公路排水設(shè)計

1、論公路排水方法班級：交通工程1101班姓名：何嘉琪學(xué)號：指導(dǎo)老師：賈劍青2014年4月24日目錄引言3摘要3第一章 公路排水設(shè)計要求3一、路面排水方案5二、排水設(shè)施設(shè)計9第二章 路界表面排水4第三章 橫向穿越式排水14第四章 地下排水17第五章 路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水19總結(jié)20參考文獻20引言近年來，由于經(jīng)濟的高速發(fā)展，中國建設(shè)了大量的公路，但是由于在排水方面的問題，使得不少公路建成后在經(jīng)歷了降水后損壞嚴重，對于瀝青路面而言，由于其存在的壓實不均問題，使得其在行車荷載與降水作用下產(chǎn)生麻面，雨水進一步滲透而導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂紋，日積月累導(dǎo)致路面損壞，正因這樣一些問題，故而提出一些公路排水方法，以便解決公

2、路排水困難的問題。摘要高速公路排水系統(tǒng)對于高速公路路基的穩(wěn)定性及路面的使用壽命有著顯著的影響。排水系統(tǒng)的有效發(fā)揮，是防止公路病害，保證公路正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。公路排水的主要任務(wù)是迅速把降落、流經(jīng)公路路面、路肩、路基內(nèi)的雨水排走，以免造成路面積水，降低路基強度和穩(wěn)定性而影響行車安全。本文簡述了公路路基排水系統(tǒng)的排水組成提出了進行公路排水設(shè)計時應(yīng)遵守的原則和思路，并對進行了初步探討。關(guān)鍵詞：高速公路；公路路基；排水系統(tǒng)；施工技術(shù)第一章、公路設(shè)計的一般排水要求一、設(shè)計目的設(shè)計公路排水的目的，是為了迅速排除在公路路界內(nèi)的地表水，將公路上側(cè)方的地表水和地下水育排到公路下側(cè)方，以防止公路路基和路面遭受地表水和

3、地下水的浸濕、沖刷等作用的損害。而這些排水設(shè)施在實現(xiàn)其功能的同時，不應(yīng)造成不適當(dāng)?shù)挠核白杷粦?yīng)該產(chǎn)生沖刷流速，也不應(yīng)影響公路上車輛的安全運行。二、設(shè)計標準與目標排水設(shè)計的標準應(yīng)同所設(shè)計公路的重要性以及水對毗鄰財產(chǎn)可能產(chǎn)生的危害性相適應(yīng)，并能提供功能完善、維修便利和造價合理的最佳排水設(shè)施方案。三、協(xié)調(diào)配合排水設(shè)計應(yīng)同當(dāng)?shù)刈匀凰?、已有的或?guī)劃的水利設(shè)施(灌溉排水、河川治理或水土保持等)、公共下水道、地下管線等協(xié)調(diào)配合。四、環(huán)境保護各項排水設(shè)施應(yīng)注意流末處理，防止排泄水沖毀農(nóng)田及水利設(shè)施，防止沖刷地表引起水土流失，或者污染水源。五、維修方便各項排水設(shè)施的設(shè)計斷面尺寸，除因滿足排泄設(shè)計流量的要求

4、外，還因符合在使用過程中便于檢查、維護和修理的要求。第二章、路界表面排水按降水在路界內(nèi)降落的范圍，可將地表排水劃分為路面表面排水、中央分隔帶排水、坡面排水和相鄰地帶排水四個部分。路面排水范圍包括行車道和路肩。中央分隔帶排水，視其寬度和表面橫向坡度傾向，可以分為中央分隔帶和左側(cè)邊緣帶，或者僅為中央分隔帶；而在設(shè)超高路段，他還包括上側(cè)半幅路面的表面水。坡面排水包括路堤坡面、路塹坡面和傾向路界的自然坡面排水。路界表面排水的目的，即是把降落在路界范圍內(nèi)的表面水有效的匯集并迅速排出路界，同時把路界外可能流入的地表水?dāng)r截在路界范圍外（但不包括橫穿路界的自然水道內(nèi)的水流），以減少地表水對路基和路面的危害以及

5、行車安全的威脅。路界表面的排水設(shè)施主要由各種溝和管組成，它們分別承擔(dān)一定匯水面積范圍內(nèi)地表水的匯集和排泄功能。表面排水設(shè)計的內(nèi)容為：（1）按排水的功能要求選擇溝、管的類型，布置在合適的位置上，并將各項設(shè)施組合成一個將地表水順暢的匯集、攔截和引到路界外的排水系統(tǒng)；（2）確定各項表面排水設(shè)施的匯水范圍并計算其設(shè)計流量；（3）選擇出水口（泄水口）的位置、間距和構(gòu)造；（4）計算滿足排泄設(shè)計流量要求的溝、管斷面形狀和尺寸；（5）分析溝渠和出水口周圍地面沖刷和侵蝕的可能性，并考慮采取相應(yīng)的有效防治措施。一、路面排水方案1.1.1、路堤攔水帶在路堤較高，邊坡坡面未作防護而易遭受路面表面水流沖刷，或者雖以采用

6、防護措施但仍有可能受到?jīng)_刷時，可沿硬路肩外側(cè)邊緣設(shè)置瀝青混凝土攔水帶，由攔水帶和路肩鋪面組成的淺三角形邊溝匯集路面表面水，并通過間隔一定距離設(shè)置的出水口（進水口）和沿路堤坡面設(shè)置的豎向排水溝（吊溝）排出路堤。在硬路肩外側(cè)設(shè)有U形混凝土排水溝時，匯集在攔水帶內(nèi)的表面水，可通過間隔一定距離設(shè)置的出水口和泄水槽引排到排水溝內(nèi)。1.1.2.路堤邊溝在上述路堤較高，邊坡坡面容易遭受路面表面流水沖刷的情況下，也可以沿硬路肩外側(cè)邊緣設(shè)置三角形或碟形水泥混凝土邊溝，以匯集路面表面水。圖1 路堤混凝土邊溝（尺寸單位：m）1.行車道；2.硬路肩；3.碟形混凝土邊溝；4.基層；5.墊層1.1.3.路塹邊溝在挖方路段

7、，可沿硬路肩邊緣或者在無鋪面露肩內(nèi)或邊緣處設(shè)置邊溝，以匯集路面表面水和路塹邊坡坡面水。 1.1.4.路塹攔水帶圖3 路塹邊坡坡面匯水面小時，也可采用由瀝青混凝土攔水帶構(gòu)成的邊溝。1.2中央分隔帶排水方案根據(jù)分隔帶寬度、綠化要求、交通安全設(shè)施的形式、分隔帶表面的處理方式等因素選擇不同的排水方案。中央分隔帶寬度小于3m時，一般采用帶有鋪面的橫斷面形式。在不舍超高路段上，中央分隔帶鋪面采用與兩側(cè)路面相同坡度的雙向橫坡，降落在分隔帶上的表面水流向兩側(cè)路面，進入路面排水設(shè)施。在超高路段上，上側(cè)半幅路面的表面水流向中央分隔帶。在高速及一級道路上，不允許上側(cè)半幅路的表面水橫向漫流過下側(cè)半幅路面。因而，須在分

8、隔帶上側(cè)邊緣處設(shè)置匯集和排泄上側(cè)半幅路面表面水的排水設(shè)施，如碟形或三角形混凝土邊U形或帶縫隙的圓形混凝土邊溝。1.3.坡面排水方案坡面可分為自然坡面、路塹邊坡坡面和路堤邊坡坡面三部分。1.3.1自然坡面截水溝路塹或路堤邊坡上方自然坡面流入路界的地表水徑流大時，須設(shè)置攔截地表水的截水溝。在匯流長度大的坡面上，應(yīng)酌情設(shè)置一道以上大致平行的截水溝。在坡體穩(wěn)定性較差或有可能形成滑坡的路段，應(yīng)在滑坡體的周圍外設(shè)置攔截地表水的截水溝。1.3.2路塹邊坡坡面邊溝和排水溝路塹邊坡坡面水流向設(shè)在坡腳的邊溝內(nèi)，邊溝同時接納路面表面水。1.3.3路堤邊坡坡面邊溝和排水溝路堤邊坡坡面水流向設(shè)在坡腳的邊溝（低矮路堤）或

9、排水溝（高路堤）內(nèi)，邊溝或排水溝同時接納路面地表水。1.3.4豎向排水溝（吊溝）在高速公路和深路塹坡面上，從坡頂或者坡面平臺向下豎向集中排水時，須設(shè)置豎向排水溝。二、排水設(shè)施設(shè)計2.1溝渠地表排水溝渠包括邊溝、截水溝、排水溝等。這些溝渠可以由土質(zhì)、石質(zhì)、水泥混凝土、瀝青混合料等材料組成；其形狀有L形、三角形、碟形、矩形、梯形、U形、圓形等。2.1.1設(shè)計要求(1)溝渠所提供的泄水?dāng)嗝娉叽鐟?yīng)能夠滿足排泄設(shè)計流量的要求；設(shè)計流量由水文分析得到，所需斷面尺寸可由水力計算確定。(2)溝渠縱坡坡度和出水口間距的設(shè)計，應(yīng)使溝渠內(nèi)水流的流速不超過溝壁的允許最大流速，超過時應(yīng)對溝壁采取防洪刷處理。（3）溝渠縱

10、坡坡度一般不小于0.5%，土質(zhì)溝渠最小縱坡為0.25%，溝壁鋪砌的溝渠的最小縱坡為0.12%。（4）溝渠的頂面高度應(yīng)高于設(shè)計水位0.1（水深0.4m以下時）0.2m(水深0.40.6m時)。（5）設(shè)在硬路肩邊緣的攔水帶邊溝或緣石邊溝內(nèi)的設(shè)計水位水面，在高速和一級公路上不得漫過右側(cè)車道外邊緣，在二級及二級以下公路上不得漫過右側(cè)車道中心線；設(shè)在行車道邊緣的緣石邊溝內(nèi)的設(shè)計水位不得漫過右側(cè)車道寬度的一半。2.1.2土質(zhì)或石質(zhì)溝渠土質(zhì)或是石質(zhì)溝渠為就地開挖的邊溝、排水溝或截水溝。土質(zhì)溝渠可采用三角形、碟形或梯形斷面；石質(zhì)溝渠可采用矩形或梯形斷面。邊溝的縱坡坡度應(yīng)結(jié)合路線縱坡、地形、土質(zhì)、出水口位置等情

11、況選定，盡可能與路線縱坡坡度保持一致。當(dāng)路線縱坡坡度小于溝底最小縱坡坡度時，應(yīng)采用溝底最小縱坡坡度，并縮短邊溝出水口的間距。高速及一級公路的土質(zhì)邊溝，均采用坡面防護措施。邊溝出水口間距，一般地區(qū)不宜超過500m，多雨地區(qū)不宜超過300m，三角形和碟形邊溝不宜超過200m。邊溝出水口的排放應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)條件以及橋涵水道位置，排引到路基范圍外，使之不沖刷路堤坡腳。截水溝長度以200500m為宜。超過500m時，可在中間適當(dāng)位置處增設(shè)泄水口，由豎向排水溝（吊溝）或管分流排引。2.1.3水泥混凝土溝渠（1）L形溝渠，主要用作緣石邊溝，用于匯集由墻背排出的自由水以及路面表面排水。（2）三角形邊溝，用于

12、路堤邊溝或路塹邊溝；路面采用混凝土面層時，邊溝可與面層澆筑一體。（3）碟形溝，用于設(shè)在中央分隔帶內(nèi)的邊溝，或者用作路塹邊溝。（4）U形溝，主要用作排水溝；也可用作路塹邊溝，但此時需加蓋板，依據(jù)車輛荷載作用情況和斷面尺寸，溝身構(gòu)件和蓋板酌情予以配筋。（5）帶縫隙的圓形溝，主要作用中央分隔帶邊溝，以匯集超高路段上側(cè)魯夫路面表面水。2.1.4瀝青混合料邊溝由瀝青混凝土攔水帶和瀝青鋪面構(gòu)成的路堤或路塹邊溝。攔水帶設(shè)在硬路肩邊側(cè)外緣，可分為高、中、低三種不同形式。（1）高攔水帶，堤（帶）高15cm，頂寬12.5cm，正面邊坡1：0.5，背面邊坡1：0.5或直立，用于邊坡坡腳接上路肩的路塹邊溝，以及設(shè)在金

13、屬防護欄下的路堤邊溝；（2）中攔水帶，堤高10cm，其正面采用緩坡（1：4），用作路堤邊溝，車輛以中等速度駛越攔水帶時不會失去控制；（3）低攔水帶，堤高5cm，用于雨量少、縱坡陡于0.5%的低路堤邊溝，會水量大時，可以通過堤頂溢流方式向路堤邊坡漫流。2.2進水口2.2.1形式進水口有三種形式（1）開口式進水口，在緣石或攔水帶豎面上開口，讓邊溝內(nèi)水流側(cè)向流入；（2）格柵式進水口，邊溝底面開口，以格柵覆蓋，使邊溝內(nèi)水流向下流入；（3）組合式進水口，由緣石開口式和格柵式組合而成的進水口。2.2.2位置及間距進水口設(shè)置在低洼處。在直線段上進水口的間距視地形、匯水面積道路縱向和橫向坡度、進水口形式、邊溝

14、容量等條件而異，可以通過水力計算確定，一般為3050m。2.2.3構(gòu)造緣石開口長度不得小于50cm，高度不得小于8cm，。如果有漂浮垃圾進入可能時，開口處應(yīng)加設(shè)豎向擋污柵條。為增加進水口的泄水能力，可在進水口周圍設(shè)置低凹區(qū)。在平坡或豎曲線底部，低凹區(qū)可對稱分布；在坡度段上，低凹區(qū)呈不對成布置，在上游方向的長度大于下游方向。攔水帶開口式進水口、緣石開口式進水口、格柵式進水口的低凹區(qū)布置。進水口的各項尺寸（開口長度和高度、柵格面積和柵孔凈面積、下凹深度、低凹區(qū)寬度等），可與進水口間距一起，通過水力計算確定。2.3集水井進水口處設(shè)集水井，流入進水口的水通過集水井內(nèi)的排水管匯流或排引到指定地點。集水井

15、的尺寸視進水口泄水量和排水管尺寸而定，但長度和寬度的最小尺寸為40cm；其底部高程應(yīng)至少低于排水管管底15cm，以便淤積和清理水中的泥沙。2.4豎向排水溝（吊溝）設(shè)在路塹或路堤邊坡坡面上，將集中的表面水從坡頂引排到坡腳的豎向排水溝（或稱吊溝）。由于縱坡大，流速急，易產(chǎn)生對坡面的沖刷。 在邊坡坡度緩于1：1.5時，豎向排水溝可采用由漿砌片石鋪砌的矩形或梯形斷面溝槽。溝槽底最小寬度25cm（梯形）或30cm（矩形），槽深最小20cm，槽底厚度可為2040cm，槽壁厚度3040cm。槽頂應(yīng)與兩側(cè)斜坡表面齊平。 豎向排水溝或排水管的進水口同溝渠（邊溝、截水溝或排水溝）進水口之間做成喇叭口式聯(lián)結(jié)。變寬段

16、應(yīng)至少有15cm的低凹區(qū)，并作鋪砌防護。豎向排水溝或排水管的出水口處應(yīng)設(shè)置消能設(shè)施，可采取混凝土或石塊鋪筑的消力坪或消力池。 第三章 橫向穿越式排水 為將路界上側(cè)的地表水橫向穿越路基引排到路界（或路基）的下側(cè)，可設(shè)置小型排水構(gòu)造物涵洞。 3.1結(jié)構(gòu)形式 涵洞結(jié)構(gòu)形式可分為鋼筋混凝土圓管涵、鋼筋混凝土或石蓋板涵、鋼筋混凝土或石拱涵、鋼筋混凝土箱涵及圓形或方形倒虹吸管五類。各類涵洞的優(yōu)缺點、適用性及常用孔徑可參看下表。應(yīng)依據(jù)洞頂填土高度、設(shè)計流量、地基狀況、行車荷載、上下游現(xiàn)有水路情況、經(jīng)濟性等因素確定。 各類涵洞的適用性、優(yōu)缺點和常用孔徑 表 1結(jié)構(gòu)形式適用性優(yōu)缺點常用孔徑（cm）圓管涵有足夠填

17、土高度，流量較小對基礎(chǔ)的適應(yīng)性及受力性能較好、不需墩臺，造價低75、100、125、150蓋板涵低路堤明涵、高路堤暗涵、流量較大結(jié)構(gòu)簡單，維修方便75、100、125、150、200、300、400拱涵跨越深溝、高路堤可采用大跨徑、承載力大、施工工序較繁100、150、200、250、300、400箱涵地基軟弱時整體性強、造價較高、施工困難200、250、300、400、500倒虹吸管橫穿路基的溝渠水面標高與路基標高基本相同或略高溝渠內(nèi)含沙量較高時避免使用，以免堵塞3.2洞身構(gòu)造涵洞由進水口、洞身和出水口三部分組成。洞身為涵洞主體部分。圓管涵和倒虹吸管的洞身由分段圓管節(jié)及支撐管節(jié)的基礎(chǔ)組成。蓋

18、板涵的洞身由涵臺（墩）、鋼筋混凝土或石蓋板及基礎(chǔ)組成。拱涵由半圓形、圓弧形或卵形拱圈、涵臺和基礎(chǔ)組成。箱涵由長方形或方形斷面的鋼筋混凝土薄壁結(jié)構(gòu)組成。3.3洞口構(gòu)造洞口應(yīng)與洞身和路基銜接平順，使水流順暢的進出涵洞，組成良好流態(tài)，并不使洞身、洞口、兩側(cè)路基及上下游溝床遭到?jīng)_刷。洞口由端墻、翼墻或錐形護坡、洞口鋪砌組成。3.4布置涵洞位置應(yīng)依據(jù)上下游水路的線形，考慮排水功能需要、水流穩(wěn)定、施工維護方便、與公路整體的配合、地質(zhì)條件、交通安全以及經(jīng)濟性等因素確定。在豎曲線底部、天然河溝、排水溝槽、農(nóng)田灌溉渠、低洼地等處，通常須設(shè)涵洞。3.5進出水口溝床處理涵前溝床縱坡較大時，應(yīng)視流速大小選擇相應(yīng)的溝床

19、加固類型。水流在進水口處產(chǎn)生水躍時，應(yīng)在進水口前設(shè)置一緩坡，其水平距離約為涵洞孔徑的12倍。如須在進水口處產(chǎn)生強迫式水躍以消能減速，則可在涵前設(shè)置跌水或消力池。第四章、地下排水地下排水設(shè)施4.1設(shè)置場合在地下水危及路基穩(wěn)定（包括整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定）或者產(chǎn)生嚴重影響路基強度的情況下，應(yīng)根據(jù)具體情況采取攔截、排引含水層地下水，降低地下水位或者疏干坡體內(nèi)的地下水等措施。（1）路塹開挖截斷了坡體內(nèi)的含水層，或者山坡路堤的基地范圍內(nèi)有含水層出露時，可沿挖方或填方邊坡坡腳設(shè)置總想地下排水溝，將含水層內(nèi)的地下水?dāng)r截在路基范圍外，并引排出路塹或路堤。（2）填挖方交替路段，接近路塹的路堤基底遇有含水層出露時，須

20、在填挖方交替處設(shè)置橫向地下排水溝，以攔截含水層內(nèi)的地下水并排引出路界。（3）地下水位高而路堤填土高度又受到限制時，或者路塹開挖后路床頂高程離地下水位很近時，可沿兩側(cè)邊溝設(shè)置地下排水溝，以降低地下水位，減小路基濕度，提高其承載能力。（4）土質(zhì)路塹邊坡坡體的含水量很大（或有上層滯水）而易產(chǎn)生坡體滑動時，可在坡體內(nèi)設(shè)置條形、分叉形或拱形邊坡滲溝以疏干坡體，或者設(shè)置水平排水孔以降低坡體內(nèi)的靜水壓力。（5）為攔截地下水或上層滯水的毛細上升阻止其進入路面結(jié)構(gòu)，或者排出因負溫差作用而積聚在路基上層的自由水，可直接在路床頂部設(shè)置排水層，并在其兩側(cè)配置縱向集水管。4.2地下排水溝構(gòu)造地下排水溝可有管式和洞式兩種

21、，由透水管（管式）、排水洞（洞式）及溝槽內(nèi)回填的透水性材料組成。（1）透水管透水管可采用帶孔槽的水泥混凝土管、鋼筋混凝土管或（聚氯乙烯或聚乙烯）塑料管等。（2）石砌排水洞在盛產(chǎn)石料地區(qū)，可采用片石漿砌成矩形排水槽，槽頂覆蓋水泥混凝土條形或者石條蓋板，形成排水洞。板條間留有小于20mm寬的縫隙，間距不超過300mm，供滲入溝槽內(nèi)的地下水流入排水洞。蓋板頂面覆蓋透水性土工布，以免回填料隨滲流水落入排水洞內(nèi)。（3）溝槽透水管或排水洞設(shè)在溝槽底部，溝槽內(nèi)回填透濕性材料。透水管管底鋪設(shè)15cm厚的填料，管兩側(cè)的回填料寬度不小于30cm。為避免透水管的孔操被堵塞，回填料在通過率為85%時的粒徑應(yīng)比孔口直徑或槽口寬度大兩倍。（4）反濾層透水性回填料的級配不滿足反濾要求時，須在溝壁迎水面處設(shè)置反