第10章-路基路面排水设计课件.ppt

1、路基路面排水设计路基路面排水设计第一节第一节 概述概述第二节第二节 路基排水设计路基排水设计第三节第三节 路面排水路面排水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。1 1、道路排水的目的、道路排水的目的第一节第一节 概述概述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

2、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；2 2、路基路面排水的一般原则、路基路面排水的一般原则第一节第一节 概述概述1、地面排水设备、地面排水设备边沟边沟截水沟截水沟排水沟排水沟跌水跌水急流槽急流槽倒虹吸倒虹吸渡水槽等渡水槽等第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置 边沟边沟第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置1）设置位置：）设置位置：在挖方路基的路肩外侧，低填方路基的坡脚外侧。2）设

3、置作用：）设置作用：用以汇集和排除路基范围内和流向路基的地面水。3）横段面形式：）横段面形式：梯形、矩形、三角形及流线形。4）边沟的纵坡与长度：）边沟的纵坡与长度：边沟的纵坡一般应与路线纵坡一致，并不宜小于0.5%，以防淤积，在特殊情况下容许减至0.3%。5）修筑材料：）修筑材料：浆砌片石、浆砌卵石、水泥混凝土预制块等。6）注意事项：）注意事项：边沟的排水量不大，一般不需要进行水文和水力计算，依据沿线具体条件，选用标准横断面形式。边沟的横断面形式示意图：边沟的横断面形式示意图：a)、b)梯形；梯形；c)、d)流线形；流线形；e)三角形；三角形；f)矩形矩形 边沟边沟1:mbHa)1:n1:1b

4、Hb)R=0.3R=0.3R1=5.60.30.5c)R=0.3R=0.30.30.5d)1:nHe)1:n1:0.1bHf)第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置 边沟边沟第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置矩形边沟矩形边沟梯形边沟梯形边沟优美的碟形边沟优美的碟形边沟植草的碟形水沟植草的碟形水沟 截水沟截水沟第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置1）设置位置：）设置位置：在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方适当地点。2）设置作用：）设置作用：拦截并排除路基上方流向路基的地面水流，保护挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷，并

5、减轻边沟泄水压力。3）断面形式：）断面形式：梯形。4）边坡坡度：）边坡坡度：因岩土条件而定，采用1:1.01:1.5。5）注意事项：）注意事项：位置尽量与绝大多数地面水流方向垂直，并且下游应有急流槽。挖方路段（路堑）截水沟示意图挖方路段（路堑）截水沟示意图1-截水沟；2-土台；3-边沟 截水沟截水沟第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置挖方路段（路堑）弃土堆与截水沟示意图挖方路段（路堑）弃土堆与截水沟示意图1-截水沟；2-弃土堆；3-边沟 填方路段上的截水沟示意图填方路段上的截水沟示意图1土台；2截水沟第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置 截水

6、沟截水沟截水沟的横断面形式a）土沟b）石沟 排水沟排水沟第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置1）设置作用：）设置作用：排除来自边沟、截水沟或其他水源的水流，并将其引至桥涵或路基范围以外的河流或洼地。2）断面形式：）断面形式：梯形。3）设置位置：）设置位置：根据需要并结合当地地形条件而定。4）横断面尺寸：）横断面尺寸：根据设计流量确定，底宽与深度不宜小于0.5m，土沟的边坡坡度约为1：11：1.5。5）注意事项：）注意事项：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，即交角不大于45。排水沟与水道衔接示意图排水沟与水

7、道衔接示意图1-1-排水沟；排水沟；2-2-其它渠道；其它渠道；3-3-路基中心线；路基中心线；4-4-桥涵桥涵 排水沟排水沟第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置 排水沟排水沟第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置a)石灰三合土抹平层；b）干砌片石（碎石垫平）；c）平铺草皮；d)浆砌片石（碎石垫平）；e）竖铺草皮，砌石底；f）砖砌水槽排水沟应具有适当的纵坡，一般情况下，可取0.5%1%，不宜大于3%，若大于3%，则应进行加固。跌水跌水第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置1）定义：）定义：在陡坡或深沟地段设置的沟底为阶梯

8、形，水流呈瀑布跌落式通过的沟槽。2）作用：）作用：能在较短的距离内降低水流速度，消减水流能量。3）种类：）种类：单级跌水和多级跌水（5米以上）。4）组成部分：）组成部分：进水口、消力池、出水口。5）纵坡坡长：）纵坡坡长：为人工排水沟渠的特殊形式，用于陡坡地段，沟底纵坡可达45。6）注意事项：）注意事项：必须用浆砌片石或混凝土预制块砌筑，台阶高度视地形、地质条件决定，一般不大于0.50.6m，通常是0.30.4m。边沟与涵洞单级跌水单级跌水连接图 1-边沟；2-路基；3-跌水井；4-涵洞 多级跌水多级跌水纵剖面图（单位：m）1-沟顶线；2-沟底线 跌水跌水第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路

9、基排水设备的构造与布置跌水完工后的情景跌水完工后的情景急流槽急流槽第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置1）定义：）定义：在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡，水流不离开槽底的沟槽。2）作用：）作用：能连接水位差较大的水流。3）组成部分：）组成部分：进口、槽身、出水口。4）纵坡坡长：）纵坡坡长：急流槽主体部分的纵坡依地形而定，一般可达67(1:1.5)。5）注意事项：）注意事项：进出口与主槽连接处，因沟槽横断面尺寸不同，应设置过渡段，以便平顺衔接，出口部分设有消力池。急流槽的基础必须稳固，在槽底设耳墙埋入地面以下，以防止滑动。急流槽急流槽第二节第二节 路基排水设备的构造与布置

10、路基排水设备的构造与布置急流槽构造示意图（单位：急流槽构造示意图（单位：m）1耳墙；2消力槛；3混凝土槽底；4钢筋混凝土槽底；5横向沟渠；6砌石护底急流槽急流槽第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置急流槽急流槽第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置山区公路的排水系统山区公路的排水系统山区公路的排水系统山区公路的排水系统 倒虹吸与渡水槽倒虹吸与渡水槽第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置1）定义：）定义：当水流需要横跨路基，同时受到设计高程的限制时，可以采用管道或沟槽，从路基底部或上部架空跨过，前者称为倒虹吸，后者称为渡水槽

11、。2）类型：）类型：主要是竖井式。路基路基水槽水槽渡水槽图例渡水槽图例 第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置 倒虹吸与渡水槽倒虹吸与渡水槽蒸发池蒸发池第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置1）设置位置：）设置位置：气候干旱、路线穿越平坦地形地面排水困难地段，无法把地面水排走时，可在距离路基适当的地方设置蒸发池。2）作用：）作用：引水入池，依靠自然蒸发或下渗将水排除。3）设置问题：）设置问题：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。4）注意事项：）注意事项：蒸发池与路基边沟（或排水沟）间应设排水沟连接。池中水位应低于

12、排水沟的沟底。蒸发池蒸发池第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置蒸发池平面布置图蒸发池平面布置图暗沟（管）渗沟（井）盲沟检查井u 2、地下排水设备、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。第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置 暗沟暗沟第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置1）设置作用：）设置作用：设在地面以下引导水流的沟渠，无渗水和汇水作用。2）适用范围：）适用范围：把路基范围内的泉水或渗沟所拦截、汇集的水流引到路基范围之外。3）暗沟纵坡：）暗沟纵坡：排水能力较小，不宜过长，沟底具有

13、12%的纵坡，出水口底面标高应高出沟外最高水位20cm，以防水流倒渗。4）注意事项：）注意事项：路基两侧边沟下均设暗沟用以降低地下水位，以防止毛细水上升至路基工作区范围内，形成水分积聚而造成冻胀翻浆，或土基过湿而降低强度等。暗沟暗沟第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置单侧单侧边沟下设暗沟1暗沟；2层间水；3毛细水；4可能滑坡线两侧两侧边沟下设暗沟1原地下水位；2降低后地下水位；3暗沟a)平面挖填交界处挖填交界处横向暗沟1暗沟；2边沟；3路堑；4路堤b)纵剖面 渗沟渗沟第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置1）定义：）定义：采用渗透方式将地下水汇

14、集于沟内，并通过沟底通沟底通道道将水排至指定地点，此种地下排水设备统称为渗沟渗沟。2）适用范围：）适用范围：地下水埋藏较浅或有固定含水层时宜采用渗沟。3）设置位置：）设置位置：设在边沟、路肩、路中线以下或路基上侧山坡适当的位置。4）结构形式：盲沟式）结构形式：盲沟式渗沟、管式渗沟、洞式渗沟。渗沟渗沟第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置渗沟的三种形式渗沟的三种形式1黏土夯实层；2双层反铺草皮；3粗砂；4石屑；5碎石；6浆砌片石沟洞；7预制混凝土管 渗井渗井第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置1）设置作用：）设置作用：汇集地面不深处含水层中的地下

15、水，使其通过不渗水层渗入更深的含水层中，以降低浅层的地下水位或全部予以排出，疏干路基。2）适用范围：）适用范围：当地下存在多层含水层，其中影响路基的上部含水层较薄，排水量不大，且平式渗沟难以布置时采用。3）平面布置：）平面布置：按水力计算而定，一般为直径11.5m的圆柱形。亦可是边长为1.01.5m的方形。渗井渗井第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置渗井结构与布置实例渗井结构与布置实例路基排水案例：路基排水案例：第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置回头曲线路段综合排水示例回头曲线路段综合排水示例1截水沟；2跌水；3路线；4急流槽边沟坍方路段综

16、合排水示例边沟坍方路段综合排水示例1渗沟；2排水沟；3截水沟1）路面表面排水）路面表面排水2）中央分隔带排水）中央分隔带排水3）路面内部排水系统）路面内部排水系统4）路面边缘排水）路面边缘排水5）排水基层或面层排水）排水基层或面层排水1 1、设计内容、设计内容第三节第三节 路面排水路面排水第三节第三节 路面排水路面排水1、路面表面排水、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路堤边坡上横向漫坡的方式排除路面表面水。

17、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拦水带，汇集路面表面水，然后通过泄水口和急流槽泄水口和急流槽排离路堤。第三节第三节 路面排水路面排水u拦水带可由沥青混凝土沥青混凝土现场浇筑，或者由水泥混凝土预制水泥混凝土预制块块铺砌而成。u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）。1、路面表面排水、路面表面排水第三节第三节 路面排水路面排水1、路面表面排水、路面表面排水第三节第三节 路面排水路面排水2、中央分隔带排水、中央分隔带排水公路排水

18、设计规范(JTG/T D33-2012)：中央分隔带排水划分类型：宽度小于小于3m且表面采用采用铺面封闭的中央分隔带。宽度大于大于3m且表面未采用未采用铺面封闭的中央分隔带。表面无铺面且未采用表面排水措施的中央分隔带。第三节第三节 路面排水路面排水 宽度小于宽度小于3m且表面采用铺面封闭的中央分隔带。且表面采用铺面封闭的中央分隔带。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。第三节第三节 路面排水路面排水 宽度小于宽度小于3m且表面采用铺面封闭的中央分隔带。且表面采用铺面封闭的中央分隔带。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

19、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。第三节第三节 路面排水路面排水 宽度大于宽度大于3m且表面未采用铺面封闭的中央分隔带。且表面未采用铺面封闭的中央分隔带。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。第三节第三节 路面排水路面排水 表面无铺面且未采用表面排水措施的中央分隔带。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。第三节第三节 路面排水路面排水 表面无铺面且未采用表面排水措施的中央分隔带。表面无铺面且未采用表面排水措施的中央分隔带。第三节第三节 路面排水路面排

20、水3、路面结构内部排水、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；（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。第三节第三节 路面排水路面排水3、路面结构内部排水、路面结构内部排水 设置条件：设置条件：（

21、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。第三节第三节 路面排水路面排水3、路面结构内部排水、路面结构内部排水 设置要求：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

22、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45m60m。（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。第三节第三节 路面排水路面排水3、路面结构内部排水、路面结构内部排水具体方法：具体方法：路面边缘排水系统；路面排水层排水系统；排水垫层排水系统；第三节第三节 路面排水路面排水3、路面结构内部排水、路面结构内部排水 路面边缘排水系统在路面边缘的土路肩（有超高的路段在中央分隔带）内设置纵向碎石盲沟，将渗入到路面结构层内的水，通过结构层的连通空隙或某一排水结构层，横向渗流至路面边缘的碎石盲沟碎石盲沟，

23、再通过横向排水管横向排水管将碎石盲沟的水排到路基以外。因水泥商品混凝土路面存在较多的层间空隙，故本排水系统一般适用于水泥混凝土路面。第三节第三节 路面排水路面排水3、路面结构内部排水、路面结构内部排水 路面边缘排水系统边缘排水设施设计示意图边缘排水设施设计示意图第三节第三节 路面排水路面排水3、路面结构内部排水、路面结构内部排水 路面边缘排水系统设置边缘排水设施设置边缘排水设施边缘排水设施的施工边缘排水设施的施工第三节第三节 路面排水路面排水3、路面结构内部排水、路面结构内部排水 路面排水层排水系统排水沥青路面，又称透水沥青路面，指压实后空隙率在20%左右，能够在混合料内部形成排水通道的新型沥

24、青混凝土面层，其实质为单一粒径碎石按照嵌挤机理形成骨架-空隙结构的开级配沥青混合料。排水沥青路面采用大空隙沥青混合料作表层，将降雨透入透入到到排水功能层，并通过层内将雨水横向排出，从而消除了带来诸多行车不利作用的路表水膜，显著提高雨天行车的安全性、舒适性。第三节第三节 路面排水路面排水3、路面结构内部排水、路面结构内部排水 路面排水层排水系统第三节第三节 路面排水路面排水3、路面结构内部排水、路面结构内部排水 排水垫层排水系统对于地下水位较高、有泉水或有临时滞水的新建路面，可采用排水垫层排水系统。排水垫层排水系统包括排水垫层、集水沟、集水管、出水管、反滤织物。该系统主要用于拦截地下水、滞水或泉水进入路面结构，或者排除因负温差作用而积聚在路基上层的自由水。