则
1.路基排水设计应防、排、疏结合,全面规划,做到正确合理 2.路基排水沟渠的设置尽量与环境协调; 3.路基排水困难地段,可采取降低地下水位、设置隔离层等措 施; 4.因地制宜,经济适用
• 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。
– (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。
第四节 路面排水设施构造与布置 • 3)超高路段中央分隔带
第四节 路面排水设施构造与布置 • 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。
第四节 路面排水设施构造与布置
2.跌水的布置和运用
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
跌水
(五)急流槽
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