第四章路基路面排水設(shè)計(jì)PPT課件

1、 路基路面的強(qiáng)度與穩(wěn)定性同水的關(guān)系十分密切。 道路路基路面應(yīng)該設(shè)置完善的排水設(shè)施，以排除可能危害道路的地面水和地下水，保證路基路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，防止路面積水影響行車安全。 道路排水可分為地表排水和地下排水 地表排水又可分為路面（含路肩）表面排水、中央分隔帶排水和坡面排水。 排水設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)道路等級(jí)、沿線自然條件以及橋涵設(shè)置等情況進(jìn)行綜合考慮，注意充分利用地形和天然水系，合理布置各項(xiàng)設(shè)施，形成良好的排水系統(tǒng)，確保排水暢通和養(yǎng)護(hù)方便。 排水設(shè)計(jì)包括排水系統(tǒng)的規(guī)劃和排水結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)第1頁/共49頁一、排水的重要性一、排水的重要性 1.地面水滲入路基路基強(qiáng)度降低 2.地面水對(duì)邊坡沖刷路基整體穩(wěn)定性受到威脅

2、3.地下水浸入路基強(qiáng)度降低（凍脹，翻漿、滑坍滑動(dòng)） 4.降水滲入路面降低材料的強(qiáng)度；高壓水沖刷使承載力下降。二、排水的目的與任務(wù)二、排水的目的與任務(wù) 1.把路基工作區(qū)內(nèi)的土基含水量降低到一定范圍之內(nèi) 2.將降落在路基路面上的水和滲入路面內(nèi)的水迅速的排除路基范圍之外4-1 4-1 路基路面排水要求及設(shè)計(jì)一般原則路基路面排水要求及設(shè)計(jì)一般原則第2頁/共49頁三、基本要求三、基本要求 1.設(shè)計(jì)中把影響路基路面的水流，加以攔截，排除，截?cái)?，疏干，降低，引?dǎo)。 2.施工中，校核全線排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否完善。必要時(shí)補(bǔ)充，修改。增加臨時(shí)排水措施。四、一般原則四、一般原則 1.認(rèn)真調(diào)查研究 2.結(jié)合農(nóng)田水利，城

3、市建設(shè)，整體規(guī)劃 3.全線綜合考慮 4.因地制宜，經(jīng)濟(jì)適用，盡可能就地取材第3頁/共49頁4-2 4-2 路基排水設(shè)備的構(gòu)造與布置路基排水設(shè)備的構(gòu)造與布置第4頁/共49頁 邊溝橫斷面示意圖邊溝橫斷面示意圖第5頁/共49頁4)出水口 (1)邊溝水流流向路堤坡腳處，試具體情況確定 (2)當(dāng)邊溝水流流向橋涵進(jìn)水口時(shí)，為避免流水沖刷、試具體情況確定 (3)當(dāng)邊溝水流流至回頭彎處，應(yīng)順著邊溝方向沿山坡開挖排水溝，將水流引出路基范圍以外的自然溝或用急流槽引下山坡，以免增加對(duì)回頭彎邊溝的沖刷。第6頁/共49頁第7頁/共49頁第8頁/共49頁2.截水溝：設(shè)置在挖方路基邊坡坡頂之外或山坡路堤上方的適當(dāng)處，用以攔

4、截流向路基的地面水,防止其沖刷和浸蝕挖方邊坡和路堤坡腳，并減輕邊溝的泄水負(fù)擔(dān)。 1)形式：一般為梯形，矩形形式 2)尺寸：按實(shí)際流量計(jì)算 3)長度：200-500m為宜 4)出水口 A.沿等高線布置 B.保證水流暢通，就近引入自然溝內(nèi)排除 C.一般不能引入邊溝。第9頁/共49頁 5)截水溝離開路基的距離的確定 6)截水溝的溝槽加固 一般要求不能使水下滲，影響邊坡穩(wěn)定。 對(duì)于地質(zhì)不良地段應(yīng)避免積水成害； 對(duì)于縱坡大的截水溝為防止沖刷； 平臺(tái)上設(shè)的邊溝，防止水流滲漏影響穩(wěn)定。第10頁/共49頁第11頁/共49頁第12頁/共49頁3.排水溝:主要用來引水，將路基范圍內(nèi)各種水源的水流（邊溝、截水溝、取

5、土坑或路基附近低洼處匯集的水）引排到橋涵、天然河溝或遠(yuǎn)離路基指定地點(diǎn)。 1)形式：一般梯形 2)尺寸：經(jīng)水力水文計(jì)算確定。B、h大于等于0.5m 3)布置：離路基盡可能遠(yuǎn)，距路基坡腳一般不宜小于34m，高速公路高路堤，坡腳排水溝不小于2m，縱坡應(yīng)保證水流暢通，不產(chǎn)生沖刷或淤積，一般不小于0.3%，不大于3% 4)長度：小于500m 第13頁/共49頁5)平面線形：平面上應(yīng)力求直捷，轉(zhuǎn)彎時(shí)應(yīng)圓順連接；半徑不宜小于1020m。6)出水口：排水溝水流注入其它溝渠或水道時(shí)，應(yīng)保證原水道不產(chǎn)生沖刷或淤積。通常以不大于45的銳角或園曲線朝下游與其它水道相接。第14頁/共49頁第15頁/共49頁4.跌水與急

6、流槽： 設(shè)置于需要排水的高差較大而距離較短或坡度陡峻的地段 跌水：是階梯形的建筑物，水流以瀑布形式通過的排水設(shè)施。有單級(jí)和多級(jí)形式，作用主要是降低流速和削減水的能量或改變水流方向。 1)形式：一般矩形，漿砌片石或混凝土預(yù)制塊砌筑 2)尺寸：根據(jù)地形、地質(zhì)條件等，一般需水力計(jì)算 3)構(gòu)造：按水力計(jì)算特點(diǎn)，可分為進(jìn)水口、跌水槽、出水口。跌水槽由跌水墻、平臺(tái)和消能設(shè)備組成。 4)出口連接：橋涵、自然溝、排水溝第16頁/共49頁5)單級(jí)跌水：適用于排水溝渠連接處，由于水位落差較大，需要消能或改變水流方向（如路基邊溝水流通過涵洞排泄時(shí)）。6)多級(jí)跌水：適用于較長陡坡地段的溝渠，為減緩水流速度，并予以消能

7、。第17頁/共49頁急流槽：是具有很陡坡度的水槽，水流以陡坡形式通過的排水設(shè)施，但水流不離開槽底。它的作用主要是在很短的距離內(nèi)，水面落差很大的情況下進(jìn)行排水。多用于涵洞的進(jìn)出水口和高路塹邊溝流入排水溝的進(jìn)出水口，或在特殊情況下，截水溝流向邊溝的場(chǎng)合。溝底縱坡可達(dá)45度。 1)形式：矩形，漿砌片石或混凝土預(yù)制塊砌筑 2)尺寸：需水力計(jì)算來確定尺寸，水流量不大時(shí)，可用標(biāo)準(zhǔn)尺寸 3)構(gòu)造：進(jìn)水口、主槽、出水口 4)出水連接：橋涵、自然溝、排水溝第18頁/共49頁第19頁/共49頁第20頁/共49頁急流槽立面圖邊溝邊溝側(cè)面圖II-II急流槽設(shè)計(jì)圖第21頁/共49頁第22頁/共49頁5.倒虹吸與渡水槽：

8、設(shè)置于水流需要橫跨路基，同時(shí)受到設(shè)計(jì)標(biāo)高的限制，從路基底部或上部架空跨越。前者稱為倒虹吸，后者稱為渡水槽。 倒虹吸：水流橫跨路基且受到設(shè)計(jì)標(biāo)高限制時(shí)，可通過多次改變水流方向從路基下方跨越的排水設(shè)施。倒虹吸是利用上下游溝渠水位差作用，管道為有壓管道，水流條件較差，結(jié)構(gòu)要求高，應(yīng)謹(jǐn)慎使用。 第23頁/共49頁渡水槽：水流橫跨路基且受到路基標(biāo)高限制時(shí)，水流從路基上方跨越的排水設(shè)施。渡水槽應(yīng)滿足道路對(duì)凈空與美化的要求，結(jié)構(gòu)與橋梁相似，但主要作用是溝通水流，在效能上應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和排水要求防止沖刷和滲漏。 1)構(gòu)造：倒虹吸：進(jìn)水口、沉淀池、出水口、管身 渡水槽：進(jìn)出水口、槽深、下部支撐 2)尺寸：需水力

9、計(jì)算6.蒸發(fā)池：氣候干旱、排水困難地段，可利用沿線的集中取土坑或?qū)ｉT設(shè)置蒸發(fā)池排除地表水。第24頁/共49頁第25頁/共49頁第26頁/共49頁第27頁/共49頁二、地下排水設(shè)備二、地下排水設(shè)備1.暗溝1)作用：設(shè)在地面以下引導(dǎo)水流的溝渠，無滲水和匯水作用，地下排水溝。2)使用條件：a.路基范圍內(nèi)的個(gè)別泉眼，泉水外涌；b.市區(qū)污水管、雨水管；c.公路中央分隔帶彎道超高處。3)構(gòu)造：進(jìn)水口（泉井）、暗溝溝身和蓋板。圓形和矩形。 4)縱坡和出水口：縱坡不小于1%。出口處溝底應(yīng)高出邊溝最高水位20cm以上，不容許出現(xiàn)倒灌現(xiàn)象。第28頁/共49頁 5)注意事項(xiàng)： (1)應(yīng)防止泥土或砂粒落入溝槽或泉眼，

10、以免堵塞（暗溝頂可鋪筑碎（礫）石一層，上填砂礫）(2)暗溝流量一般不予計(jì)算。第29頁/共49頁第30頁/共49頁2.滲溝：采用滲透方式將流向路基的地下水匯集于溝內(nèi)并排到路基范圍以外指定點(diǎn)的排水設(shè)施，使路基上保持干燥，不致因地下水成害。 1)作用：是降低地下水位或攔截地下水，其水力特性是紊流。 2)分類：盲式、管式、洞式 3)構(gòu)造： 滲水層、封閉層、反濾層、排水層 4)尺寸：水力計(jì)算確定。埋深需考慮地下水位和不透水層的位置。 5)使用條件： 盲溝：一般用于流量不大、滲溝不長的地段。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮淤塞失效問題，排水層阻力大，其縱坡不應(yīng)小于1%，一般可采用5%。 管式滲溝：設(shè)于地下引水較長的地段。但滲

11、溝過長時(shí)，應(yīng)加設(shè)橫向泄水管，將縱向滲溝內(nèi)的水流，迅速的分段排除。 洞式滲溝：當(dāng)?shù)叵滤髁枯^大，或缺乏水管時(shí)，采用石砌涵洞，洞口大小依設(shè)計(jì)流量而定。第31頁/共49頁6)平面布置：滲溝盡可能與地下水流方向相互垂直，使能攔截更多的地下水。第32頁/共49頁第33頁/共49頁是豎直方向的地下排水設(shè)備是匯集離地面不深處含水層中的地下水，通過豎井，滲入下層，疏干路基土。(1)路基下層是否存在透水層，能否排走匯集的地下水。(2)影響路基上部含水層較薄，排水量不大，并且平式滲溝難以布置時(shí)采用。由上部集水構(gòu)造和下部排水構(gòu)造兩部分組成第34頁/共49頁集水部分構(gòu)造與滲溝相同，于井的四周設(shè)反濾層，頂上為覆蓋層（封

12、閉層）。下部排水構(gòu)造，采用粗粒材料做充填物滲井?dāng)嗝娌捎脠A柱形或方柱形。第35頁/共49頁一、公路排水的分類一、公路排水的分類 1) 路界地表排水： (1)路面表面排水：橫坡漫流、攔水帶+急流槽、u形溝+急流槽 (2)中央分隔帶排水：中央分隔帶滲水、超高路段排水 (3)坡面排水：邊溝、截水溝等 2)路面內(nèi)部排水： (1)路面邊緣排水 (2)透水基 (墊)層排水 (3)多孔隙面層排水 3)地下排水（降低路基地下水位） 暗溝 滲溝 滲井4-3 4-3 路面排水設(shè)計(jì)路面排水設(shè)計(jì)第36頁/共49頁二、路面表面排水二、路面表面排水 1.任務(wù)：迅速排除降水，避免積水。 2.原則： 1)通過路拱橫坡將降水排向

13、兩側(cè)，不出現(xiàn)積水 2)在匯水量不大，路堤較低且邊坡不會(huì)被沖刷的情況下，應(yīng)采用路堤邊坡上橫向漫流方式排除路表面水 3)在路堤較高，邊坡坡面在未做防護(hù)而易遭受路面表面水流沖刷或坡面雖已采取防護(hù)措施但仍有可能受到?jīng)_刷時(shí)，應(yīng)沿路肩設(shè)置攔水帶或U型溝，匯集路面表面水，然后通過泄水口和急流槽排離路堤。 分散排水與集中排水方式的選擇主要依據(jù)表面水是否對(duì)路堤邊坡造成沖刷危害。應(yīng)對(duì)多個(gè)方案進(jìn)行效果和經(jīng)濟(jì)的比較，選擇最佳 4)為路塹時(shí)，橫向排流的表面水匯集于邊溝內(nèi)。 第37頁/共49頁3.攔水帶構(gòu)造（瀝青混凝土和水泥混凝土），高度和泄水口的泄水量需驗(yàn)算4.U形溝的構(gòu)造：尺寸和泄水口間的距離需驗(yàn)算第38頁/共49頁

14、三、中央分隔帶排水三、中央分隔帶排水 1.任務(wù)：排除中央分隔帶范圍內(nèi)的表面滲水和攔截上側(cè)半幅路面漫流過來的表面水。 2.中央分隔帶的形式： 1)按緣石形式分：凸形、凹形 2)按表面形式分：有鋪面封閉型、 無鋪面封閉型 3)根據(jù)需要，寬度也不同 第39頁/共49頁3.一般路段中央分隔帶 1)有鋪面封閉型： 2)無鋪面封閉型：4.超高路段中央分隔帶除應(yīng)具有一般路段中央分隔帶的功能和構(gòu)造外，應(yīng)有攔截上側(cè)路幅的表面水的功能。 1)凸形中央分隔帶 2)凹形中央分隔帶5.通過計(jì)算確定排水設(shè)施的尺寸第40頁/共49頁第41頁/共49頁第42頁/共49頁路 緣 石路 緣 石D200鋼 筋 混 凝 土 管1:2

15、水 泥 砂 漿 抹 角2%路 面雨水進(jìn)設(shè)計(jì)大樣圖第43頁/共49頁四、路面內(nèi)部排水四、路面內(nèi)部排水 1.重要性： 路面滲水主要途徑有以下幾種： 1)路面接縫，包括施工接縫、窨井等設(shè)施接縫及新舊路面的接縫； 2)路面材料使用過程中出現(xiàn)的松散； 3)原先面層混合料較大的孔隙等： 4)使用過程中出現(xiàn)的各種裂縫，尤其以周圍施工產(chǎn)生的張拉裂縫最為嚴(yán)重。 第44頁/共49頁內(nèi)部水的危害： (1)會(huì)浸濕各結(jié)構(gòu)層材料和路基土，使其強(qiáng)度下降，變形增加，降低路面的承載力。 (2)在行車荷我的作用下，成為高孔隙水壓力和高流速水流，水流反復(fù)多次地沖刷，形成唧泥現(xiàn)象。 因而，采用內(nèi)部排水設(shè)施所增加的資金投入，可以很快從路面使用性能的提高、使用壽命的增加和養(yǎng)護(hù)工作的減少中得到補(bǔ)償。進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水使路面使用性能變壞，加劇了路基和路面結(jié)構(gòu)的損壞，從而縮短道路的使用壽命。第45頁/共49頁五、邊緣排水系統(tǒng)五、邊緣排水系統(tǒng)1)定義：由沿路面邊緣設(shè)置的透水性填料集水溝，縱向排水溝，橫向出水管和過濾織物組成的排水系統(tǒng)。2)構(gòu)造：集水溝、橫向出水管、過濾