C07排水設計課件

1、路基路面工程HongxiaTAN2021-11-20第7章 路基路面排水設計 排水設施示意圖路基路面工程HongxiaTAN2021-11-20路基路面工程HongxiaTAN2021-11-20路基路面工程HongxiaTAN2021-11-207.1 水對路基路面的危害 （1）使路基濕軟，強度降低； （2）沖刷路基，影響路基整體穩(wěn)定性； （3）降低路面材料的強度； （4）水泥混凝土路面的唧泥、唧漿； （5）瀝青路面唧泥、唧漿； （6）瀝青混合料的剝落； （7）可能引起凍脹、翻漿，路基路面承載力下降。路基路面工程HongxiaTAN2021-11-20秋雨泡塌千米路基邊坡水土流失路基路面工程

2、HongxiaTAN2021-11-20把降落在路界范圍內(nèi)的表面水有效的匯集并迅速排除出路界把路界外可能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7.2 排水的目的路基路面工程HongxiaTAN2021-11-207.3 路基路面排水設計的一般原則 排水設施要因地制宜、全面規(guī)劃、合理布局、綜合治理、講究實效、注意經(jīng)濟，并充分利用有利地形和自然水系；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；設計前必須進行調(diào)查研究，重點路段要進行排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃，做到路基路面綜合設計和分期修建；路

3、基排水要注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(zhì)條件布設人工溝渠；路基排水要結合當?shù)厮臈l件和道路等級等具體情況，注意就地取材，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結構，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面結構內(nèi)的水，亦可建筑具有能承受荷載和雨水共同作用的路面結構。路基路面工程HongxiaTAN2021-11-207.4 路基路面排水系統(tǒng)的分類 排水基層（墊層）；邊緣排水系統(tǒng)；排水面層（開級配磨耗層）。路面內(nèi)部排水路面表面排水；中央分隔帶排水；坡面排水。地表排水暗溝、滲溝、滲井等路基地下排水邊溝、截水溝、排水溝等路基地面排水排水基層（墊層）；邊緣

4、排水系統(tǒng)；排水面層（開級配磨耗層）。路面內(nèi)部排水路面表面排水；中央分隔帶排水；坡面排水。地表排水暗溝、滲溝、滲井等路基地下排水邊溝、截水溝、排水溝等路基地面排水路基路面工程HongxiaTAN2021-11-207.5 路基地面排水設施 1）邊溝 ：設置在挖方路基的路肩外側(cè)或低路堤的坡腳外側(cè)，多與路 中線平行，用以匯集和排除路基范圍內(nèi)和流向路基的少量地面水。 斷面形式：梯形、矩形、三角形、流線形。 尺寸：底寬、深度0.40.6m。 縱坡：不小于0.5%。路基路面工程HongxiaTAN2021-11-202）排水溝）排水溝排水溝的主要用途在排水溝的主要用途在于引水，將路基范圍內(nèi)于引水，將路基范

5、圍內(nèi)各種水源的水流（如邊各種水源的水流（如邊溝、截水溝、取土坑、溝、截水溝、取土坑、邊坡和路基附近積水），邊坡和路基附近積水），引至橋涵或路基范圍以引至橋涵或路基范圍以外的指定地點。外的指定地點。路基路面工程HongxiaTAN2021-11-20 3）截水溝）截水溝 斷面：梯形；斷面：梯形； 尺寸：計算確定；尺寸：計算確定； 長度：長度：200500m。路基路面工程HongxiaTAN2021-11-204）跌水、急流槽用于陡坡地段，溝底縱坡可達45。由于縱坡陡、水流速度快、沖刷力大，要求跌水與急流槽的結構必需穩(wěn)固耐久，通常應采用漿砌塊石或水泥混凝土預制塊砌筑，并具有相應的防護加固措施。急流

6、槽：山區(qū)公路回頭曲線溝通上下線路基排水及溝渠出水口的一種常見設施。路基路面工程HongxiaTAN2021-11-205）倒虹吸、渡槽 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。6）蒸發(fā)池（滲透、蒸發(fā)）路基路面工程HongxiaTAN2021-11-207.6 路基地下排水設施 1）盲溝）盲溝常用的路基地下排水設備有:盲溝、滲溝、滲井、滲水隧洞。特點：排水量不大，主要以滲流方式匯集水流，并就近排出路基范圍以外。路基路面工程Hon

7、gxiaTAN2021-11-20作用：作用： 攔截流向路基的地下水；攔截流向路基的地下水； 降低地下水位；降低地下水位； 攔截路塹下的層間水或泉水攔截路塹下的層間水或泉水路基路面工程HongxiaTAN2021-11-202）滲溝（填石、管式、洞式滲溝）滲溝（填石、管式、洞式滲溝）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，其水力特性是紊流，但在構造上與前述簡易盲溝有所不同。路基路面工程HongxiaTAN2021-11-203）滲井：豎向排水設施滲井：豎向排水設施 滲井屬于水平方向的地下排水設備，當?shù)叵麓嬖?/p>

8、多層含水層，其中影響路基的上部含水層較薄，排水量不大，且平式滲溝難以布置，采用立式（豎向）排水，設置滲井，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位或全部予以排除。路基路面工程HongxiaTAN2021-11-207.7 路面排水設施路面表面排水中央分隔帶排水路面內(nèi)部排水系統(tǒng)路面邊緣排水排水基層或面層排水路基路面工程HongxiaTAN2021-11-201）路面表面排水路面表面排水攔水帶、路肩排水溝、泄水口、急流槽（邊坡）攔水帶、路肩排水溝、泄水口、急流槽（邊坡）路基路面工程HongxiaTAN2021-11-202）中央分隔帶排水）中央分隔帶排水路

9、基路面工程HongxiaTAN2021-11-203）路面結構內(nèi)部排水）路面結構內(nèi)部排水路基路面工程HongxiaTAN2021-11-204）路面邊緣排水系統(tǒng)）路面邊緣排水系統(tǒng)路基路面工程HongxiaTAN2021-11-205）排水基層或面層排水路基路面工程HongxiaTAN2021-11-20路基路面工程HongxiaTAN2021-11-207.8 明渠設計流量計算 路基路面工程HongxiaTAN2021-11-20徑流系數(shù)由地表種類確定。平均降雨強度由設計重現(xiàn)期和降雨歷時確定。路基路面工程HongxiaTAN2021-11-20aqtb有氣象觀測資料時路基路面工程Hongxia

10、TAN2021-11-207.9 明渠水力計算 3）容許流速最小流速（控制淤積）minVR最大流速（控制沖刷）maxV4）水力要素計算()b mh hbh22 1bm h 2bh R2bhRbh0.2mH h 水力半徑濕 周過水面積矩形溝梯形溝水力半徑濕 周過水面積矩形溝梯形溝1）水力要素計算路基路面工程HongxiaTAN2021-11-201）基本公式 流速 VC Ri m/s 流量 QVC Ri m3/s 2）流速系數(shù) 滿寧公式 2) m3/s 2）流速系數(shù) 滿寧公式 1YCRn 其中，n粗糙系數(shù) y指數(shù)，2.50.130.75(0.10)ynRn 加固溝渠，近似取 y=1/6； 未加固

11、溝渠， y=1/4。 路基路面工程HongxiaTAN2021-11-203）容許流速最小流速（控制淤積）minVR最大流速（控制沖刷）maxV4）水力要素計算()bmh hbh22 1bmh 2bh R2bhRbh0.2mHh 水力半徑濕周過水面積矩形溝梯形溝水力半徑濕周過水面積矩形溝梯形溝見表714路基路面工程HongxiaTAN2021-11-205）明渠設計示例例如，對稱梯形排水溝，已知30.005,1.5,0.025,2.10m /ssimnQ試設計排水溝的尺寸。解：采用試算法，設0.5m,0.8mbh，則2220.253()1.36m2 13.384m0.402m1131.850.

12、0251.428m/s1.36 1.4281.94m /sYsbmh hbmhRCRRnVC RiQVQ可見溝渠尺寸偏小。再設0.5m,0.83mbh，同樣計算得31.448 1.4622.12m /ssQVQ符合設計要求，故可確定該排水溝底寬0.5m，水深0.83m，溝深為0.83+0.2=1.03m。路基路面工程HongxiaTAN2021-11-20最佳水力斷面確定 1、 最佳水力斷面的概念 2、水力最佳斷面的寬深比（表715） 3、最佳斷面面積： 4、最佳斷面的容許最大流速：10 .51 .2 500 .50 .512ysyQBiBnKm0.51.250yvB路基路面工程Hongxia

13、TAN2021-11-207.10 暗溝設計流量計算 按 達 西 定 律 計 算滲 水 量WKIt滲 流 速 度WVKIt滲 流 量QVKI1） 完 整 式 滲 溝 （ 溝 底 在 含 水 層 以 下 ）00()QKL HhIm3m/sm3/s1）完整式滲溝（溝底在含水層以下）00()QKL HL I路基路面工程HongxiaTAN2021-11-202）不完整式滲溝（溝底在含水層以內(nèi)）不完整式滲溝（溝底在含水層以內(nèi)）含水層無限含水層無限 0 02lnHK LQHI r 含水層有限含水層有限 00 02()lnLI KHTQHI r路基路面工程HongxiaTAN2021-11-207.11

14、暗溝水力計算（填石滲溝）1）基本公式滲流速度mVKi滲流流量mQVKi其中，i溝底縱坡；Km紊流狀態(tài)滲流系數(shù)(m/s)，由經(jīng)驗公式計算：14(20)mKdd2）滲溝設計示例例如，已知30.013m /s,3%Qi填料平均粒徑1cm，孔隙率為6，試確定該填石滲溝的尺寸。解：由于1cm,6%d21414(20)(20) 6%10.36m/s10.0130.208m0.360.03mmKddQKi若盲溝底寬取0.4m，則深度為0.2080.52m0.41420mKdd路基路面工程HongxiaTAN2021-11-201）基本公式滲流速度mVKi滲流流量mQVKi其中，i溝底縱坡；Km紊流狀態(tài)滲流系數(shù)(m/s)，由經(jīng)驗公式計算：14(20)mKdd2）滲溝設計示例例如，已知30.013m /s,3%Qi填料平均粒徑1cm，孔隙率為6，試確定該填石滲溝的尺寸。解：由于1cm,6%d21414(20)(20) 6%1 0.36m/s10.0130.208m0.360.03mmKddQKi若盲溝底寬取0.4m，則深度為0.2080.52m0.42) 滲溝設計示例滲溝設計示例路基路面工程HongxiaTAN2021-11-20本章基本要求w熟悉路基路面排水要求及設計一般原則、路基排水設備的構造與布置、熟悉路基路面排水要求及設計一般原則、路基排水設備的構造與布置、