4路基路面排水設(shè)計(jì)

1、第四章 路基路面排水設(shè)計(jì)4.1 路基排水要求及設(shè)計(jì)一般原則4.2 路基地表排水設(shè)施4.3 地下排水設(shè)施4.4 路面排水設(shè)計(jì)4.4 排水系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)重點(diǎn)重點(diǎn)重點(diǎn)1地面水包括大氣降水以及河、海、湖、水渠、水庫(kù)水等地下水包括土層滯留水、潛水及層間水等1.影響路基路面的水的類型4.1 路基排水要求及設(shè)計(jì)一般原則24.1 路基排水要求及設(shè)計(jì)一般原則水的來(lái)源外表深入地下水毛細(xì)水作用滲流作用水的汽化邊緣進(jìn)入滲流作用表面水的滲入Water table毛細(xì)水作用水的汽化水位變化31）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2）把路界外可能流向路基的地表水?dāng)r截在路界范圍以外以減小對(duì)路基路面的危害3）

2、隔斷、疏干和降低影響路基穩(wěn)定性的地下水，并將其引導(dǎo)到路基范圍以外2.路基排水的目的4.1 路基排水要求及設(shè)計(jì)一般原則4排水設(shè)施要因地制宜、全面規(guī)劃、合理布局、綜合治理、講究實(shí)效、注意經(jīng)濟(jì)，并充分利用有利地形和自然水系； 路基排水溝渠的設(shè)置，應(yīng)與農(nóng)田水利相配合，必要時(shí)可適當(dāng)?shù)卦鲈O(shè)涵管或加大涵管孔徑； 設(shè)計(jì)前必須進(jìn)行調(diào)查研究，重點(diǎn)路段要進(jìn)行排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃，做到路基路面綜合設(shè)計(jì)和分期修建； 路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(shè)人工溝渠； 路基排水要結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件和道路等級(jí)等具體情況，注意就地取材，以防為主； 為減少水對(duì)路面的破壞作用，應(yīng)盡量阻止水進(jìn)

3、入路面結(jié)構(gòu)，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。 3、路基排水的一般原則4.1 路基排水要求及設(shè)計(jì)一般原則5邊溝 截水溝 排水溝 跌水、急流槽蒸發(fā)池油水別離池排水泵站4.2 路基地表排水設(shè)施6邊溝的橫斷面形式示意圖：a)、b)梯形；c)、d)流線形；e)三角形；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)H or b 0.4-0.6m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7邊溝的縱坡宜與路線縱坡

4、相一致，并不宜小于0.3，困難情況下可以減至0.1%單向排水長(zhǎng)度每300500米設(shè)出水口8挖方段截水溝:1-截水溝；2-土臺(tái)；3-邊溝 截水溝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(fù)擔(dān)，保證挖方邊坡和填方坡腳不受流水沖刷。 9 挖方路段棄土堆與截水溝關(guān)系圖 填方路段上的截水溝示意圖 截水溝的橫斷面圖例:a)土溝；b)石溝 b、h 不小于0.5m縱坡大于0.3%長(zhǎng)200-500m水力計(jì)算1011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 排水溝將路基范圍內(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

5、點(diǎn)。 122.排水溝的布置（1）排水溝的布置可以根據(jù)需要并結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦螚l件而定，距離路基坡腳不宜小于34m，平面上應(yīng)力求直捷，需要轉(zhuǎn)彎時(shí)亦應(yīng)盡量圓順，做成弧形，其半徑不宜小于1020m，連續(xù)長(zhǎng)度宜短，一般不超過(guò)500m。 （2）排水溝應(yīng)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，亦不可流速太小而形成淤積，為此宜通過(guò)水文水力計(jì)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。 （3）排水溝水流注入其他溝渠或水道時(shí)，應(yīng)使原水道不產(chǎn)生沖刷或淤積。通常應(yīng)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

6、。13溝渠加固加固類型與溝底縱坡關(guān)系 縱坡（%）7加固類型不加固1.土質(zhì)好，不加固2.土質(zhì)不好，簡(jiǎn)易加固簡(jiǎn)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14邊溝與涵洞單級(jí)跌水連接圖 1-邊溝；2-路基；3-跌水井；4-涵洞 多級(jí)跌水縱剖面圖（單位：m） 1-溝頂線；2-溝底線 跌水跌水構(gòu)造示意圖:1-護(hù)墻；2-消力檻 在陡坡或深溝地段設(shè)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(jìn)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）1516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(jìn)而防止沖

7、刷（可用于比跌水更陡的坡度,可達(dá)600）17急流槽的布置和運(yùn)用高路堤邊坡地段急流槽路塹與高路堤連接處急流槽路塹邊坡急流槽急流槽設(shè)置通常設(shè)置在高路堤邊坡、高路塹邊坡、路塹與高路堤連接處、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。1819 蒸發(fā)池蒸發(fā)池是在氣候枯燥地區(qū)的排水困難地段，于公路兩側(cè)每隔一定的距離，為聚集邊溝流水，任其蒸發(fā)所設(shè)置的積水池。蒸發(fā)池與路基邊溝（或排水溝）間應(yīng)設(shè)排水溝連接。蒸發(fā)池邊緣與路基邊溝距離不應(yīng)小于5m，面積較大的蒸發(fā)池不得小于20m。池中水位應(yīng)低于排水溝的溝底。蒸發(fā)池的容量應(yīng)以一個(gè)月內(nèi)路基匯流入池中的雨水能及時(shí)完成滲透與蒸發(fā)作為設(shè)計(jì)依據(jù)。每個(gè)蒸發(fā)池的容水量

8、不宜超過(guò)200300m3，蓄水深度不應(yīng)大于1.52.0m。20 油水別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(wú)法自流排除時(shí)，可設(shè)置排水泵站。21暗溝（管）滲溝（井）滲井檢查井特點(diǎn)：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。 4.3 地下排水設(shè)施22（一）暗溝（管） 1.暗溝（管）的功能用于排除泉水和地下集中水流，是設(shè)置在地下引道水流的溝渠，無(wú)滲水和匯水作用。2.暗溝的布置（2）市區(qū)街道污水管或雨水管，以及公路有中央分隔帶時(shí)彎道處的排水設(shè)計(jì)也可采用暗溝或暗管排除積水。（1）當(dāng)路基范圍內(nèi)遇有個(gè)別泉眼，泉水外涌，路線不能繞避時(shí)，為將泉水引至.填方坡

9、腳以外或挖方邊溝，加以排除，可在泉眼與出口之間開(kāi)挖溝槽，修建暗溝。（3）暗溝造價(jià)一般高于明溝，同時(shí)，如果一旦淤塞，疏通費(fèi)事，甚至需開(kāi)挖重建。因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須與修建明溝方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，擇優(yōu)選用。23（4）暗溝溝底縱坡建議不小于1%。如出口處為邊溝，暗溝底應(yīng)高出邊溝最高水位20cm以上，不允許出現(xiàn)倒灌現(xiàn)象。（5）采用暗管排水時(shí)，管底縱坡建議不小于0.5，出口條件同上。243.暗溝的構(gòu)造（1）在路基填土之前，或挖出泉眼之后，按照泉眼范圍大小，剝除泉眼上層浮土，挖出泉井，砌筑井壁與溝壁，上蓋混凝土(或石)蓋板。井深應(yīng)保證蓋板頂面的填土厚度不小于50cm，井寬b按泉眼的范圍大小決定。高h(yuǎn)約20cm，暗

10、溝寬2030cm。如溝身兩側(cè)為石質(zhì)，蓋板可直接放在兩側(cè)石壁上。（2）過(guò)水暗溝，例如兩雨水井之間.的水道連接，也可采用混凝土水管。25（二）滲溝1.滲溝的功能采用滲透方式將地下水聚集于溝內(nèi)，并通過(guò)溝底通道將水排至指定地點(diǎn)，此種地下排水設(shè)備統(tǒng)稱為滲溝，它的作用是降低地下水位或攔截地下水。 2.滲溝的布置滲溝盡可能與地下水流向相互垂直，使之能攔截更多的地下水。路線所經(jīng)地段遇有潛水、層間水、路塹頂部出現(xiàn)地下水，或地下水位較高，影響路基或路塹邊坡穩(wěn)定，則需修建滲溝將水排除。填石滲溝的底坡應(yīng)大于1，帶有溝管的可以放寬道0.5，滲溝內(nèi)的最大流速一般不應(yīng)超過(guò)1m/s.26截?cái)嗦穳q層間水的滲溝攔截潛水流向路堤的

11、滲溝降低地下水位的滲溝273.滲溝的構(gòu)造28（1）滲溝的槽寬(人工開(kāi)挖)視溝深而定，一般深度在2m時(shí)，寬度為0.60.8m深度在34m時(shí)，寬度不小于1m。溝內(nèi)用作排水和滲水的砂石填料，應(yīng)經(jīng)過(guò)篩選和清洗。（2）封閉層是為了防止土粒落進(jìn)填充石料的孔隙，以免造成滲溝堵塞而設(shè)置的，同時(shí)也能起到防止地面水滲入溝內(nèi)的作用。（3）反濾層是為了聚集水流，并用以防止含水層中土粒堵塞排水層而設(shè)置的。反濾層應(yīng)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(shè)計(jì)時(shí)填料的顆粒應(yīng)為含水層土的最大粒徑的810倍。29（一）滲井1. （排水）滲井的功能滲井的作用是將地面水通過(guò)豎井，滲入地下排除。

12、2. 滲井的布置和使用環(huán)境（1）路線穿過(guò)雨量稀少地區(qū)的村落或集市，路線高度與原地面相仿，因建筑物障礙不能貫穿邊溝，而距地面不深處有滲透性土層，且地下水流向背離路基，地面水流量不大，此時(shí)可以修筑滲水井將邊溝水流分散到地面1. 5m以下的透水層中，使之不致影響路基穩(wěn)定。 （2）高速公路或城市道路立交橋下的通道，路線為凹形豎曲線時(shí)，如通道路基下層有良好的滲水性土層，則可于凹形的最低部位設(shè)置滲井，井口寬可取41.5cm，與一般雨水井同，上蓋鐵蓖蓋板，總寬與通道寬相等，使低洼處積水由滲井排走。303. 滲井的構(gòu)造上部構(gòu)造:滲水井面積的大小，取決于路基外表的流量，一般可采用直徑為0.7m的圓井，或0.6m

13、 x0.66m1.0m x 1.0m的方井。滲水井的頂部四周(進(jìn)口局部除外)用粘土筑堤圍護(hù)。頂上也可加筑混凝土蓋，嚴(yán)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(guò)不透水層而深達(dá)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(shí)，可甩鉆井機(jī)鉆孔，但鉆井的直徑不應(yīng)小于15cm，有時(shí)可達(dá)50一60cm。b)滲水?dāng)U散曲線31 檢查、疏通井深而長(zhǎng)的暗溝、滲溝及滲水隧洞，在直線段每隔一定距離及平面轉(zhuǎn)彎、縱坡變坡點(diǎn)等處，宜設(shè)置檢查、疏通井。檢查井內(nèi)應(yīng)設(shè)檢查梯，井口應(yīng)設(shè)井蓋，兼起滲井作用的檢查井的井壁應(yīng)設(shè)置反濾層。324.4 路面排水1.路

14、面排水的必要性交通平安需要路基路面穩(wěn)定性需要334.4 路面排水設(shè)計(jì)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(wú)粘結(jié)粒狀材料和地基土的強(qiáng)度降低；（2）使水泥混凝土路面產(chǎn)生唧泥，隨之出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)、開(kāi)裂和整個(gè)路肩破壞；（3）進(jìn)入空隙的自由水在行車荷載的作用下，會(huì)形成高孔隙水壓力和高流速的水流，引起路面基層的細(xì)顆粒產(chǎn)生唧泥，結(jié)果失去支承；344.4 路面排水設(shè)計(jì)4）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(huì)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)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。35瀝青路面外表水的

15、滲入3637水泥路面外表水的滲入3839Pumping AC over CTB水泥穩(wěn)定粒料層的唧泥40Localized settlement局部沉陷41424360708090100051015Total Deflection (mm)Degree of Saturation, %6.2% fines9.1% fines11.5% finesGravelCrushed Stone瀝青路面路基頂面彎沉與路基飽和度之間的關(guān)系44High-severity pothole嚴(yán)重的坑洞4560801000246810121416% Saturation, SResilient Modulus MR,

16、ksi100% AASHTO - T9995% AASHTO - T9940201030507090瀝青混合料的飽水率與模量之間的關(guān)系46Pumping水泥混凝土路面的唧泥47Pumping水泥混凝土路面的唧泥48Faulting水泥混凝土路面的錯(cuò)臺(tái)49Corner break水泥混凝土路面的板角開(kāi)裂50Rebar corrosion水泥混凝土路面?zhèn)髁U銹蝕51Faulted transverse crack開(kāi)裂處再次錯(cuò)臺(tái)52Frost heave引起路面凍脹531）路面外表排水設(shè)計(jì)2）中央分隔帶排水設(shè)計(jì)3）路面內(nèi)部排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)4）路面邊緣排水設(shè)計(jì)5）排水基層或面層排水設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)內(nèi)容4.4

17、路面排水設(shè)計(jì)544.4路面排水設(shè)計(jì)1）路面外表排水 根本原則：1）在路線縱坡平緩、匯水量不大、路堤較低且邊坡坡面不會(huì)受到?jīng)_刷的情況下，應(yīng)采用在路拱和路堤邊坡上橫向漫坡的方式排除路面外表水；2）六車道、八車道高速公路、一級(jí)公路的超高過(guò)渡段中出現(xiàn)寬而平緩的路面時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況在短段落內(nèi)設(shè)置兩個(gè)路拱 ，設(shè)置中央分隔帶排水設(shè)施；3）在路堤較高，邊坡坡面在未做防護(hù)而易遭受路面外表水流沖刷，應(yīng)沿路肩外側(cè)邊緣設(shè)置攔水帶，聚集路拱漫流路面外表水，然后通過(guò)泄水口和急流槽排離路堤；4）當(dāng)硬路肩匯水量大，或硬路肩狹窄，或爬坡、加速車道占用了路肩過(guò)水?dāng)嗝妫梢圆捎寐芳缗潘疁系姆绞酱鏀r水帶55現(xiàn)澆（鋪）攔水帶預(yù)制攔

18、水帶預(yù)制路肩排水溝攔水帶與急流槽的組合縱坡上的不對(duì)稱喇叭形泄水口564.4 路面排水設(shè)計(jì)1）路面外表排水?dāng)r水帶可由瀝青混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑，或者由水泥混凝土預(yù)制塊鋪砌而成。設(shè)置攔水帶聚集路面外表水時(shí)，攔水帶過(guò)水?dāng)嗝鎯?nèi)的水面，在高速公路及一級(jí)公路上不得漫過(guò)右側(cè)車道外邊緣，在二級(jí)及二級(jí)以下公路上不得漫過(guò)右側(cè)車道中心線。攔水帶的頂面應(yīng)略高于過(guò)水?dāng)嗝娴脑O(shè)計(jì)水面高（水深），設(shè)計(jì)流量如下公式計(jì)算確定。574.4 路面排水設(shè)計(jì)2）中央分隔帶排水一般路段中央分隔帶（1）寬度小于3m且外表采用鋪面封閉的中央分隔帶排水，降落在分隔帶上的外表水排向兩側(cè)行車道，其坡度與路面的橫坡度相同；（2）寬度大于3m且外表未采用鋪面封

19、閉的中央分隔帶排水，或采用雙向路拱的高速、一級(jí)公路，降落在分隔帶上的外表水聚集在分隔帶中央的低洼處，并通過(guò)縱坡排流到泄水口或橫穿路界的橋涵水道中；（3）外表無(wú)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(shè)施排除。58我國(guó)通常采用較窄的中央分隔帶，僅在中間設(shè)預(yù)留車道時(shí)才采用寬的中央分隔帶。各地在選用排水設(shè)施類型時(shí)，并未拘泥于以分隔帶寬度限值作為唯一的依據(jù)，而是結(jié)合地區(qū)和工程需要確定，形式是多樣的。因而，上述分類中的寬度標(biāo)準(zhǔn)并不是絕對(duì)的。594.4 路面排水設(shè)計(jì)2）中央分隔帶排水超高路段中央分隔帶 三種類型直接式：中央分隔帶與超高橫坡一致，外表封閉；路緣聚

20、集式：在分隔帶上側(cè)邊緣處設(shè)置緣石和泄水口，聚集水流在中央分隔帶或邊緣處進(jìn)入泄水口，通過(guò)地下暗管橫向排走；中央分隔帶聚集式：在分隔帶內(nèi)設(shè)置縫隙式圓形集水管或碟形混凝土淺溝和泄水口以攔截和排泄上側(cè)半幅路面的外表水。604.4 路面排水設(shè)計(jì)路緣聚集式614.4 路面排水設(shè)計(jì)2）中央分隔帶排水中央分隔帶聚集式624.4 路面排水設(shè)計(jì)3）路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水 設(shè)置條件（1）年降水量為600mm以上的濕潤(rùn)和多雨地區(qū)，路基由透水性差的細(xì)粒土（滲透系數(shù)不大于10-5cm/s）組成的高速公路、一級(jí)公路或重要的二級(jí)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(yán)重冰凍地區(qū)，路基為由粉性土組成的潮濕、過(guò)濕路段。

21、（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。634.4 路面排水設(shè)計(jì)3）路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水 設(shè)置要求（1）路面內(nèi)部排水系統(tǒng)中各項(xiàng)排水設(shè)施的泄水能力均應(yīng)大于滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水量，且下游排水設(shè)施的泄水能力應(yīng)超過(guò)上游排水設(shè)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(shí)間，冰凍地區(qū)不應(yīng)超過(guò)1小時(shí)，其它地區(qū)不應(yīng)超過(guò)2小時(shí)（重交通）4小時(shí)（輕交通）。滲入水在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的滲流路徑長(zhǎng)度不宜超過(guò)45m60m。（3）各項(xiàng)排水設(shè)施不應(yīng)被滲流從路面結(jié)構(gòu)、路基或路肩中帶來(lái)的細(xì)料堵塞，以保證系統(tǒng)的排水能力不隨時(shí)間推移而很快喪失。644.4 路面排水設(shè)計(jì)3）路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水邊緣排水系統(tǒng)或排水基層654.4

22、 路面排水設(shè)計(jì)1）排水路面設(shè)計(jì)方案664.4 路面排水設(shè)計(jì)1）排水路面設(shè)計(jì)方案674.4 路面排水設(shè)計(jì)2）普通瀝青（AC）路面的排水基層GeotextileDrainage pipeAC pavementAC shoulderPermeable baseSeparator layer設(shè)計(jì)方案684.4 路面排水設(shè)計(jì)3）全厚式瀝青（AC）路面的排水基層GeotextileDrainage pipeAC surfaceAC shoulderPATBAC Separator設(shè)計(jì)方案694.4 路面排水設(shè)計(jì)GeotextileDrainage pipeAC pavementAC shoulderPer

23、meable baseGeotextile separator layerSubgrade4）瀝青（AC）路面的排水基層設(shè)計(jì)方案704.4 路面排水設(shè)計(jì)5）水泥混凝土路面的排水基層GeotextileDrainage pipePCC pavementAC shoulderPermeable baseSeparator layer設(shè)計(jì)方案714.4 路面排水設(shè)計(jì)GeotextileAC ShoulderSlotted pipePorous concreteNonerodible basePCC pavementSeparator layer6）水泥混凝土路面的耐沖刷基層設(shè)計(jì)方案72Installed edgedrain設(shè)置邊緣排水4.4 路面排水設(shè)計(jì)73Placi