劉清-第七章排水設計ppt課件

1、 劉 清：liuqing197901163 Subgrade and Pavement Engineering第七章 路基路面排水設計 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 路基排水設備的構造與布置 第三節(jié) 路面排水設計第一節(jié) 概述路基排水的意義 堅持路基資料的強度穩(wěn)定性，進而堅持路基的穩(wěn)定性路基排水的目的把降落在路界范圍內(nèi)的外表水有效的聚集并迅速排除出路界把路界外能夠流向路基的地表水攔截在路界范圍以外以減小對路基路面的危害隔斷、疏干和降低影響路基穩(wěn)定性的地下水，并將其引導到路基范圍以外1.1 排水的意義與目的排水設備要因地制宜、全面規(guī)劃、合理規(guī)劃、綜合治理、講究實效、留意經(jīng)濟，并充分利用有利地形和自然水系；

2、 路基排水溝渠的設置，應與農(nóng)田水利相配合，必要時可適當?shù)卦鲈O涵管或加大涵管孔徑；設計前必需進展調(diào)查研討，重點路段要進展排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃，做到路基路面綜合設計和分期建筑；路基排水要留意防止附近山坡的水土流失，盡量不破壞天然水系，盡量選擇有利地質條件布設人工溝渠；路基排水要結合當?shù)厮臈l件和道路等級等詳細情況，留意就地取材，以防為主； 為減少水對路面的破壞作用，應盡量阻止水進入路面構造，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面構造內(nèi)的水，亦可建筑具有能接受荷載和雨水共同作用的路面構造。1.2 路基路面排水設計的普通原那么第二節(jié) 路基排水設備的構造與布置邊溝截水溝排水溝跌水急流槽倒虹吸、渡水槽等2.

3、1 地面排水設備邊溝邊溝的功能：用于聚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邊溝的布置：邊溝普通布置在路塹的路肩外側或較低矮路堤坡腳外側邊溝的縱坡：邊溝的縱坡宜與道路縱坡相一致，并不宜小于0.3，困難情況下可以減至0.1%邊溝的長度：單向排水長度每300500米設出水口2.1 地面排水設備邊溝的橫斷面方式邊溝的橫斷面方式表示圖a)、b)梯形；c)、d)流線形；e)三角形；f)矩形2.1 地面排水設備2.1 地面排水設備截水溝截水溝的功能：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。截水溝的布置：截水溝普通布置在路塹邊坡或陡坡路堤上

4、側，垂直于山坡水流方向或根本與等高線平行。視降雨量，可以不設或設計多道。填方截水溝截水溝挖方截水溝5m2.1 地面排水設備2.1 地面排水設備截水溝截水溝的縱坡與長度：截水溝的縱坡不宜小于0.3，長度的思索以匯水既不呵斥過大的沖刷，又不淤積為原那么。 截水溝的橫斷面：普通為梯形，溝的邊坡坡度，因巖土條件而定，普通采用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。2.1 地面排水設備土質石質排水溝排水溝的功能：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。排水溝的布置：排水溝的布置可以根據(jù)需求

5、并結合當?shù)氐匦螚l件而定，間隔路基坡腳不宜小于34m，平面上應力求直捷，需求轉彎時亦應盡量圓順，做成弧形，其半徑不宜小于1020m，延續(xù)長度宜短，普通不超越500m。排水溝的縱坡：排水溝應具有適宜的縱坡，以保證水流暢通，不致流速太大而產(chǎn)生沖刷，亦不可流速太小而構成淤積，為此宜經(jīng)過水文水力計算而擇優(yōu)選定。普通情況下，可取0.51.0%，不小于0.3，亦不宜大于3。 2.1 地面排水設備排水溝與水道銜接表示圖1排水溝；2其它渠道；3路基中心線；4橋涵排水溝 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=10bb為溝

6、頂寬的圓曲線朝下游與其它水道相排水溝的橫斷面排水溝的橫斷面，普通采用梯形，尺寸大小應經(jīng)過水力水文計算選定。2.1 地面排水設備溝渠加固 2.1 地面排水設備 包括排水溝在內(nèi)的土質溝渠在有能夠遭到?jīng)_刷和滲漏時必需進展防護和防滲處置加固類型與溝底縱坡關系 縱坡（%）7加固類型不加固1.土質好，不加固2.土質不好，簡易加固簡易加固或干砌式加固干砌式或漿砌式加固漿砌式加固或改用跌水溝渠加固類型2.1 地面排水設備溝渠加固 2.1 地面排水設備2.1 地面排水設備跌水跌水的功能：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間隔內(nèi)，降低水流流速，消減水流能量

7、，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。方式：普通矩形，漿砌片石或混凝土預制塊砌筑 尺寸：根據(jù)地形、地質條件等，普通需水力計算 構造：分為進水口、跌水槽、出水口。跌水槽由跌水墻、平臺和消能設備組成。 出口銜接：橋涵、自然溝、排水溝急流槽：是具有很陡坡度的水槽，水流以陡坡方式經(jīng)過的排水設備，但水流不分開槽底。急流槽的功能: 它的作用主要是在很短的間隔內(nèi)，水面落差很大的情況下進展排水。急流槽的布置：多用于涵洞的進出水口和高路塹邊溝流入排水溝的進出水口，或在特殊情況下，截水溝流向邊溝的場所。方式：矩形，漿砌片石或混凝土預制塊砌筑 尺寸：需水力計算來確定尺寸，水流量不大時，可用

8、規(guī)范尺寸 構造：進水口、主槽、出水口 出水銜接：橋涵、自然溝、排水溝2.1 地面排水設備2.1 地面排水設備急流槽的構造：高路堤邊坡地段急流槽路塹與高路堤銜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、路塹與高路堤銜接處、回頭曲線上下邊溝等位置，用于排除邊溝和截水溝聚集的水流。倒虹吸與渡水槽：設置于水流需求橫跨路基，同時遭到設計標高的限制，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：水流橫跨路基且遭到設計標高限制時，可經(jīng)過多次改動水流方向從路基下方跨越的排水設備。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，構造要求高，應謹慎運用

9、。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。 2.1 地面排水設備2.1 地面排水設備渡水槽：水流橫跨路基且遭到路基標高限制時，水流從路基上方跨越的排水設備。渡水槽的布置：原水道與路基設計標高相差較大，假設路基兩側地形有利，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構造：倒虹吸：進水口、沉淀池、出水口、管身 渡水槽：進出水口、槽深、下部支撐 尺寸：需水力計算 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專門設置蒸發(fā)池排除地表水。 2.1 地面排水設備東江深圳渡水

10、槽墨西哥格雷塔羅市的古渡槽引大入秦先明峽倒虹吸地下排水設備盲溝管滲溝井盲井滲水隧洞特點：排水量不大，主要以滲流方式聚集水流，并就近排出路基范圍以外。功能：防止地下水對路基的影響2.2 地下排水設備暗溝 作用：設在地面以下引導水流的溝渠，具有滲水和匯水作用，地下排水溝。 構造：進水口泉井、暗溝溝身和蓋板。圓形和矩形。 縱坡和出水口：縱坡不小于1%。出口處溝底應高出邊溝最高水位20cm以上，不允許出現(xiàn)倒灌景象。 本卷須知： (1)應防止泥土或砂粒落入溝槽或泉眼，以免堵塞暗溝頂可鋪筑碎礫石一層，上填砂礫(2)暗溝流量普通不予計算。 2.2 地下排水設備2.2 地下排水設備2.2 地下排水設備滲溝：采

11、用浸透方式將流向路基的地下水聚集于溝內(nèi)并排到路基范圍以外指定點的排水設備，使路基上堅持枯燥，不致因地下水成害。 作用：是降低地下水位或攔截地下水，其水力特性是紊流。 分類：盲溝式、管式、洞式 構造： 滲水層、封鎖層、反濾層、排水層 尺寸：水力計算確定。埋深需思索地下水位和不透水層的位置運用條件： 盲溝式：普通用于流量不大、滲溝不長的地段。設計時應思索淤塞失效問題，排水層阻力大，其縱坡不應小于1%，普通可采用5%。 管式滲溝：設于地下引水較長的地段。但滲溝過長時，應加設橫向泄水管，將縱向滲溝內(nèi)的水流，迅速的分段排除。 洞式滲溝：當?shù)叵滤髁枯^大，或缺乏水管時，采用石砌涵洞，洞口大小依設計流量而定

12、。2.2 地下排水設備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平面布置：滲溝盡能夠與地下水流方向相互垂直，使能攔截更多的地下水。2.2 地下排水設備2.2 地下排水設備滲井：是豎直方向的地下排水設備 作用：是聚集離地面不深處含水層中的地下水，經(jīng)過豎井，滲入下層，疏干路基土。 運用條件： (1)路基下層能否存在透水層，能否排走聚集的地下水。 (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采用。 構造：由上部集水構造和下部排水構造兩部分組成2.2 地下排水設備滲井布置: 集水部分構造與滲溝一樣，于井的周圍設反濾層，頂上為覆蓋層封鎖層。 下部排水構造，采用粗粒資料做充填

13、物。 滲井斷面采用圓柱形或方柱形。 2.2 地下排水設備路面外表排水中央分隔帶排水設計路面內(nèi)部排水系統(tǒng)設計路面邊緣排水設計排水基層或面層排水設計2.3 路面排水設計路面外表排水義務：迅速把降落在路面和路肩外表的降水排走，以防止呵斥路面積水而影響行車平安。根本原那么： 1降落在路面上的雨水，應經(jīng)過路面橫向坡度向兩側排流，防止行車道路路面范圍內(nèi)出現(xiàn)積水。 2在道路縱坡平緩、匯水量不大、路堤較低且邊坡坡面不會遭到?jīng)_刷的情況下，應采用在路堤邊坡上橫向漫坡的方式排除路面外表水。 3在路堤較高，邊坡坡面在未做防護而易蒙受路面外表水流沖刷，或者坡面雖已采取防護措施但仍有能夠遭到?jīng)_刷時，應沿路肩外側邊緣設置攔

14、水帶，聚集路面外表水，然后經(jīng)過泄水口和急流槽排離路堤。4設置攔水帶聚集路面外表水時，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。2.3 路面排水設計路面外表排水攔水帶可由瀝青混凝土現(xiàn)場澆筑，或者由水泥混凝土預制塊鋪砌而成。采用水泥混凝土預制塊攔水帶時，應防止預制塊影響路面內(nèi)部水的排泄。攔水帶的頂面應略高于過水斷面的設計水面高水深，按設計流量公式7-1計算確定。2.3 路面排水設計2.3 路面排水設計攔水帶聚集的水流應以200500m間距的急流槽排下路基攔水帶與急流槽的組合縱坡上的不對稱喇叭形泄水口2普通路段中央分隔帶2.3

15、 路面排水設計中央分隔帶排水寬度小于3m且外表采用鋪面封鎖的中央分隔帶排水，降落在分隔帶上的外表水排向兩側行車道，其坡度與路面的橫坡度一樣；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外表水。 2.3 路面排水設計中央分隔帶排水寬度大于3m且外表未采用鋪面封鎖的中央分隔帶排水，降落在分隔帶上的外表水聚集在分隔帶中央的低洼處，并經(jīng)過縱坡排流到泄水口或橫穿路界的橋涵水道中。外表無鋪面且未采用外表排水措施的中央分隔帶，降落在分隔帶上的外表水下滲，由分隔帶內(nèi)的地下排水設備排除。 2.3 路面排水設

16、計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。各地在選用排水設備類型時，并未拘泥于以分隔帶寬度限值作為獨一的根據(jù)，而是結合地域和工程需求確定，方式是多樣的。因此，上述分類中的寬度規(guī)范并不是絕對的。路面內(nèi)部排水水對路面構造的影響1浸濕各構造層資料和路基土，呵斥路面基層資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；進而呵斥翻漿。 路面內(nèi)部排水的目的 低透水性土質的路基經(jīng)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)，使路面資料長期飽水。路面構造內(nèi)部排水的目的是保證路面資料處于正常濕度形狀，正常行使其運用功能，到達其應有的運用壽命。2.3 路面排水設計1年降水量為600mm以上的潮濕和多雨地域，路基由透水性差的細粒土浸透系數(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，能夠滲入路面構造內(nèi)。3嚴重冰凍地域，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，需排除積滯在路面構造內(nèi)的水份 。二路面內(nèi)部排水系統(tǒng)的設置條件我國 JTJ018-97建議遇有以下情況時，應設置路面內(nèi)部排水系