第三章-路基排水設計PPT課件

1、邊溝 截水溝 排水溝 跌水、急流槽蒸發(fā)池油水分離池排水泵站 路基地表排水設施路基地表排水設施第1頁/共59頁第二節(jié)第二節(jié) 路基排水設施的構(gòu)造與布置路基排水設施的構(gòu)造與布置一、地表排水設施一、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(cè)或較低矮路堤坡腳外側(cè)（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米設出水口第2頁/共59頁邊溝的橫斷面形式示意圖：a)a)、b)b)梯形；c)c)、d)d)流線形；e)e)三角

2、形；f)f)矩形 邊溝1:mbHa)1:n1:1bHb)R=0.3R=0.3R1=5.60.30.5c)R=0.3R=0.30.30.5d)1:nHe)1:n1:0.1bHf)深度 or 寬度 0.4-0.6m橫斷面第3頁/共59頁梯形邊溝第4頁/共59頁優(yōu)美的碟形邊溝第5頁/共59頁第6頁/共59頁第7頁/共59頁（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(cè)，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

3、溝截水溝挖方截水溝5m第8頁/共59頁第9頁/共59頁第10頁/共59頁挖方坡頂?shù)慕厮疁系?1頁/共59頁將截水溝的水引下來第12頁/共59頁（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)第13頁/共59頁（三）排水溝（引水溝）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

4、以根據(jù)需要并結(jié)合當?shù)氐匦螚l件而定，距離路基坡腳不宜小于34m，平面上應力求美觀大方，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.排水溝的功能第14頁/共59頁第15頁/共59頁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

5、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。第16頁/共59頁第17頁/共59頁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縱坡（縱坡（%）11335577加固類型加固類型不加固不加固1.土質(zhì)好，土質(zhì)好，不加固不加固2.土質(zhì)不好土質(zhì)不好，簡易加固，簡易加固簡易加固簡易加固或干砌式或干砌式加固加固干砌式或干砌式或漿砌式加漿砌式加固固漿砌式加漿砌式加固或改用固或改用跌水跌水加固類型與溝底縱坡關(guān)系 第18頁/共59頁溝渠加固類型 第19頁/共5

6、9頁（四）跌水1.跌水的功能在陡坡或深溝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溝底線第20頁/共59頁第21頁/共59頁跌水第22頁/共59頁（五）急流槽1.急流槽的功能在陡坡或深溝地段設置的坡度較陡、水流不離開槽底的溝槽稱作急流槽。急流槽的作用是在較短的距離內(nèi)以溝渠的方式引排水流、降低水頭，進而防止沖刷（可用于比跌水更陡的坡度,可達600）第23頁/共59

7、頁急流槽平面圖第24頁/共59頁急流槽第25頁/共59頁 蒸發(fā)池蒸發(fā)池是在氣候干燥地區(qū)的排水困難地段，于公路兩側(cè)每隔一定的距離，為匯集邊溝流水，任其蒸發(fā)所設置的積水池。蒸發(fā)池與路基邊溝（或排水溝）間應設排水溝連接。蒸發(fā)池邊緣與路基邊溝距離不應小于5m，面積較大的蒸發(fā)池不得小于20m。池中水位應低于排水溝的溝底。蒸發(fā)池的容量應以一個月內(nèi)路基匯流入池中的雨水能及時完成滲透與蒸發(fā)作為設計依據(jù)。每個蒸發(fā)池的容水量不宜超過200300m3，蓄水深度不應大于1.52.0m。第26頁/共59頁 油水分離池路基排水溝出口位于水質(zhì)特別敏感區(qū)沉淀法格柵 沉砂池 排水泵站路基匯水無法自流排除時，可設置排水泵站。第2

8、7頁/共59頁第三節(jié) 地下排水設施 路基地下排水設施包括暗溝(管)、滲溝、滲井、仰斜式排水孔、檢查疏通井等。一、暗溝（管） 暗溝（管）用于排除泉水或地下集中水流，無滲水和匯水的功能。 暗溝橫斷面一般為矩形，泉井壁和溝底、溝壁用漿砌片石或水泥混凝土預制塊砌筑，溝頂設置混凝土或石蓋板，蓋板頂面上的填土厚度不應小于0.50米。 溝底的縱坡不宜小于1%,條件困難時亦不得小于0.5%,出水口處應加大縱坡,并應高出地表排水溝常水位0.2米以上。第28頁/共59頁第29頁/共59頁二、滲溝 滲溝及滲井用于降低地下水位或攔截地下水。當?shù)叵滤癫剌^淺或無固定含水層時，宜采用滲溝，如圖5-20，圖5-21所示。第

9、30頁/共59頁 根據(jù)構(gòu)造的不同，將滲溝分為填石滲溝、管式滲溝、洞式滲溝。 填石滲溝，也稱為盲溝，一般適用于地下水流量不大、滲溝不長的地段，填石滲溝較易淤塞。 洞式及管式滲溝，一般適用于地下水流量較大、引水較長的地段，條件允許時，應優(yōu)先采用管式滲溝。滲溝由排水層、反濾層、封閉層組成第31頁/共59頁盲溝式、洞式、管式 滲溝第32頁/共59頁第33頁/共59頁（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

10、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。第34頁/共59頁豎直方向上的地下排水設備，穿過不透水層，將路基范圍內(nèi)的上層地下水，引入更深的含水層中去，以降低上層的地下水或全部予以排除。 滲井一般施工不易，造價高，土基含水量較大，導致強度降低，設計時應分析比較。 第35頁/共59頁3. 滲井的構(gòu)造上部構(gòu)造:滲水井面積的大小，取決于路基表面的流量，一般可采用直徑為0.7m的圓井，或0.6m x0.66m1.0m

11、 x 1.0m的方井。滲水井的頂部四周(進口部分除外)用粘土筑堤圍護。頂上也可加筑混凝土蓋，嚴防滲井淤塞。上部構(gòu)造為集水結(jié)構(gòu)，下部為排水結(jié)構(gòu)。下部構(gòu)造:滲水井的下部，必須穿過不透水層而深達滲透層。井內(nèi)填充材料用碎石或卵石，上部不透水土層內(nèi)填充砂和礫石。透水性土層離地面較深時，可甩鉆井機鉆孔，但鉆井的直徑不應小于15cm，有時可達50一60cm。a)滲井構(gòu)造b)滲水擴散曲線第36頁/共59頁五、仰斜式排水孔 仰斜式排水孔是排泄挖方路基邊坡上地下水的有效措施，當坡面上有集中地下水時，采用仰斜式排水孔排泄，且成群布置，能取得較好的效果； 仰斜式排水孔鉆孔直徑一般為75150毫米，仰角不小于6，長度應

12、伸至地下水富集或潛在滑動面?？變?nèi)透水管直徑一般為50100毫米。透水管應外包l2層滲水土工布，防止泥土將滲水孔堵塞，管體四周宜用透水土工布作為反濾層。第37頁/共59頁1）路面表面排水設計2）中央分隔帶排水設計3）路面內(nèi)部排水系統(tǒng)設計4）路面邊緣排水設計5）排水基層或面層排水設計1 1、設計內(nèi)容、設計內(nèi)容第四節(jié)第四節(jié) 路面排水設施構(gòu)造與布置路面排水設施構(gòu)造與布置第38頁/共59頁 1）路面表面排水 基本原則： 1）降落在路面上的雨水，應通過路面橫向坡度向兩側(cè)排流，避免行車道路路面范圍內(nèi)出現(xiàn)積水。 2）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，應采用在路堤邊坡上橫向漫坡

13、的方式排除路面表面水。第四節(jié) 路面排水設施構(gòu)造與布置第39頁/共59頁 1）路面表面排水 基本原則： 3）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，或者坡面雖已采取防護措施但仍有可能受到?jīng)_刷時，應沿路肩外側(cè)邊緣設置攔水帶，匯集路面表面水，然后通過泄水口和急流槽排離路堤。 4）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(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。第四節(jié) 路面排水設施構(gòu)造與布置第40頁/共59頁 1）路面表面排水 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，應避

14、免預制塊影響路面內(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。21381377. 0IhniQhc公式（7-1）第四節(jié) 路面排水設施構(gòu)造與布置第41頁/共59頁 1）路面表面排水第四節(jié) 路面排水設施構(gòu)造與布置第42頁/共59頁 2）一般路段中央分隔帶第四節(jié) 路面排水設施構(gòu)造與布置第43頁/共59頁 3）超高路段中央分隔帶 三個要求 （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(cè)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(cè)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

15、凝土淺溝和泄水口，以攔截和排泄上側(cè)半幅路面的表面水。 緣石過水斷面的泄水口可采用開口式，格柵式或組合式；碟形混凝土淺溝的泄水口采用格柵式。 第四節(jié) 路面排水設施構(gòu)造與布置第44頁/共59頁 3）超高路段中央分隔帶 （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。 （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。 第四節(jié) 路面排水設施構(gòu)造與布置第45頁/共59頁 3）超高路段中央分隔帶第四節(jié) 路面排水設施構(gòu)造與布置第46頁/共59頁3）

16、超高路段中央分隔帶第四節(jié) 路面排水設施構(gòu)造與布置第47頁/共59頁 4）路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水 路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部水的危害 （1）浸濕各結(jié)構(gòu)層材料和路基土，易造成無粘結(jié)粒狀材料和地基土的強度降低； （2）使水泥混凝土路面產(chǎn)生唧泥，隨之出現(xiàn)錯臺、開裂和整個路肩破壞； （3）進入空隙的自由水在行車荷載的作用下，會形成高孔隙水壓力和高流速的水流，引起路面基層的細顆粒產(chǎn)生唧泥，結(jié)果失去支承；第四節(jié) 路面排水設施構(gòu)造與布置第48頁/共59頁 4）路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水 路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部水的危害 （4）在冰凍深度大于路面厚度的地方，高地下水位會造成凍脹，并在凍融期間降低承載能力； （5）水使凍脹土產(chǎn)生不均勻凍脹； （6）與水經(jīng)

17、常接觸將使瀝青混合料剝落，影響瀝青混凝土耐久性和產(chǎn)生龜裂。第四節(jié) 路面排水設施構(gòu)造與布置第49頁/共59頁 4）路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水 設置條件 （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）組成的高速公路、一級公路或重要的二級公路。 （2）路基兩側(cè)有滯水，可能滲入路面結(jié)構(gòu)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，需排除積滯在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水份。第四節(jié) 路面排水設施構(gòu)造與布置第50頁/共59頁 4）路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水 設置要求 （1）路面內(nèi)部排水系統(tǒng)中各項排水設施的泄水能力均應大于滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水量，且下游排水設施的泄水能力應超過上游排水設施的泄水能力。 （2）滲入水在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的最大滲流時間，冰凍地區(qū)不應超過1小時，其它地區(qū)不應超過2小時（重交通）4小時（輕交通）。滲入水在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的滲流路徑長度不宜超過45m60m。 （3）各項排水設施不應被滲流從路面結(jié)構(gòu)、路基或路肩中帶來的細料堵塞，以保證系統(tǒng)的排水能力不隨時間推移而很快喪失。第四節(jié) 路面排水設施構(gòu)造與布置第51頁/共59頁 4）路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水第四節(jié) 路面排水