路基路面工程_路基路面排水.ppt

第七章 路基路面排水,第一節(jié) 路基排水的意義和一般原則,一、路基排水的意義,保持路基材料的強度穩(wěn)定性，進而保持路基的穩(wěn)定性,二、路基排水設計的一般原則,1.設計前必須進行深入細致的調(diào)查研究，詳細劃分流域； 2.路基排水溝渠的設置盡量與環(huán)境協(xié)調(diào)； 3.排水設施要因地制宜、就地取材、經(jīng)濟適用，并做到系統(tǒng)規(guī)劃，合理布局，與當?shù)嘏潘O施相協(xié)調(diào)； 5.排水設計應講求經(jīng)濟效益，臨時排水設施應該盡可能與永久排水設施相結合,第二節(jié) 路基排水設施,一、地表排水設施,（一）邊溝 1.邊溝的功能,用于匯集和排除降落在路基范圍內(nèi)以及流向路基的少量地表水,2.邊溝的布置,（1）橫向位置 邊溝一般布置在路塹的路肩外側或較低矮路堤坡腳外側,（2）邊溝的縱坡 邊溝的縱坡宜與路線縱坡相一致，并不宜小于0.3，困難情況下可以減至0.1%,（3）邊溝的長度 單向排水長度每300500米設出水口,3.邊溝的橫斷面,（二）截水溝（天溝）,1.截水溝的功能,用以攔截并排除路基上方流向路基的地面徑流，減輕邊溝的水流負擔，保證挖方邊坡和填方坡腳不受流水沖刷。,2.截水溝的布置,（1）橫向位置 截水溝一般布置在路塹邊坡或陡坡路堤上側，垂直于山坡水流方向或基本與等高線平行。視降雨量，可以不設或設計多道。,填方截水溝截水溝,（2）截水溝的縱坡與長度 截水溝的縱坡不宜小于0.3，長度的考慮以匯水既不造成過大的沖刷，又不淤積為原則。,3.截水溝的橫斷面,一般為梯形，溝的邊坡坡度，因巖土條件而定，一般采用1：1.01：1.5。溝底寬度b不小于0.5m，溝深h按設計流量而定，亦不應小于0.5m。,土質(zhì),石質(zhì),（三）排水溝,將路基范圍內(nèi)各種水源的水流（如邊溝、截水溝、取土坑、邊坡和路基附近積水），引排至橋涵或路基范圍以外的指定地點。,2.排水溝的布置,（1）排水溝的布置可以根據(jù)需要并結合當?shù)氐匦螚l件而定，距離路基坡腳不宜小于34m，平面上應力求直捷，需要轉(zhuǎn)彎時亦應盡量圓順，做成弧形，其半徑不宜小于1020m，連續(xù)長度宜短，一般不超過500m。,（2）排水溝應具有合適的縱坡，以保證水流暢通，不致流速太大而產(chǎn)生沖刷，亦不可流速太小而形成淤積，為此宜通過水文水力計算而擇優(yōu)選定。一般情況下，可取0.51.0%，不小于0.3，亦不宜大于3。,1.排水溝的功能,排水溝與水道銜接示意圖 1排水溝；2其它渠道；3路基中心線；4橋涵,3.排水溝的橫斷面,排水溝的橫斷面，一般采用梯形，尺寸大小應經(jīng)過水力水文計算選定。,（3）排水溝水流注入其他溝渠或水道時，應使原水道不產(chǎn)生沖刷或淤積。通常應使排水溝與原水道兩者成銳角相交，交角不大于45，有條件可用半徑R=10b（b為溝頂寬）的圓曲線朝下游與其它水道相接。,4.排水溝的防護,包括排水溝在內(nèi)的土質(zhì)溝渠在有可能受到?jīng)_刷和滲漏時必須進行防護和防滲處理,加固類型與溝底縱坡關系,溝渠加固類型,（四）跌水 1.跌水的功能,在陡坡或或特殊陡坎地段設置的溝底為階梯，水流呈瀑布式跌落的溝槽稱作跌水，跌水的作用是在較短的距離內(nèi)，降低水流流速，消減水流能量，進而防止沖刷（用于坡度大于10，水頭高差大于1.0m的陡坡地段）,2.跌水的布置和運用,邊溝與涵洞單級跌水連接圖 1邊溝；2路基；3跌水井；4涵洞,多級跌水縱剖面圖 1溝頂線； 2溝底線,（五）急流槽 1.急流槽的功能,在陡坡或或特殊陡坎地段設置的坡度較陡、水流不離開槽底的溝槽稱作急流槽。它與跌水一樣也是為了解決陡坡地段的排水（可用于比跌水更陡的坡度,可達600）。,急流槽平面圖,2.急流槽的布置和運用,高路堤邊坡地段急流槽,路塹與高路堤連接處急流槽,路塹邊坡急流槽,急流槽設置通常設置在高路堤邊坡、高路塹邊坡、路塹與高路堤連接處、回頭曲線上下邊溝等位置，用于排除邊溝和截水溝匯集的水流。,（六）倒虹吸與渡水槽,1.倒虹吸與渡水槽的功能,當水流需要橫跨路基，同時受到設計標高的限制，可以采用管道或溝槽，從路基底部或上部架空跨越，前者稱倒虹吸，后者為渡水槽，分別相當于涵洞和渡水橋，兩者屬于路基地面排水的特殊結構物，并且多半是配合農(nóng)田水利所需而采用。,2.倒虹吸與渡水槽的布置,倒虹吸的設置往往是因路基橫跨原有溝渠，且溝渠水位高于路基設計標高，不能按正常條件下設置涵洞，此時采用倒虹吸是可行的方案之一。,原水道與路基設計標高相差較大，如果路基兩側地形有利，或當?shù)卮_有必要，可設簡易橋梁，架設水槽或管道，從路基上部跨越，以勾通路基兩側的水流。,東江深圳渡水槽,墨西哥格雷塔羅市的古渡槽,引大入秦先明峽倒虹吸,二、地下排水設施,（一）盲溝,1.盲溝的功能,建在地下，匯集流向路基的地下水并排至路基以外。,攔截地下水,降低地下水位,2. 盲溝的構造,盲溝溝底縱坡不宜小于1%。斷面尺寸根據(jù)需要而定，一般寬0.30.5m，深1.01.5m。如出口處為邊溝，盲溝底應高出邊溝最高水位20cm以上，不允許出現(xiàn)倒灌現(xiàn)象。,（二）滲溝,1.滲溝的功能,采用滲透方式將地下水匯集于溝內(nèi)，并通過溝底通道將水排至指定地點，此種地下排水設備統(tǒng)稱為滲溝，它的作用是降低地下水位或攔截地下水。,2.滲溝的布置,滲溝盡可能與地下水流向相互垂直，使之能攔截更多的地下水。,路線所經(jīng)地段遇有潛水、層間水、路塹頂部出現(xiàn)地下水，或地下水位較高，影響路基或路塹邊坡穩(wěn)定，則需修建滲溝將水排除。,填石滲溝的底坡應大于1，帶有溝管的可以放寬道0.5。,截斷路塹層間水的滲溝,降低地下水位的滲溝,路塹上方的滲溝,3.滲溝的構造,（1）滲溝的槽寬(人工開挖)視溝深而定，一般深度在2m時，寬度為0.60.8m深度在34m時，寬度不小于1m。溝內(nèi)用作排水和滲水的砂石填料，應經(jīng)過篩選和清洗。,（2）封閉層是為了防止土粒落進填充石料的孔隙，以免造成滲溝堵塞而設置的，同時也能起到防止地面水滲入溝內(nèi)的作用。,（3）反濾層是為了匯集水流，并用以防止含水層中土粒堵塞排水層而設置的。反濾層應盡可能選用顆粒大小均勻的砂石材料，分層填埋，相鄰兩層顆粒直徑之比不小于1:4，設計時填料的顆粒應為含水層土的最大粒徑的810倍。,地下排水工程實例,（三）滲井,滲井的作用是將地面水通過豎井，滲入地下排除。,當有多層地下含水層，將影響路基穩(wěn)定的上層水引入下層地下水中。,第三節(jié) 路面排水（放到路面結構設計中去講）,一、路面表面排水,（一）路面表面排水的目的,路面表面排水的主要目的是迅速把降落在路面和路肩表面的降水排走，以免造成路面積水而影響行車安全,（二）路面表面排水的方式,1.在路線縱坡平緩、匯水量不大、路堤較低且邊坡坡面不會受到?jīng)_刷的情況下，應采用在路拱和路堤邊坡上橫向漫坡的方式排除路面表面水。,2.在路堤較高，邊坡坡面在未做防護而易遭受路面表面水流沖刷，應沿路肩外側邊緣設置攔水帶，匯集路拱漫流路面表面水，然后通過泄水口和急流槽排離路堤。,3.當硬路肩匯水量大，或硬路肩狹窄，或爬坡、加速車道占用了路肩過水斷面，可以采用路肩排水溝的方式代替攔水帶,設置攔水帶匯集路面表面水時，攔水帶過水斷面內(nèi)的水面，在高速公路及一級公路上不得漫過右側車道外邊緣，在二級及二級以下公路上不得漫過右側車道中心線。,現(xiàn)澆（鋪）攔水帶,預制攔水帶,預制路肩排水溝,攔水帶與急流槽的組合,攔水帶匯集的水流應以2050間距的急流槽排下路基,縱坡上的不對稱喇叭形泄水口,二、中央分隔帶排水,（一）中央分隔帶排水的方式,1.寬度小于3m且表面采用鋪面封閉的中央分隔帶排水，降落在分隔帶上的表面水排向兩側行車道，其坡度與路面的橫坡度相同；在超高路段上，可在分隔帶上側邊緣處設置緣石或泄水口，或者在分隔帶內(nèi)設置縫隙式圓形集水管或碟形混凝土淺溝和泄水口（圖2-7-4），以攔截和排泄上側半幅路面的表面水。,3表面無鋪面且未采用表面排水措施的中央分隔帶，降落在分隔帶上的表面水下滲，由分隔帶內(nèi)的地下排水設施排除。,2寬度大于3m且表面未采用鋪面封閉的中央分隔帶排水，降落在分隔帶上的表面水匯集在分隔帶中央的低洼處，并通過縱坡排流到泄水口或橫穿路界的橋涵水道中。,我國通常采用較窄的中央分隔帶，僅在中間設預留車道時才采用寬的中央分隔帶。各地在選用排水設施類型時，并未拘泥于以分隔帶寬度限值作為唯一的依據(jù)，而是結合地區(qū)和工程需要確定，形式是多樣的。因而，上述分類中的寬度標準并不是絕對的。,三、路面內(nèi)部排水,（一）路面內(nèi)部排水的目的,（1）浸濕各結構層材料和路基土，造成路面基層材料和地基土的強度降低； （2）使水泥混凝土路面產(chǎn)生基層唧泥，隨之出現(xiàn)脫空、錯臺、開裂和整個路肩破壞； （3）與水經(jīng)常接觸將使瀝青混合料的瀝青剝落，影響瀝青混合料的耐久； （4）下滲的水使路基土產(chǎn)生不均勻凍脹；進而造成翻漿。,低透水性土質(zhì)的路基常常使?jié)B入到路面內(nèi)部的水長時間不能排除，停滯在路槽內(nèi)，使路面材料長期飽水。路面結構內(nèi)部排水的目的是保證路面材料處于正常濕度狀態(tài)，正常行使其使用功能，達到其應有的使用壽命。,1.水對路面結構的影響,2.路面內(nèi)部排水的目的,（1）年降水量為600mm以上的濕潤和多雨地區(qū)，路基由透水性差的細粒土（滲透系數(shù)不大于10-5cm/s）筑成的高速公路、一級公路或重要的二級公路。 （2）路基兩側有滯水，可能滲入路面結構內(nèi)。 （3）嚴重冰凍地區(qū)，路基為由粉性土組成的潮濕、過濕路段。 （4）現(xiàn)有路面改建或改善工程，需