路基路面排水設施設置與穩(wěn)定性分析

路基路面排水設施設置與穩(wěn)定性分析

水是道路安全的主要自然因素。路基沉陷、沖刷、坍塌、翻漿;瀝青路面的松散、剝落、龜裂;水泥混凝土路面的唧泥、錯臺、斷裂等病害均不同程度與地面水和地下水的侵蝕有關。水的作用加劇了路基、路面結構的損壞,加快了路面使用性能的變壞,縮短了公路的使用壽命,因此路基、路面的的排水設計必須十分重視。1、路基排水設施路基路面排水設施的設置目的就是將可能危害路基穩(wěn)定的地面水和地下水采用適當?shù)呐潘O施有效匯集、攔截、隔斷、疏干并迅速排出路基范圍之外,使路基始終保持干燥狀態(tài),從而確保路基、路面的強度、穩(wěn)定性,使公路發(fā)揮正常的使用功能。排水設施的基本要求為:排水設施要求足夠的泄水能力;自由水在路面結構內的滲流時間不能太長、滲流路徑不能太長;排水設施要具有較好的耐久性;各種排水設施要形成一個有效的排水系統(tǒng)。2、路基排水系統(tǒng)的設計和規(guī)劃(1)排水設施應因地制宜、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;(2)路基排水溝渠的設置,應與農田水利相配合,必要時可適當增設涵管或加大涵管孔徑;(3)設計前必須進行充分的調查研究,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;(4)路基排水要主要防止附近山體的水土流失,盡量不破壞天然水系,盡量選擇有利地地質條件布設人工溝渠;(5)路基排水要結合當?shù)厮臈l件和道路的具體情況,注意就地取材,以防為主;(6)為減少對路面的破壞作用,應盡量阻止水進入路面結構,并提供良好的排水設施,以便迅速排除路面結構內的水,亦可建筑具有能承受荷載和雨水共同作用的路面結構。3、流的分類根據(jù)水源的不同,影響路基路面的水流可分為地面排水、地下排水,與此相應的路基排水工程也分為了地面排水和地表排水設施,此外,還有路面排水。3.1地板排水系統(tǒng)地面排水設施有邊溝、截水溝、排水溝、跌水、急流槽及攔水帶等。3.1.1城市邊溝排水點邊溝是設在挖方路基的路肩外側或低路堤的坡腳外側,多與路基中心線平行,用以匯集和排除路基范圍內流向路基的少量地面水。邊溝設計時應注意:(1)邊溝不宜太長;(2)邊溝縱坡一般與路線縱坡一致;(3)邊溝出水口應與橋涵相適應。邊溝的斷面形式一般為:淺碟形、矩形、梯形、三角形、流線形等。3.1.2截水壓設計注意事項截水溝又稱作天溝,一般設置在挖方路基邊坡坡頂以外或山體路堤上方的適當?shù)攸c,用以攔截并排除路基上方流向路基的地面水。截水溝設計時應注意:(1)盡量與絕大多數(shù)地面流水方向垂直;(2)應保證水流要暢通,就近引入自然水溝內;(3)截水溝水流不應引入邊溝,當必須引入時應加大邊溝的橫斷面,并進行必要的保護;(4)截水溝長度一般在200~500m以內。截水溝的斷面形式一般為梯形。3.1.3排水系統(tǒng)的布置排水溝主要是將路基范圍內的各種水源的水流,引至橋涵或路基范圍以外的指定地點的排水設施。設計時應注意:(1)排水溝的尺寸大小應經(jīng)過水力水文計算選定;(2)排水溝的位置可根據(jù)需要并結合當?shù)氐匦蔚榷?(3)排水溝的水流注入其他水渠或水道是不應對原水道產(chǎn)生沖刷或淤積;(4)應設置合適的縱坡。排水溝的斷面形式一般為梯形。3.1.4溝底縱坡基本構造跌水井與急流槽是路基地面排水溝渠的特殊形式,用于陡坡地段,溝底縱坡可達45度。跌水構造有單級和多級之分,溝底有等寬和變寬之別?；緲嬙旆譃檫M水口、消力池和出水口三個部分。急流槽構造分為進水口、主槽和出口三部分。3.1.5溝槽的跨越特點當水流需要橫跨路基同時又受到設計標高的限制,可以通過管道或溝槽從路基底部或上部架空跨越,前者稱倒虹吸,后者稱渡槽。倒虹吸的管道一般為圓形或箱形,以水凝混凝土或鋼筋混凝土為主。渡槽結構為進出水口、槽身和下部支撐三部分。槽身一般為圓形或U形。3.1.6蒸發(fā)池的設計當項目所在地氣候干旱,排水困難時,可利用沿線的集中取土坑或專門設置蒸發(fā)池來排除地表水。蒸發(fā)池邊緣距離路基邊溝不應小于5m,面積較大的蒸發(fā)池不得小于20m。蒸發(fā)池同邊溝或排水溝之間設排水溝相連,池中水位應低于排水溝溝底。池的容量應以一個月內地表水匯入池中的水量及時完成滲透或蒸發(fā)為依據(jù),但每個池的容量不宜超過200m3~300m3,蓄水高度不應大于1.5m。蒸發(fā)池的形狀一般可采用矩形或圓形,口寬一般為10~20m,四壁坡度應盡量采用緩坡并襯砌,一般為1:1.5,底部靠近路基一側要襯砌。內要設置人行踏步,外側設置隔離柵。3.2地下排水設施當?shù)叵滤绊懧坊?、路面強度或邊坡穩(wěn)定時,應對地下水采取攔截、阻隔、引流的措施,設置地下排水設施。常用的地下排水設施有:暗溝、滲溝、滲井以及隔離層,其特點是排水量不大,主要以滲流方式匯集水坑,并就近排出路基范圍以外。3.2.1黑溝。為了排放地下水和集中水流，通常使用地下溝渠。暗渠通常由碎石和混凝土制成，背景通常由混凝土預制安裝完成設計時應注意不宜過長,溝底應具有1~2%的縱坡,出水口地面標高應高出溝外最高水位20cm,以防水流倒?jié)B。3.2.2滲溝的設置和土工布反濾層為降低地下水或攔截地下含水層中的水流可設置滲溝。滲溝設計時應注意根據(jù)地下排水的需要確定滲溝的類型;滲溝應設在凍結深度以下,并盡可能設于不透水土層上;溝頂應封閉,同時應設置土工布反濾層以防止泥沙淤塞;滲溝布設應盡可能與地下水流相垂直,以攔截更多的地下水。3.2.3水土層滲井結構當路線經(jīng)過地形平坦,地面水或淺層地下水無法排除,影響路基穩(wěn)定,而下面又有透水土層時,可設置豎井或吸水井一樣的滲井。滲井的上部為集水結構,四周除留進水口外,井口周圍可用粘土筑堤圍護,也可在頂上加筑混凝土概,嚴防滲井淤塞。滲井的下部為排水結構,井深必須穿過不透水層而達透水層內,井內填充碎礫石及粗砂等透水材料。3.2.4路基內隔離層當?shù)叵滤桓?路線縱面設計難于滿足最小填土高度時,可在路基內設置隔離層。隔離層由透水材料或不透水材料筑成。隔離層應設在最高地下水位之上,同時應高出邊溝水位20cm,隔離層至路基及邊緣的