公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)

1、第七章 道路排水設(shè)計(jì)公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第七章 道路排水設(shè)計(jì)本章主要內(nèi)容：第一節(jié)：概 述 第二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) 第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì)第四節(jié)：橋面排水第五節(jié)：綜合排水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第一節(jié)：概 述 主要內(nèi)容：0道路排水設(shè)計(jì)的包含內(nèi)容1排水的目的與要求2排水設(shè)計(jì)的一般原則如何協(xié)調(diào)配合的問題公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第一節(jié)：概 述 0道路排水設(shè)計(jì)的包含內(nèi)容道路排水包括地面排水和地下排水。地面排水包括路面（含路肩、中央分隔帶）排水、路基邊坡排水、溝渠排水等。地下排水包括路基地下排水、中央分隔帶地下排水、縱向填挖方交界處地下排水等。 公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第

2、一節(jié)：概 述 1排水的目的與要求1)路基排水(1)路基排水設(shè)計(jì)的分類:地面排水和地下排水(2)路基排水設(shè)計(jì)的任務(wù)：(3)路基排水的要求公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第一節(jié)：概 述 1排水的目的與要求2)路面排水路面內(nèi)部排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通常滿足三方面的要求：一是各種設(shè)施應(yīng)具有足夠的泄水能力，排除滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的自由水；二是自由水在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的滲流時(shí)間不能太長(zhǎng)，滲流路徑不能太長(zhǎng)；三是排水設(shè)施要有良好的耐久性。公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第一節(jié)：概 述 2排水設(shè)計(jì)的一般原則如何協(xié)調(diào)配合的問題總的原則與農(nóng)田水利配合與其他防排水設(shè)施和道路設(shè)施的協(xié)調(diào)、配合與天然水系的協(xié)調(diào)、配合穩(wěn)固經(jīng)濟(jì)路面防、排水原則：

3、盡量阻止水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu) 公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) 一、地面排水設(shè)計(jì)l 常用的路基地面排水設(shè)施有邊溝、截水溝、排水溝、跌水與急流槽等，分別設(shè)置于路基的不同部位，各自發(fā)揮其主要功能。此外還有倒虹吸、渡水槽。公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) 一、地面排水設(shè)計(jì)1、邊溝 定義：設(shè)置在挖方路基的路肩外側(cè)或低路堤坡腳外側(cè)，走向與路中線平行，用以匯集和排除路基范圍和流向路基的少量地面水。 (1)設(shè)置原則一般規(guī)定長(zhǎng)度要求:縱坡要求：公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) 圖7-1 邊溝的橫斷面形式示意圖（單位：m）a）、b）梯形；c）、d）流線形；e）三角

4、形；f）矩形 (2)邊溝的設(shè)置形式：公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) 一般情況下，可采用梯形邊溝。少雨淺挖地段土質(zhì)邊溝可采用三角形斷面，其內(nèi)側(cè)邊坡宜采用1：21：3，外側(cè)邊坡坡度與挖方邊坡坡度相同。三角形邊溝的水流條件較差，流量較大時(shí)，溝深宜適當(dāng)加大。 流線形邊溝流線形邊溝，是將路堤橫斷面的邊角修整圓滑，可以防止路基旁側(cè)積沙或堆雪，適用于沙漠或積雪地區(qū)的路基。 矩形邊溝石質(zhì)或鋪砌式邊溝，常用矩形或近似梯形，以減少溝頂寬度。公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) (3)邊溝布置一般路段邊溝的出水口附近，水流沖刷比較嚴(yán)重，必須慎重布置和采取相應(yīng)措施。公路工程概論第7章

5、道路排水設(shè)計(jì)第二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) 2、截水溝定義設(shè)置在挖方路基邊坡坡頂以外或山坡路堤上方的適當(dāng)位置，用以攔截路基上方流向路基的地面水，減輕邊溝的水流負(fù)擔(dān)，保護(hù)挖方邊坡和填方坡腳不受水流沖刷和損害的人工溝渠，稱為截水溝(又稱天溝)。它是多雨地區(qū)、山嶺和丘陵地區(qū)路基排水的重要設(shè)施之一。公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) 2、截水溝位置：截水溝的位置，應(yīng)盡量與絕大多數(shù)地面水流方向垂直,就近引入自然河溝內(nèi)排出,必要時(shí)配以急流槽或涵洞等泄水構(gòu)造物將水流引入指定地點(diǎn)。圖7-6 填方路段上的截水溝示意圖 1土臺(tái)； 2截水溝 公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) 縱坡：截水溝溝底

6、應(yīng)具有0.5%以上的縱坡,當(dāng)條件容許時(shí)，縱坡應(yīng)適當(dāng)加大，溝底與溝壁要求平整密實(shí)、不滯流、不滲水，必要時(shí)予以加固和鋪砌。長(zhǎng)度：截水溝長(zhǎng)度一般為200500m為宜。 公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) 3、排水溝(1)定義：將邊溝、截水溝或路基附近低洼處匯集的水引向路基外的水溝。排水溝主要用于排除來自邊溝、截水溝或其它水源的水流，并將其引至路基范圍以外的指定地點(diǎn)。(2)設(shè)計(jì)尺寸：排水溝的斷面形式一般采用梯形，尺寸大小應(yīng)經(jīng)過水力水文計(jì)算而定。用于邊溝、截水溝及取土坑出水口的排水溝，由于流量較小，不需特殊計(jì)算，但底寬與溝深均不小于0.5m，土溝的邊坡率可取1:11:1.5。公路工程概論

7、第7章道路排水設(shè)計(jì)第二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) 3、排水溝(2)設(shè)計(jì)布置：排水溝的布置，必須結(jié)合地形等條件，因勢(shì)利導(dǎo)，離路基盡可能遠(yuǎn)些，平面上力求短捷平順，以直線為宜，必須轉(zhuǎn)向時(shí)，盡可能采用大半徑(1020m以上)，徐緩改變方向；距路基坡腳的距離一般不宜小于24m；連續(xù)長(zhǎng)度宜短，不宜超過500m；縱坡：縱面上控制最大最小縱坡，一般情況下，可取0.5%1.0%，并不小于0.3%，亦不宜大于3%。當(dāng)縱坡大于3%時(shí)，需進(jìn)行加固，大于7%時(shí)，則應(yīng)改用跌水或急流槽。公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) 4、跌水與急流槽(1)定義：跌水：在陡坡或深溝地段設(shè)置的溝底為階梯形，水流呈瀑布跌落式通過的溝槽

8、。急流槽：在陡坡或深溝地段設(shè)置的坡度較陡、水流不離開槽底的溝槽。公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) 4、跌水與急流槽跌水：圖7-10 等截面多級(jí)跌水結(jié)構(gòu)圖縱剖面； b)平面； c)橫剖面 公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) 4、跌水與急流槽急流槽：圖7-11 急流槽結(jié)構(gòu)圖式（單位：m） 公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) 5、其它路基地面排水設(shè)施當(dāng)水流需要橫跨路基，同時(shí)受到設(shè)計(jì)標(biāo)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(dāng)于涵洞和渡水橋，多半是配合農(nóng)田水利所需而采用。公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第

9、二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) 二、地下排水設(shè)計(jì)道路路基常用的地下排水設(shè)施有盲溝（滲溝）和滲井等。 1.盲溝(1)定義：在路基或地基內(nèi)設(shè)置的充填碎礫石等粗粒材料(有的其中埋設(shè)透水管)的排水、截水暗溝。盲溝類型的選擇應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)夭牧?、土質(zhì)等條件選擇，如亂石盲溝、多孔管（花管）盲溝、無砂管盲溝，或瓦管盲溝等。公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) (2)設(shè)置設(shè)置在上側(cè)路基邊溝下面的盲溝，用以攔截流向路基的層間水，防止路基邊坡滑坍和毛細(xì)水上升危害路基。(半填半挖路基)設(shè)置在路基兩側(cè)邊溝下面的盲溝，用以降低地下水位，防止毛細(xì)水上升至路基工作區(qū)范圍內(nèi)形成水分積聚而造成凍脹（如圖7-12）。設(shè)在路基挖方與填

10、方交界處的橫向盲溝，用以攔截和排除路塹下面層間水或小股泉水，使路堤填土不受水害影響(如圖7-13)。公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) 圖7-12 兩側(cè)邊溝下設(shè)盲溝 圖7-13填挖交界處的橫向盲溝1原地下水位；2降低后地下水位；3盲溝 1盲溝；2邊溝；3路塹；4路堤 公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第二節(jié)：路基排水設(shè)計(jì) 2滲井圖7-14 滲井結(jié)構(gòu)與布置示意圖 公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì) 主要內(nèi)容：一、一般原則和要求 二、路 表 排 水三、中央分隔帶排水四、城市道路路面排水五、路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水 公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì) 一、一般原則

11、和要求 路面排水基本原則：1降落在路面上的雨水，應(yīng)通過路面橫向坡度向兩側(cè)排流，避免行車道路面范圍內(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(huì)受到?jīng)_刷的情況下，應(yīng)采用在路堤邊坡上橫向漫流的方式排除路面表面水。公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì) 一、一般原則和要求 路面排水基本原則：3在路堤較高，邊坡坡面未做防護(hù)而易遭受路面表面水流沖刷，或者坡面雖己采取防護(hù)措施但仍有可能受到?jīng)_刷時(shí)，應(yīng)沿路肩外側(cè)邊緣設(shè)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(shè)置攔水帶匯集路面表面水時(shí)，攔水帶過水?dāng)嗝鎯?nèi)的水面，在高速公路及一級(jí)公路上不得漫過右側(cè)車道外邊緣，在二級(jí)

12、及二級(jí)以下公路上不得漫過右側(cè)車道中心線。公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì) l 路面排水的基本要求： 1高等級(jí)公路中，瀝青混凝土路面橫坡一般應(yīng)為2%左右，當(dāng)為軟土路基，路基完工后沉降較大，采用過渡路面時(shí)，路面橫坡應(yīng)適當(dāng)加大到3%。當(dāng)位于縱坡小或超高緩和段的扭曲路面時(shí)，最小合成坡度不小于0.5%。 2在設(shè)有中央分隔帶的高等級(jí)公路，為了排水需要，平面線形應(yīng)優(yōu)先考慮采用不設(shè)超高的平曲線半徑。 3在公路交叉路口排水困難地段，路面排水設(shè)計(jì)應(yīng)滿足行駛動(dòng)力學(xué)和排水技術(shù)要求，在交叉路口前應(yīng)設(shè)置泄水口。停車廣場(chǎng)、收費(fèi)站處的排水工程應(yīng)適當(dāng)考慮美觀，主車道和附屬行車道路面之間可設(shè)相同的排水縱坡和橫坡

13、。公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì) l 路面排水的基本要求： 4對(duì)于縱坡較大的地段，彎道內(nèi)側(cè)車道、豎曲線的凹部、高路堤的橋端部等特殊部位，為防止過大集中水流對(duì)路基路肩、邊坡沖刷，可局部設(shè)置擋水緣石和水簸箕。 5所有排水設(shè)施的設(shè)置，除能滿足排水要求外，均應(yīng)滿足有利于今后養(yǎng)護(hù)維修管理的作業(yè)需要。 6為減少地表水和地下水對(duì)面層、基層、路基的侵蝕破壞，迅速排除路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的層間水，通?？蓪⒙访媾潘c路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水系統(tǒng)綜合考慮。公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì) 二、路 表 排 水二級(jí)及二級(jí)以下的公路路面，一般只有路表排水。排水設(shè)施由路拱橫坡，路肩橫坡，攔水帶或邊溝組成

14、。高速公路和一級(jí)公路路面排水，一般由路表排水和中央分隔帶排水兩部分組成。路表排水設(shè)施由路拱及路肩橫坡、攔水帶、三角形集水槽、泄水口和急流槽等組成;中央分隔帶排水設(shè)施由縱向排水溝(明溝、暗溝)、滲溝、雨水井、集水井、橫向排水管等組成。 公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì)二、路 表 排 水1分散漫流式路表排水2集中截流式路表排水 (1)攔水帶 (2)泄水口 (3)路肩急流槽 (4)路肩排水溝公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì)三、中央分隔帶排水1直線段中央分隔帶排水(1)凸形中央分隔帶公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì)(2)凹形中央分隔帶公路工程概論第

15、7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì)(3)封閉式中央分隔帶公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì)2、超高段中央分隔帶排水 (1)分隔帶上的過水明槽 (2)分隔帶內(nèi)設(shè)置縱向排水溝 (3)封閉式剛性護(hù)欄底部設(shè)置孔洞公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì)四、城市道路路面排水街溝：在城市道路上，利用露出路面部分的緣石與路面邊緣(或平石)，作為排除地面水的溝道。也稱偏溝。雨水口按進(jìn)水方式有三種類型，如圖7-24所示。公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì)四、城市道路路面排水圖7-24 雨水口（單位：mm）a)平篦式雨水口 b)聯(lián)合式雨水口 公路工程概論第7章道路排水設(shè)

16、計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì)五、路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水1一般原則和要求不是所有等級(jí)公路都必須設(shè)置內(nèi)部排水系統(tǒng)，只有遇到以下幾種情況才宜設(shè)置。 a年降水量在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)或重要的二級(jí)公路。 b路基兩側(cè)有滯水、可能滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)。 c嚴(yán)重冰凍地區(qū)，路基為由粉性土組成的潮濕、過濕路段。 d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)的水分。 公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì)五、路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水1一般原則和要求路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水系統(tǒng)的一般要求如下：在進(jìn)行路面內(nèi)部排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，通常從泄水能力、滲流時(shí)間

17、、耐久性三方面來綜合考慮，只有同時(shí)滿足了這三方面的要求，才能真正起到迅速排水的作用。 a各項(xiàng)排水設(shè)施應(yīng)具有足夠的泄水能力，以排除滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水量。由于滲入量的估計(jì)和透水材料系數(shù)的測(cè)定精度較低，因此對(duì)設(shè)計(jì)泄水量通常采用2以上的安全系數(shù)，才能保證排水設(shè)施具有足夠的泄水能力。 公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì)五、路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水1一般原則和要求 b自由水在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的滲透時(shí)間不能太長(zhǎng)，路徑不能太遠(yuǎn)。自由水滯留時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)使路面結(jié)構(gòu)處于飽水的狀態(tài)的時(shí)間久，從而影響路面的使用壽命;在冰凍地區(qū)，滯留時(shí)間過長(zhǎng)還會(huì)使水分在基層內(nèi)結(jié)冰，從而損壞路面結(jié)構(gòu)，并使排水受阻。滲入水在路面結(jié)構(gòu)中的最大

18、滲流時(shí)間，冰凍地區(qū)不應(yīng)超過1小時(shí)，其他地區(qū)不應(yīng)超過2小時(shí)(重交通時(shí))4小時(shí)(輕交通時(shí))。滲流水在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的滲流路徑長(zhǎng)度不宜超過4560m。公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì)五、路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水1一般原則和要求c路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水設(shè)施很容易被從路面結(jié)構(gòu)、路基、或路肩中流水帶來的細(xì)粒逐步堵塞，應(yīng)考慮采取反濾措施以防止細(xì)粒隨流水滲入。同時(shí)為保證排水功能的持久性，各項(xiàng)設(shè)施要便于經(jīng)常性的檢查、清掃、疏通。公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì)五、路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水2排水設(shè)施(1)路面邊緣排水系統(tǒng)圖7-25路面邊緣排水系統(tǒng)公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì)五、路面

19、結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水2排水設(shè)施（2）排水基層的排水系統(tǒng)圖7-27 全寬透水基層a.全寬式排水基層公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì)b.組合式排水基層圖7-28 設(shè)縱向集水溝和管的透水基層排水系統(tǒng)公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì)五、路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水2排水設(shè)施（3）排水墊層的排水系統(tǒng)圖7-29 路堤上透水墊層 圖7-30 路塹上透水墊層公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第三節(jié)：路面排水設(shè)計(jì)五、路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水3透水性材料 公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第四節(jié)：橋面排水 一、一般原則目的：可避免橋下的行人、車輛、或船只受到橋面水的沖淋。公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第四節(jié)：橋面

20、排水 二、排水設(shè)施（1）橋面橫坡公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第四節(jié)：橋面排水 （2）泄水口與泄水管圖7-32 常用泄水管的構(gòu)造（尺寸單位：cm）公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第四節(jié)：橋面排水 （2）泄水口與泄水管1設(shè)置位置橫向：泄水口宜設(shè)置在橋面行車道邊緣處?？v向：泄水口的間距可依據(jù)設(shè)計(jì)徑流量計(jì)算確定，但最大間距不宜超過20m。在橋面伸縮逢的上游方向應(yīng)增設(shè)泄水口，在凹形豎曲線的最低點(diǎn)及其前后35m處也應(yīng)各設(shè)置一個(gè)泄水口。一般情況，當(dāng)橋梁縱坡大于2%，橋長(zhǎng)超過50m時(shí)，泄水口間距為1215m；當(dāng)橋梁縱坡小于2%，泄水口間距為68m。由于設(shè)置泄水口，部分橋面板鋼筋被切斷，泄水口周圍應(yīng)設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)鋼筋，使之具有足夠的強(qiáng)度承受車輛荷載作用。公路工程概論第7章道路排水設(shè)計(jì)第四節(jié)：橋面排水 （2）泄水口與泄水管2設(shè)置尺寸泄水管的橫截面面積一般按3倍的設(shè)計(jì)徑流量考慮。通常采用鑄鐵管或鋼筋混凝土管?？刹捎脠A形或矩形兩種斷面形式。圓形泄水管的直徑宜為 1520cm，矩形泄水口的寬度宜為2030cm，長(zhǎng)度為3040cm。泄水口頂部應(yīng)采