一級公路路基路面排水工程綜合設(shè)計

1、某一級公路（K15+300K16+700）路基路面綜合設(shè)計PAGE PAGE 56一級公路路基路面排水工程綜合設(shè)計5.1 說明5.1.1設(shè)計依據(jù)1 公公路路基基設(shè)計規(guī)規(guī)范（JTGG D33020004）2 公公路排水水設(shè)計規(guī)規(guī)范（JTJJ 011897）3 姚姚祖康.公路排排水設(shè)計計手冊.人民交交通出版版社5.1.22設(shè)計內(nèi)內(nèi)容水在路基路路面的病病害中起起主要的的作用，路路基路面面的各種種病害都都離不開開水，并并且水是是最主要要的因素素，為了了保證路路基路面面的穩(wěn)定定和行車車安全，設(shè)設(shè)計過程程中必須須進行排排水系統(tǒng)統(tǒng)的全面面規(guī)劃，考考慮路基基排水與與橋涵布布置相配配合，地地下排水水與路面面排水

2、相相配合，各各種溝渠渠的平面面布局與與豎向布布局相配配合，重重視路基基路面排排水工程程。本設(shè)計路段段的排水水設(shè)計分分為坡面面排水、路路面排水水以及地地下排水水三大部部分。排排水設(shè)計計的任務(wù)務(wù)是將路路基范圍圍內(nèi)的土土基濕度度降低到到一定的的限度以以內(nèi)，保保持路基基常年處處于干燥燥狀態(tài)，確確保路基基及路面面具有足足夠的強強度與穩(wěn)穩(wěn)定性。坡面排排水的目目的是把把路界范范圍內(nèi)的的表面水水有效地地匯集并并迅速排排除出路路界，同同時把路路界外可可能流入入的地表表水?dāng)r截截在路界界范圍外外，以減減少地表表水對路路基和路路面的危危害以及及對行車車安全的的不利。路面排排水包括括路面表表面排水水、中央央分隔帶帶排水

3、以以及邊緣緣排水系系統(tǒng)。在深路路塹邊溝溝下部設(shè)設(shè)置盲溝溝，用以以降低地地下水位位，防止止毛細水水上升至至路基工工作區(qū)范范圍內(nèi)，形形成水分分積聚造造成凍脹脹和翻漿漿，或土土基過濕濕而強度度降低，在在路基挖挖方和填填方交界界處設(shè)置置橫向和和縱向采采用PVCC-U管管式式盲溝，用用以攔截截和排除除路塹下下面的層層間水，保保證路堤堤填土不不受水的的侵害。坡面排水設(shè)設(shè)施由邊邊溝、排排水溝、坡坡頂截水水溝、平平臺截水水溝、急急流槽組組成。邊邊溝設(shè)置置在挖方方地段，與與土路肩肩直接相相連，其其縱坡與與路線縱縱坡一致致。路堤堤坡腳22m以外外設(shè)置排排水溝，起起引導(dǎo)作作用，將將路基范范圍內(nèi)各各種水流流引至橋橋涵

4、或路路界范圍圍以外。通通過設(shè)計計計算，邊邊溝和排排水溝均均可采用用底寬00.6mm，溝深深0.66m，內(nèi)內(nèi)外坡度度均為1:1的等腰腰梯形截截面溝，全全線采用用C20混凝土土預(yù)制塊塊加固。切切方地段段一級邊邊坡的平平臺截水水溝采用用底寬00.4mm，溝深深0.44m,內(nèi)外坡坡度均為為1:0.5的等等腰梯形形截面溝溝設(shè)，采采用C20混凝土土預(yù)制塊塊加固,坡頂截截水溝設(shè)設(shè)置在挖挖方邊坡坡坡頂55m以外外，盡量量與等高高線平行行，截水水溝采用用梯形截截面，截截面尺寸寸為底寬寬、溝深深均為00.5mm，內(nèi)外外坡度為為1:1，采用用8cmm厚的C20混凝土土預(yù)制塊塊進行加加固。急急流槽槽槽身采用用矩形，并

5、并采用M7.5漿砌砌片石填填筑。5.2坡面面排水5.2.11邊溝設(shè)設(shè)計經(jīng)過路面結(jié)結(jié)構(gòu)比選選最終采采用瀝青青混凝土土路面，排排水設(shè)施施按照瀝瀝青混凝凝土路面面進行設(shè)設(shè)計。邊邊溝溝長長最長且且切深最最大（55.777米）處（K16+0000K16+3000）路段段的溝長長300m,匯水面面積F=12000,以此路段作作為邊溝溝設(shè)計的的控制地地段，路路線縱坡坡為1.69223%，路面面及路肩肩總寬為為12m，此路路段采用用拱形漿漿砌片石石骨架護護坡，骨骨架內(nèi)鋪鋪草皮，并并設(shè)有流流水槽形形式。水水溝采用用8cmm厚的C20混凝土土預(yù)制塊塊加固。邊坡坡腳和路肩邊緣間設(shè)置梯形邊溝，初擬尺寸見下圖：1 匯匯

6、水面積積F及徑流流系數(shù)圖圖5-11 梯梯形邊溝溝示意圖圖（單位位:mm）匯水區(qū)域在在路塹坡坡面一側(cè)側(cè)的匯水水面積=12000，由由表3.0.88查得徑流流系數(shù)=0.55。匯水水區(qū)域在在路面一一側(cè)的匯匯水面積積=300122=36000m2，由表3.00.8。瀝青混凝凝土路面面的徑流流系數(shù)=0.990，因此此，總的的匯水面面積為F=+=12000+33600=48000m2，通過過加權(quán)平平均計算算匯水區(qū)區(qū)域內(nèi)的的徑流系系數(shù)=（+）/（+）=（1200000.5+360000.90）/（12000+336000）=0.88002 匯匯流歷時時t假設(shè)匯流歷歷時為10mmin。3 降降雨強度度根據(jù)公路

7、等等級和排排水類型型，查表表3.00.2，取取設(shè)計重重現(xiàn)期為為15年,查圖3.0.77-1，湖湖南地區(qū)區(qū)5年重現(xiàn)現(xiàn)期100minn降雨歷歷時的降降雨強度度為=2.22mm/minn。由表表3.00.7-1，可可知該地地區(qū)155年重現(xiàn)現(xiàn)期的重重現(xiàn)期轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換系數(shù)數(shù)為=11.277。查圖圖3.00.7-2，得得該地區(qū)區(qū)60mmin降降雨強度度轉(zhuǎn)換系系數(shù)為=0.443。依依據(jù)表33.0.7-22，得100minn降雨歷歷時的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換系數(shù)數(shù)為=11.0。按式（3.0.77），計算算15年重重現(xiàn)期110miin降雨雨歷時的的降雨強強度（3.0.7）=1.2771.002.22=2.7944mm/ miin。4

8、 設(shè)設(shè)計徑流流量由式（3.0.11）計算155年重現(xiàn)現(xiàn)期100minn降雨歷歷時所對對應(yīng)的設(shè)設(shè)計徑流流量=16.667F （3.00.1）=16.6670.80002.779448000106=0.1779m3/s。5檢驗驗匯流歷歷時t坡面流的的匯流歷歷時由表3.00.4查查得路塹塹邊坡防防護的粗粗度系數(shù)數(shù)=0.40，瀝青混凝凝土路面面的粗度度系數(shù)=0.0013，由式(3.00.4)計算路路塹坡面面（坡度度為1：1，坡面面流長度度為5.777m）的匯匯流歷時時=1.4445 (33.0.4)=1.4445=2.144minn由式（3.0.44），計算算瀝青混凝凝土路面面（橫坡坡為2%，坡面面流

9、長為為12m）的匯匯流歷時時=1.4445=1.4445=1.551miin故坡面匯流流歷時=Maxx,=2.144minn,1.51min=2.14miin。溝內(nèi)的匯匯流歷時時設(shè)邊溝的底底寬為00.600m，水水深為00.30m，=1.00,因此，依依據(jù)附錄錄B計算梯梯形邊溝溝的過水水?dāng)嗝婷婷娣eA=00.5(+)=0.5（1.20+00.600）0.30=00.277，以以及邊溝溝的水力力半徑R=0.199m邊溝采用CC20水泥混混凝土預(yù)預(yù)制塊加加固，由由表8.1.33得水泥泥混凝土土明溝（預(yù)預(yù)制）的的粗糙系系數(shù)=00.0112，溝底底坡度與與路線縱縱坡一致致，即I=1.69223%根據(jù)曼寧

10、公公式計算算邊溝內(nèi)內(nèi)的平均均流速V=33.599m/s溝內(nèi)匯流歷歷時=300/3.59=83.57ss=1.39mmin匯流歷時=+=2.114+1.339=4.553miin110miin綜上所敘，可可知沿線線路塹邊邊溝均可可采用擬擬定尺寸寸的梯形形斷面，結(jié)結(jié)構(gòu)形式式見S4-113。6泄水水能力驗驗算根據(jù)曼寧公公式進行行水力計計算，由由附錄BB計算梯梯形截面面邊溝的的過水面面積A及水力力半徑RRA=0.55(+) =00.5（1.20+00.600）0.40=00.277R=0.119m由表8.11.3得得C200水泥混混凝土預(yù)預(yù)制塊的的粗度系系數(shù)n=0.0012,溝底縱縱坡I=1.6922

11、3%,依據(jù)曼曼寧公式式（8.1.33）計算溝溝內(nèi)的平平均流速速V= （8.11.3）=33.599m/s4.00m/ss(沖刷流流速)由式（8.1.22）計算所所設(shè)計邊邊溝的泄泄水能力力=VA（88.1.2）=3.5990.227=0.9969mm3/s設(shè)設(shè)計徑流流量=0.1779m3/s，因此，邊溝溝的設(shè)計計尺寸滿滿足規(guī)范范要求。參數(shù)說明：設(shè)計徑徑流量設(shè)計重重現(xiàn)期和和降雨歷歷時內(nèi)的的平均降降雨強度度徑流系系數(shù)邊坡的的流徑系系數(shù)瀝青混混凝土路路面的流流徑系數(shù)數(shù)F 匯匯水面積積(km)匯水區(qū)區(qū)域在路路塹一側(cè)側(cè)的匯水水面積(km)匯水區(qū)區(qū)域在路路面一側(cè)側(cè)的匯水水面積(km)坡面匯匯流歷時時(min

12、n)水泥混混凝土路路面的匯匯流歷時時(minn)坡面流流的長度度或路面面水流長長度(m)坡面流流的坡度度或路面面橫坡地表粗粗糙度系系數(shù)涵管內(nèi)內(nèi)匯流歷歷時(minn)第段長長度(m)該段排排水溝或或管的平平均坡度度第段的的平均流流速(m/ss)5年重重現(xiàn)期和和10mmin降雨歷歷時的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)降雨雨強度重現(xiàn)期期轉(zhuǎn)換系系數(shù)降雨歷歷時轉(zhuǎn)換換系數(shù)溝或過過水?dāng)嗝婷娴男顾芰匣蜻^過水?dāng)嗝婷娴乃αγ娣e溝或過過水?dāng)嗝婷娴乃αΠ霃?.2.22排水溝溝設(shè)計經(jīng)計算比較較，以KK16+0000K16+0500段的匯水水面積最最大，作作為排水水溝設(shè)計計的控制制地段，此此段排水水溝的設(shè)設(shè)計流量量包括三三個方面面：A.

13、路塹范范圍內(nèi)（K16+000K16+300）邊坡與路面一側(cè)的水匯入邊溝，再由邊溝匯入排水溝（，+）；B.路塹（K16+000K16+300）路段坡頂截水溝的水以及平臺截水溝的水經(jīng)急流漕匯入排水溝（，+）；C.路堤邊坡及路面一側(cè)的水直接匯入排水溝（,+）。初擬排水溝尺寸見下圖： 1 匯匯水面積積和徑流流系數(shù)圖圖5-22 梯梯形排水水溝示意意圖（單單位:mmm）A處：匯匯水區(qū)域域在路塹塹坡面一一側(cè)的面面積=12000，路面橫橫坡的匯匯水面積積=300122=3600m2。由表表3.00.8，查查得草皮皮護坡面面的徑流流系數(shù)=0.55。瀝青混凝凝土路面面的徑流流數(shù)=00.900。由此此，總匯匯水面積

14、積為F=+=12000+33600=48000m2，通過過加權(quán)平平均法計計算匯水水區(qū)域內(nèi)內(nèi)的徑流流系數(shù)=（+）/（+）=（120000.55+366000.90）/（12000+336000）=0.8000B處：路塹塹上一級級邊坡及及以上匯匯水區(qū) 匯水面面積=6600 徑流系系數(shù) =0.65C處：匯匯水區(qū)域域在路堤堤邊坡一一側(cè)的面面積=1000，匯水區(qū)區(qū)域在路路面一側(cè)側(cè)的面積積=1250=6000，由由表3.0.88，草皮皮護坡面面的徑流流系數(shù)取取=0.5。瀝青混凝凝土路面面的徑流流系數(shù)=0.990，總的的匯水面面積F=+=1000+6000=7000，通過加加權(quán)平均均法計算算匯水區(qū)區(qū)域內(nèi)的的

15、徑流系系數(shù)=（+）/（+）=（10000.55+600000.900）/（1000+6000）=0.84332 匯匯流歷時時t假設(shè)匯水歷歷時為20mmin。3 降降雨強度度由表3.00.2，取取設(shè)計重重現(xiàn)期為為15年。查查圖3.77-1，湖湖南地區(qū)區(qū)5年重現(xiàn)現(xiàn)期10mmin的降雨雨歷時的的降雨強強度=2.20mmm/mmin。由由表3.00.7-1，該該地區(qū)15年重現(xiàn)現(xiàn)期轉(zhuǎn)換換系數(shù)為為=1.27。查查圖3.00.7-2，得20mmin降雨歷歷時的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換系數(shù)數(shù)為=00.455。由表3.00.7-2，查查得20mmin降雨歷歷時的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換系數(shù)數(shù)為=00.766。按式（3.0.77），計算15年重現(xiàn)現(xiàn)

16、期20mmin降雨歷歷時的降降雨強度度（3.0.7）=1.2770.762.20=2.12mmm/mmin。4設(shè)計計徑流量量由式（3.0.11）計算155年重現(xiàn)現(xiàn)期100minn降雨歷歷時所對對應(yīng)的設(shè)設(shè)計徑流流量=16.667F （3.00.1）計算結(jié)果見見表5.11(疊加法)表5.1 排水溝溝設(shè)計流流量表地段徑流系數(shù)降雨強度(mm/minn)匯水面積FF（）設(shè)計流量(m3/s)A0.802.1248000.14B0.652.126000.0144C0.84332.127000.02110.14+0.0014+00.0224=0.1775m3/s附：采用徑徑流系數(shù)數(shù)加權(quán)平平均法計計算排水水溝的

17、設(shè)設(shè)計流量量通過加權(quán)平平均法計計算徑流流系數(shù)=（+）/（+）=0.799F=（+）=（48000+6000+7000）=61000由式（3.0.11）計算155年重現(xiàn)現(xiàn)期100minn降雨歷歷時所對對應(yīng)的設(shè)設(shè)計徑流流量=16.667F （3.00.1）=16.66700.7992.1261000=0.177m3/s以上兩種方方法計算算出的結(jié)結(jié)果很相相近，取取大值作作為排水水溝的設(shè)設(shè)計徑流流量，即即=0.222m3/s。5 檢檢驗匯流流歷時：A處：匯匯流歷時時由表3.00.4，查查得草皮皮護坡面面的粗度度系數(shù)=0.440，由式（3.00.4）計算路塹塹坡面（坡坡度為1：1.0；坡面面流長度度為5

18、.777m）的匯匯流歷時時=1.4445（3.00.4）=1.4445=2.114miin由表3.00.4，查查得瀝青青混凝土土路面的的粗度系系數(shù)=0.0013。由式式（3.00.4），瀝青混凝凝土路面面（橫坡坡為2%，坡面面流長度度為12.0m）的匯匯流歷時時=1.4445（3.00.4）=1.4445=1.551minn故坡面匯流流歷時=Maxx,=2.144minn,1.51min=2.14miin。邊溝內(nèi)的的匯流歷歷時設(shè)邊溝的底底寬為00.600m，水水深為00.30m，=1.00,因此，依依據(jù)附錄錄B計算梯梯形邊溝溝的過水水?dāng)嗝婷婷娣eA=00.5(+)=0.5（1.20+00.600

19、）0.30=00.277，以以及邊溝溝的水力力半徑R=00.199m邊溝采用CC20水泥混混凝土預(yù)預(yù)制塊加加固，由由表8.1.33得水泥泥混凝土土明溝（預(yù)預(yù)制）的的粗糙系系數(shù)=00.0112，溝底底坡度與與路線縱縱坡一致致，即I=1.69223%根據(jù)曼寧公公式計算算邊溝內(nèi)內(nèi)的平均均流速=33.599m/s溝內(nèi)匯流歷歷時=300/3.59=83.57ss=1.39mmin匯流歷時=+=2.14+1.339=4.553miin110miinB處：二二級邊坡坡及平臺臺的匯流流歷時由表3.00.4，查查得草皮皮護坡面面的粗度度系數(shù)=0.440，由式（3.00.4）計算二二級邊坡坡坡面（坡坡度為1：1.

20、25；坡面面流長度度為5m）的匯匯流歷時時=1.4445（3.00.4）=1.4445=1.889miin平臺截水水溝、坡坡頂截水水溝以及及急流槽槽的匯流流歷時平臺截水溝溝的斷面面尺寸為為：底寬寬0.44m,設(shè)計水水深0.3m,溝底縱縱坡0.33%，內(nèi)外外坡度1：1水力半半徑R=0.133m，采用C20水泥混混凝土預(yù)預(yù)制塊加加固，由由表（88.1.3）得n=00.0112,依依據(jù)曼寧寧公式計計算流速速=11.199m/s平臺截水溝溝內(nèi)的匯匯流歷時時=1000/11.199=84.03ss=1.40mmin由式（B.1.22）計算平平臺截水水溝的泄泄水能力力=（8.11.2）=1.1990.5（

21、0.440+00.7）0.30=0.200m3/s擬定坡頂截截水溝尺尺寸：底底寬0.50mm，設(shè)計計水深00.400m，采采用C20水泥混混凝土預(yù)預(yù)制塊加加固，內(nèi)內(nèi)外側(cè)坡坡度為1：1.00,溝底縱縱坡為0.33%，則過過水?dāng)嗝婷娣eA=（0.550+11.300）0.40=0.336m22水力半徑RR=0.222m由表（8.1.33）得n=00.0112。按按曼寧公公式，計計算坡頂頂截水溝溝內(nèi)的平平均流速速=11.666m/ss因而，坡頂頂截水溝溝內(nèi)的匯匯流歷時時=600.000s=11.000minn由式（B.1.22）計算坡坡頂截水水溝的泄泄水能力力=（8.11.2）=1.6660.36=0

22、.660m3/s急流槽初擬急流槽槽槽身斷斷面為底底寬0.7m,設(shè)計水水深0.3m的的矩形截截面，由由于急流流槽內(nèi)的的水全來來自于平平臺截水水溝和坡坡頂截水水溝，因因此，急急流槽的的設(shè)計流流量等于于平臺截截水溝流流量與坡坡頂截水水溝流量量之和，根根據(jù)曼寧寧公式，反反算急流流槽內(nèi)的的平均流流速=4.86mm/s因而，槽內(nèi)內(nèi)匯流歷歷時為=2.33ss=0.04mmin故，=+=0.66+1.000+00.044=1.70mmin則匯流總歷歷時=+=2.76+1.770=44.466minnC處：路路面及坡坡面的匯匯流歷時時由表3.00.4查查得路堤堤邊坡防防護的粗粗度系數(shù)數(shù)=0.40，瀝青混凝凝土路

23、面面的粗度度系數(shù)=0.0013，由式(3.00.4)計算路路堤坡面面（坡度度為1：1.55，坡面面流長度度為12mm）的匯匯流歷時時=1.4445 (33.0.4)=1.4445=2.65mmin由式（3.0.44），計算算瀝青混凝凝土路面面（橫坡坡為2%，坡面面流長為為12m）的匯匯流歷時時=1.4445=1.4445=1.551miin故坡面匯流流歷時=Maxx,=2.665miin,11.511min=2.65mmin。排水溝內(nèi)內(nèi)的匯流流歷時排水溝的設(shè)設(shè)計斷面面為，底底寬0.6m，設(shè)設(shè)計水深深0.44m兩側(cè)側(cè)坡度為為1:11.0，溝底底縱坡為為1%，查表表8.11.3，得n=00.011

24、2，水力力半徑R=0.23mm，由曼曼寧公式式計算排排水溝內(nèi)內(nèi)的平均均流速v=22.722m/ss排水溝內(nèi)的的匯流歷歷時=18.38ss=0.31miin則匯流總歷歷時+=2.65+0.331=22.966minnMax,= MMax4.553miin,44.466minn,2.96mmin=4.553miin220miin綜上所敘，沿沿線急流流槽、平平臺截水水溝、坡坡頂截水水溝以及及路堤排排水溝均均可采用用以上設(shè)設(shè)計所擬擬定的斷斷面尺寸寸。5.3路面面排水5.3.11說明路面排水設(shè)設(shè)計由三三部分組組成，即即：路面面表面排排水設(shè)計計（路肩肩排水溝溝）、中中央分隔隔帶排水水、路面面邊緣排排水系統(tǒng)

25、統(tǒng)。5.3.22路肩排排水溝設(shè)設(shè)計在填方地段段，行車車道及路路肩排水水通過2%的路拱拱橫坡，將將路面表表面水向向兩側(cè)排排流，匯匯集到路路肩排水水溝，再再經(jīng)泄水水口和急急流槽排排到路界界范圍之之外，在在挖方地地段，路路面表面面水直接接匯集到到邊溝。單側(cè)路面橫橫向排水水的寬度度為：行行車道左左側(cè)路緣緣帶至硬硬路肩邊邊緣距離離11.25mm,擬在硬硬路肩外外邊緣設(shè)設(shè)置路肩肩排水溝溝，其設(shè)設(shè)計流量量：1)設(shè)計重重現(xiàn)期：一級公公路為55年。2)匯水面面積和經(jīng)經(jīng)流系數(shù)數(shù)：設(shè)出出水口間間距為440m，與與路堤防防護排水水相結(jié)合合，兩出出水口之間的匯水水面積為為；查（JTTJ0118-99）表3.0188得徑流流系數(shù)。3)匯流歷歷時：設(shè)設(shè)匯流歷歷時為55minn.4)降水強強度；按公路所在在地區(qū)由由圖，查查得5年重現(xiàn)現(xiàn)期100minn降水強強度為；由圖查得得該