路基防排水設(shè)計(jì)

1、第一章 引言公路工程實(shí)踐證明，路基路面的強(qiáng)度與穩(wěn)定性與水的關(guān)系十分密切。路基路面的病害有很多種，導(dǎo)致病害的因素也很多，但水的作用是主要因素之一，水直接影響道路的使用壽命。因此，在路基路面設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)中，必須重視路基路面排水工程。  根據(jù)水源的不同，影響路基路面的水流可分為地面水和地下水兩大類，與此相適應(yīng)的路基路面排水工程可分為地面排水和地下排水。  地面水包括大氣降水（雨和雪）以及海、河、湖、水渠及水庫水。地面水對地基產(chǎn)生沖刷和滲透作用，沖刷可導(dǎo)致路基整體穩(wěn)定性受損，形成水毀現(xiàn)象。滲透到路基土體的水分可使土體過濕而降低路基強(qiáng)度。地下水包括上層滯水、潛水及層間水等。它們對

2、路基的危害程度因條件而異。輕者能使路基濕軟，降低路基強(qiáng)度；重者會引起凍脹、翻漿和邊坡滑塌，甚至整個路基沿傾斜基底滑動。水還可能改造成摻有膨脹土的路基工程毀滅性的破壞。  水對路面的危害主要表現(xiàn)為：降低路面材料的強(qiáng)度，在水泥混凝土路面的接縫和路肩處造成唧泥；移動荷載作用引起的唧泥和高壓水沖刷，造成路面基層承載能力下降；在凍脹地區(qū)，融凍季節(jié)水會引起路面承載能力的普遍下降。  路基排水的任務(wù)就是將路基范圍內(nèi)的土基濕度降低到一定的限度內(nèi)，保持路基常年處于較干燥狀態(tài)，從而確保路基及路面具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。  路基設(shè)計(jì)中，必須考慮將路基范圍內(nèi)的地面水，排除和攔截在路基用地

3、范圍以外，并防止地面水漫流、滯積或下滲。對于影響路基穩(wěn)定性的地下水，則應(yīng)予以隔斷、疏干和降低，并引導(dǎo)至路基范圍以外的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)。  路基施工中，先應(yīng)校核全線路基排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否完備、妥善，必要時(shí)應(yīng)予以補(bǔ)充或修改，還應(yīng)重視排水工程的質(zhì)量和使用效果。然后，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況與需要設(shè)置施工現(xiàn)場的臨時(shí)性排水措施，以保證路基土石方及附屬結(jié)構(gòu)物在正常條件下進(jìn)行施工作業(yè)，消除路基基底和土體內(nèi)與水有關(guān)的隱患，保證路基工程質(zhì)量，提高施工效率。  路基養(yǎng)護(hù)中，應(yīng)定期檢查與維修排水設(shè)施，以保證排水設(shè)施能夠正常使用，水流暢通，并需要根據(jù)實(shí)際情況不斷改善路基排水條件。  路界地表排水的目的是把

4、降落在路界范圍內(nèi)的表面水有效地匯集并迅速排除路界，同時(shí)把路界外可能流入的地表水?dāng)r截在路界范圍外，以減少地表水對路基和路面的危害和對行車安全的不利。通常路界地表排水可分為路面表面排水、中央分隔帶排水和坡面排水三部分。中央分隔帶排水，視其寬度和表面橫向坡度傾向，可以包括中央分隔帶和左側(cè)邊緣帶，或者僅為中央分隔帶，而在設(shè)超高路段，它還包括上側(cè)半幅路面的表面水。坡面排水包括路堤坡面、路塹坡面和傾向路界的自然坡面的排水。 路面內(nèi)部排水同樣尤為重要。新建的剛性路面需設(shè)置各種接縫，而路面在使用期間又會出現(xiàn)各種裂縫、松散及坑槽等病害。降低在路面表面的水，會通過路面接縫或裂縫及松散等病害處或者瀝青路面面層孔隙滲

5、入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部。此外，道路兩側(cè)有滯水時(shí)，水分也可能側(cè)向滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部。路面內(nèi)部排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通常需滿足三方面的要求：一是各項(xiàng)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)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，滲流路徑不能太長；三是排水設(shè)施要有較好的耐久性。第二章 路基排水設(shè)計(jì)2.1路基路面排水設(shè)計(jì)的一般原則 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)。一般情況下，地面和地下設(shè)置的排水溝渠，宜短不宜長，以使水流不過于集中，做到及時(shí)分散，就近分流。溝渠的設(shè)置應(yīng)注意與農(nóng)田水利相配合，必要時(shí)可適當(dāng)增設(shè)涵管或加大涵管孔徑，以防農(nóng)業(yè)用水影響路基穩(wěn)定。路基邊溝一般不應(yīng)

6、用作農(nóng)田灌溉渠道，兩者必須合并使用時(shí)，邊溝的斷面應(yīng)加大，并予以加固，以防水流危害路基。 設(shè)計(jì)前必須進(jìn)行調(diào)查研究，查明水源與地質(zhì)條件，重點(diǎn)路段要進(jìn)行排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃，考慮路基排水與橋涵布置相配合，地下排水與地面排水相配合，各種排水溝渠的平面布置與豎向布置相配合，做到路基路面綜合設(shè)計(jì)和分期修建。對于排水困難和抵制不良的路段，還應(yīng)與路基防護(hù)加固相配合，并進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。 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，不輕易合并自然溝溪和改變水流性質(zhì)，盡量選擇有利地質(zhì)條件布設(shè)人工溝渠，減少排水溝渠的防護(hù)與加固工程。對于重點(diǎn)路段的主要排水設(shè)施，以及土質(zhì)松軟和縱坡較陡地段的排水溝渠，應(yīng)注意必要

7、的防護(hù)與加固。 路基排水要結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件和道路等級等情況，注意就地取材，以防為主，既要穩(wěn)固適用，又必須講究經(jīng)濟(jì)效益。 為了減少水對路面的破壞作用，應(yīng)盡量阻止水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)，并提供良好的排水設(shè)施，以便迅速排除路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水。 2.2地面排水設(shè)施 常用的路基地面排水設(shè)施包括邊溝、截水溝、排水溝、跌水與急流槽等，必要時(shí)還有渡槽、倒虹吸及積水池等。這些排水設(shè)備分別設(shè)在路基的不同部位，各自的排水功能、布置要求或構(gòu)造形式，均有差異。 2.2.1邊溝 邊溝設(shè)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。平坦地面填方路段的路旁取土坑，常與路基排水設(shè)

8、計(jì)綜合考慮，使之起到邊溝的排水作用。 邊溝的排水量不大，一般不需要進(jìn)行水文和水利計(jì)算，依據(jù)沿線具體條件，選用標(biāo)準(zhǔn)橫斷面形式。邊溝僅靠路基，通常不允許其他排水溝渠的水流引入，亦不能與其他人工溝渠合并使用。邊溝不宜過長，盡量使溝內(nèi)水流就近排至路旁自然水溝或低洼地帶，必要時(shí)設(shè)置涵洞，將邊溝水橫穿路基從另一側(cè)排出。邊溝的橫斷面形式有梯形、矩形、三角形及流線型等，如圖1所示。邊溝橫斷面一般采用梯形，梯形邊溝內(nèi)側(cè)邊坡坡度為1.0:1.5，外側(cè)邊坡坡度與挖方邊坡坡度相同。石方路段的邊溝宜采用矩形橫斷面,其內(nèi)側(cè)邊坡直立，坡面應(yīng)采用漿砌片石防護(hù)，外側(cè)邊坡坡度與挖方邊坡坡度相同。少雨淺挖地段的土質(zhì)邊溝可采用三角形

9、橫斷面，其內(nèi)側(cè)邊坡坡度宜采用1:31:2，外側(cè)邊坡坡度與挖方邊坡坡度相同。三角形邊坡的水流條件較差，流量較大時(shí)溝深宜適當(dāng)加大。  梯形邊溝的底寬與深度為0.40.6m，水流少的地區(qū)或路段，取低限或更小一些，但不宜小于0.3m；降水量集中或地勢偏低的路段，取高限或更大一些。流線型邊溝是將路堤橫斷面的邊角整修圓滑，可以防止路堤旁側(cè)積沙或堆雪，適用于沙漠或積雪地區(qū)的路基。邊溝可采用漿砌片石、栽砌卵石和水泥混凝土預(yù)制塊防護(hù)。砌筑用的砂漿強(qiáng)度，對于高速公路、一級公路采用M7.5，對于其他等級公路采用M5。邊溝出水口附近，水流沖刷比較嚴(yán)重，必須慎重布置和采用相應(yīng)措施。 由于邊溝泄出水流流向路堤坡

10、腳處，兩者高差大，必須因地制宜，根據(jù)地形與地質(zhì)等具體條件，將出水口延伸至坡腳以外，以免邊溝水沖刷填方坡腳。 溝水流流向橋涵進(jìn)水口時(shí)，為避免邊溝流水產(chǎn)生沖刷，應(yīng)作適當(dāng)處治，圖2是涵洞進(jìn)口設(shè)置窨井的實(shí)例。此外，還應(yīng)根據(jù)地形等條件，在橋涵進(jìn)口前或其他水流落差較大處，設(shè)置急流槽與跌水等結(jié)構(gòu)物，將水流引入橋涵或其他指定地點(diǎn)。 當(dāng)邊溝水流流至回頭曲線處，一般邊溝水較滿，且流速較大，此時(shí)宜順著邊溝方向沿山坡設(shè)置引水溝，將水引至路基范圍以外的自然溝中，或設(shè)急流槽或涵洞等結(jié)構(gòu)物，將水引下山坡或路基另一側(cè)，以免對回頭曲線路段沖刷。2.2.2截水溝 截水溝又稱天溝，一般設(shè)置在挖方路基邊坡坡頂以外，或山坡路堤上方的適

11、當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，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。降水量較少或坡面堅(jiān)硬和邊坡較低以致沖刷影響不大的路段，可以不設(shè)截水溝；反之，如果降水量較多，且暴雨頻率較高，山坡覆蓋層比較松軟，坡面較高，水土流失比較嚴(yán)重的路段，必要時(shí)可設(shè)兩道或多道截水溝。 圖3是路塹段挖方邊坡上方設(shè)置的截水溝圖例之一，圖中距離d一般應(yīng)大于5.0m，地質(zhì)不良地段可取10.0m或更大。截水溝下方一側(cè)，可推著挖溝的土方，要求做成頂部向溝傾斜2%的土臺。路塹上方設(shè)置棄土堆時(shí)，截水溝的位置及斷面尺寸。截水溝的橫斷面形式，一般為梯形。溝的邊坡坡度，因巖土條件而定。一般采用1.0:1

12、.51.0:1.0，如圖6所示。溝底寬度b不小于0.5m，溝深h按設(shè)計(jì)流量而定，不應(yīng)小于0.5m。 截水溝的位置，應(yīng)盡量與絕大多數(shù)地面水流方向垂直，以提高節(jié)水效能和縮短溝的長度。截水溝應(yīng)保證水流暢通，就近引入自然溝內(nèi)排出，必要時(shí)配以急流槽或涵洞等泄水結(jié)構(gòu)物將水流引入指定地點(diǎn)。截水溝水流不應(yīng)引入邊溝，當(dāng)必須引入時(shí)，應(yīng)增大邊溝橫斷面，并進(jìn)行防護(hù)。溝底應(yīng)具有0.5%以上的縱坡，溝底和溝壁要求平整密實(shí)，不滯流、不滲水，必要時(shí)予以加固和鋪砌。截水溝的長度宜為200500m。2.2.3排水溝 排水溝的主要用途在于引水，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）引至橋涵或路基范

13、圍以外的指定地點(diǎn)。當(dāng)路段受到多段溝渠和水道影響時(shí)，為保護(hù)路基不受水害，可以設(shè)置排水溝或改移渠道，以調(diào)節(jié)水流，整治水道。 排水溝的橫斷面一般采用梯形，尺寸大小應(yīng)經(jīng)過水力、水文計(jì)算選定。用于邊溝、截水溝及取土坑出水口的排水溝，橫斷面尺寸根據(jù)設(shè)計(jì)流量確定，底寬與深度不宜小于0.5m，土溝的邊坡坡度為1.0:1.51.0:1.0。 排水溝的位置，可根據(jù)需要并結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦蔚葪l件而定，離路基盡可能遠(yuǎn)些，距路基坡腳不宜小于2m，平面上應(yīng)力求直捷，需要轉(zhuǎn)彎時(shí)以應(yīng)盡量圓順，做成弧形，其半徑不宜小于1020m，連續(xù)長度宜短，一般不超過500m。 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

14、排水溝與原水道二者成銳角相交，以及角度不大于45°，有條件可使半徑R=10b（b為溝頂寬）的圓曲線朝下游與其他水道相接，如圖7所示。 排水溝應(yīng)具有合適的縱坡，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，為此宜通過水文水力計(jì)算擇優(yōu)選定。一般情況下，可取0.5%1.0%，不小于0.3%，亦不宜大于3%。 路基排水溝渠的加固類型有多種，表1為土質(zhì)溝渠各種加固類型，圖8為溝渠加固橫斷面圖，設(shè)計(jì)時(shí)可結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件，根據(jù)溝渠土質(zhì)、水流速度、溝底縱坡和使用要求等而定。2.2.4跌水與急流槽 跌水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(dá)45°。由

15、于縱坡陡、水流速度快、沖刷力大，要求跌水與急流槽的結(jié)構(gòu)必須穩(wěn)固耐久，通常應(yīng)采用漿砌塊石或水泥混凝土預(yù)制塊砌筑，并具有相應(yīng)的防護(hù)加固措施。 跌水的構(gòu)造有單級和多級之分，溝底有等寬和變寬之別。單級跌水適用于排水溝渠連接處，由于水位落差較大，需要消能和改變水流方向。圖9表示路基邊溝水流通過涵洞排泄時(shí)，采用單級跌水（相當(dāng)于雨水井）的示例之一。較長陡坡地段的溝渠，為減緩水流速度，并予以消能，可采用多級跌水，圖10即為示例之一。多級跌水底寬和每級長度，可以采用各自相等的對稱形，亦可根據(jù)實(shí)地需要，做成變寬或不等長度與高度。急流槽的縱坡比跌水的平均縱坡更陡，結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固穩(wěn)定性要求更高，是山區(qū)公路回頭曲線溝通上下

16、線路基排水及溝渠出水口的一種常見排水設(shè)施。急流槽主體部分的縱坡依地形而定，一般可達(dá)67%（1.0:1.5），如果地質(zhì)條件良好，需要時(shí)還可更陡，但結(jié)構(gòu)要求更嚴(yán)，造價(jià)亦相應(yīng)提高，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)通過比較而定。 急流槽多用砌石（抹面）和水泥混凝土結(jié)構(gòu)，亦可利用巖石坡面挖槽。如臨時(shí)急需時(shí)，可就近取材，采用竹木結(jié)構(gòu)。急流槽的構(gòu)造如圖12所示，按水力計(jì)算特點(diǎn)，由進(jìn)口、主槽（槽身）和出口三部分組成。急流槽的進(jìn)出口與主槽連接處，因溝槽橫斷面不同，為了能平順銜接，可設(shè)過渡段，出口部分設(shè)有消力池。2.2.5倒虹吸與渡水槽 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，前者稱為倒

17、虹吸，或者稱為渡水槽，分別相當(dāng)于涵洞和渡水橋，兩者屬于路基地面排水的特殊結(jié)構(gòu)物，并且多半是配合農(nóng)田水利所需而采用。 倒虹吸的設(shè)置往往是因?yàn)槁坊鶛M跨原有溝渠，且溝渠水位高于路基設(shè)計(jì)標(biāo)高，不能按正常條件設(shè)置涵洞，此時(shí)采用倒虹吸是可行的方案之一，圖13是其布置圖的一種。倒虹吸是借助上下游溝渠水位差，利用勢能迫使水流降落，經(jīng)路基下部管道流向路基另一端，再復(fù)升流入下游水渠。由于所設(shè)管道為有壓管道，豎井式倒虹吸的水流多次垂直改變方向，水流條件較差，結(jié)構(gòu)要求較高，容易漏水和淤塞，且難以清理和修復(fù)，應(yīng)盡量不用或少用，使用時(shí)需合理設(shè)計(jì)，進(jìn)行水力計(jì)算，選擇最佳設(shè)計(jì)方案，并要求施工保證質(zhì)量，使用時(shí)要經(jīng)常檢查維修。

18、倒虹吸管道兩端設(shè)豎井，井底標(biāo)高低于管道，起沉淀泥沙與雜物作用。也可改用斜管式或緩坡式，以代替豎井式升降管，此時(shí)水流條件有所改善，但路基用地寬度增大，管道長度增加。為減少堵塞現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)要求管道內(nèi)水流的速度不小于1.5m/s，并在進(jìn)口處設(shè)置沉沙池和攔泥柵。倒虹吸管進(jìn)口處所設(shè)的沉沙池，位于原溝渠與管道之間的過渡段，池底與池壁采用砌石抹面或混凝土，厚度為0.30.4m（砌石），或0.250.30m（混凝土），池的容量以不溢水為度。水流經(jīng)過沉沙池后，水中仍含有細(xì)粒泥沙或輕質(zhì)漂浮物，可設(shè)網(wǎng)狀攔泥柵予以清除，確保虹吸管道不致堵塞，但攔泥柵本身容易被堵塞，需經(jīng)常清理，以保證水流暢通，避免沉沙池和溝渠溢水而危

19、害路基。倒虹吸的出口，也應(yīng)設(shè)過渡段與下游溝渠平順銜接，并應(yīng)對原有土質(zhì)溝渠進(jìn)行適當(dāng)加固。 渡水槽相當(dāng)于渡水橋，如圖15所示。原水道與路基設(shè)計(jì)標(biāo)高相差較大，如果路基兩側(cè)地形有利，或當(dāng)?shù)卮_有必要，可設(shè)簡易橋梁，架設(shè)水槽或管道，從路基上部跨越，以溝通路基兩側(cè)水流。 渡水槽的架設(shè)應(yīng)滿足道路對凈空與美化的要求，其構(gòu)造與橋梁相似，但主要作用是溝通水流，故除應(yīng)在結(jié)構(gòu)上具有足夠強(qiáng)度外，在效能上應(yīng)適合排水的要求，其中包括進(jìn)出口的銜接，以及防止沖刷和滲漏等。渡水槽由進(jìn)出水口、槽身和下部支承三部分組成。2.2.6蒸發(fā)池 氣候干旱、排水困難地段，可利用沿線的集中取土坑或?qū)ｉT設(shè)置蒸發(fā)池排除地表水。 蒸發(fā)池與路基邊溝（或排

20、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)。每個蒸發(fā)池的容水量不宜超過200300m3，蓄水深度不應(yīng)大于1.52.0m。 蒸發(fā)池的設(shè)置不應(yīng)使附近地面形成鹽漬化或沼澤化。 2.3地下排水設(shè)施 路基及邊坡土體中的上層滯水，或埋藏很淺的潛水稱為地下水。當(dāng)?shù)叵滤绊懧坊访鎻?qiáng)度或邊坡穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)設(shè)置暗溝（管）、滲溝和檢查井等地下設(shè)施。 常用的路基地下排水設(shè)施有盲溝、滲溝和滲井等，其特點(diǎn)是排水量不大，主要是以滲流方式匯集水流，并就近排除路基范圍以外。

21、對于流量較大的地下水，應(yīng)設(shè)置專用的地下管道予以排除。 由于地下排水設(shè)施埋置地面以下，不易維修，在路基建成后又難以查明失效情況，因此要求地下排水設(shè)備牢固有效。 2.3.1暗溝 相對與地面排水而明溝而言，暗溝又稱盲溝，具有隱蔽工程的含義。從盲溝的構(gòu)造特點(diǎn)出發(fā)，由于溝內(nèi)分層填以大小不同的顆粒材料，利用滲水材料透水性將地下水匯集于溝內(nèi)，并沿溝排泄至指定地點(diǎn)，相對與管道流水而言，習(xí)慣上稱此種構(gòu)造為盲溝，在水力特性上屬于紊流。 圖16為一側(cè)邊溝下面所設(shè)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)水上升危及路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。 圖17是路基兩側(cè)邊溝下面均設(shè)盲溝，用以降低地下水位，防止毛細(xì)水上升至

22、路基工作區(qū)范圍內(nèi)，形成水分積聚而造成凍脹和翻漿，或土基過濕而降低強(qiáng)度等。 圖18是設(shè)在路基挖方與填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，保持路堤填土不受水害。 簡易盲溝的排水能力較小，不宜過長，溝底具有1%2%的縱坡，出水口底面標(biāo)高應(yīng)高出溝外最高水位20cm，以防水流倒?jié)B。寒冷地區(qū)的暗溝，應(yīng)做防凍保溫處理或?qū)禍显O(shè)在凍結(jié)深度以下。2.3.2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(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，其水力特性是紊流，但在構(gòu)造上與上述簡易盲溝有所不同。 滲溝有三種結(jié)構(gòu)形式，如圖19所示。盲溝式滲溝與上述

23、簡易盲溝相似，但構(gòu)造更為完善。當(dāng)?shù)叵滤鬏^大，要求埋置更深時(shí)，可在溝底設(shè)洞或管，前者稱為洞式滲溝，后者稱為管式滲溝。 滲溝底部設(shè)洞或管，底部結(jié)構(gòu)相當(dāng)于頂部可以滲水的涵洞。圖20是洞式滲溝結(jié)構(gòu)圖例之一，其洞寬b約為20cm，高為2030cm；蓋板用條石或混凝土預(yù)制板；板長約為2b，板厚15cm，并預(yù)留滲水孔，以便滲入溝內(nèi)的水匯集于洞內(nèi)排出。洞身要求埋入不透水層內(nèi)，如果地基軟弱還應(yīng)鋪設(shè)砂石基礎(chǔ)；洞身埋在透水層中時(shí)，必要時(shí)在兩側(cè)和底部加設(shè)隔水層，已達(dá)到排水的目的。洞底設(shè)置不小于0.5%的縱坡，使集水通暢排出。 當(dāng)排出地下水的流量更大，或排水距離較長，可考慮采用管式滲溝。滲溝底部埋設(shè)的管道，一般為陶土

24、或混凝土的預(yù)制管，管壁上半部留有滲水孔，滲水孔交錯排列，設(shè)于邊溝下的管或滲溝，如圖21所示。管的內(nèi)徑D有水力計(jì)算而定，一般為0.40.6m，管底設(shè)基座。對于冰凍地區(qū)，為防止凍結(jié)阻塞，除管道埋設(shè)在冰凍線以下外，必要時(shí)采取保溫措施，管徑也宜較大一些。2.3.3滲井 滲井屬于水平方向的地下排水設(shè)備，當(dāng)?shù)叵麓嬖诙鄬雍畬樱渲杏绊懧坊纳喜亢畬虞^薄，排水量不大，且平式滲溝難以布置，采用立式（豎向）排水，設(shè)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。滲井的平面布置以及孔徑與滲水量，按水力計(jì)算而定，一般為直徑1.01.5m的圓柱形，也可以是邊

25、長為1.01.5m的方形。井深視地層構(gòu)造而定，井內(nèi)由中心向四周按層次分別填入由粗而細(xì)的砂石材料，粗料滲水，細(xì)料反濾。填充料要求篩分沖洗，施工時(shí)需用鐵皮套筒分隔填入不同粒徑的材料，要求層次分明，粗細(xì)材料不得混雜，以保證滲井達(dá)到預(yù)期排水效果。 鑒于滲井施工不易，單位滲水面積的造價(jià)高于滲溝，一般盡量少用。如果土基含水量較大，嚴(yán)重影響路基、路面的強(qiáng)度，其他地下排水設(shè)備不易布置，其他技術(shù)措施如隔離層的造價(jià)較高，此時(shí)滲井可作為方式之一，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行分析比較，有條件的選用第三章 路面排水設(shè)計(jì)3.1路面表面排水 路面表面排水的主要任務(wù)是迅速把降落在路面和和路肩表面的降水排走，以免造成路面積水而影響行車安全，路

26、面表面排水設(shè)計(jì)應(yīng)遵循下列原則。 （1） 降落在路面上的雨水，應(yīng)通過路面橫向坡度向兩側(cè)排走，避免行車道路路面范圍內(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。（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，或者坡面雖已采取防護(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)，攔水帶過斷水面內(nèi)的水面，在高速公路及一級公路上不得漫過右側(cè)車道外邊緣，在二級及二級以下公路上不得漫過右側(cè)中心線。 當(dāng)路基橫斷面為路塹時(shí)，橫

27、向排流的表面水匯集于邊溝內(nèi)。當(dāng)路基橫斷面為路堤時(shí)，可采用兩種方式排除路面表面水：一種是讓路面表面水以橫向漫流形式向堤坡面分散排放；另一種方式是在路肩外側(cè)邊緣放置攔水帶，將路面表面水匯集在攔水帶與路肩鋪面組成的淺三角形過水?dāng)嗝鎯?nèi)，然后通過相隔一定間距設(shè)置的泄水口和急流槽集中排放在路堤坡腳外。兩種排水方式的選擇，主要依據(jù)表面水是否對路堤坡面造成沖刷危害。在匯水量不大、路堤不高、路線縱坡不同、坡面耐沖刷能力強(qiáng)的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用橫向漫流分散排放的方式。而在表面水有可能沖刷路堤坡面的情況下，則采用將路面表面水匯集在攔水帶內(nèi)，通過泄水口和急流槽集中排放的方式。由于修筑攔水帶和急流槽需增加工程投資，因此，

28、需對投資的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析和比較。 攔水帶可由瀝青混凝土現(xiàn)場澆筑，或者由水泥混凝土預(yù)制塊鋪砌而成。采用水泥混凝土預(yù)制塊攔水帶時(shí)，應(yīng)避免預(yù)制塊影響路面內(nèi)部水的排泄。攔水帶的頂面應(yīng)略高于過水?dāng)嗝娴脑O(shè)計(jì)水面高，按式1計(jì)算確定，攔水帶的橫斷面尺寸可參考圖23。 攔水帶的泄水口可設(shè)置成開口（喇叭口）式。為提高泄水能力，設(shè)在縱坡坡段上的泄水口宜做成不對稱的喇叭口，并在硬路肩邊緣的外側(cè)設(shè)置逐漸變寬的低凹區(qū)。其平面布置可參照圖24。泄水口的泄水量以及開口長度、低凹區(qū)寬度和下凹深度等尺寸應(yīng)按泄水口水力計(jì)算確定。3.2中央分隔帶排水 中央分隔帶排水是高速公路及一級公路地表排水的重要內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)分隔帶寬度、綠化和交通

29、安全設(shè)施的形式和分隔帶表面的處理方式等因素選擇不同的排水方式。公路排水設(shè)施規(guī)范將中央分隔帶排水劃分為三種類型。 寬度小于3m且表面采用鋪面封閉的中央分隔帶排水，降落在分隔帶上的表面水排向兩側(cè)行車道，其坡度與路面的橫坡度相同；在超高路段上，可在分隔帶上側(cè)邊緣處設(shè)置緣石或泄水口，或者在分隔帶內(nèi)設(shè)置縫隙式圓形集水管或碟形混凝土淺溝和泄水口（圖25），以攔截和排泄上側(cè)半幅路面的表面水。緣石過水?dāng)嗝娴男顾诳刹捎瞄_口式、格柵式或組合式；碟形混凝土淺溝的泄水口采用格柵式。格柵鐵條應(yīng)平行于水流方向，孔口的凈泄水面積應(yīng)占格柵面積的一半以上，泄水口間距和截流量以及斷面尺寸等可通過計(jì)算選取。 表面無鋪面且未采用表

30、面排水措施的中央分隔帶，降落在分隔帶上的表面水下滲，由分隔帶內(nèi)的地下排水設(shè)施排除。常用的縱向排水滲溝，見圖26，應(yīng)隔一定間距通過橫向排水管將滲溝內(nèi)的水排出路界。滲溝周圍包裹反濾織物，以免滲入水?dāng)y帶的細(xì)粒將滲溝堵塞。滲溝上的回填料與路面結(jié)構(gòu)的交界面鋪設(shè)雙層瀝青的土工布隔滲層。排水管可采用直徑為70150mm的塑料管。在我國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。因此，上述分類中的寬度標(biāo)準(zhǔn)并不是絕對的。3.3路面內(nèi)部排水 水可以通過路面接縫、裂縫、路面表面和路肩

31、滲入路面，或是由高水位地下水、截?cái)嗟暮畬雍彤?dāng)?shù)厝M(jìn)入路面結(jié)構(gòu)，被圍封在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水分產(chǎn)生的有害影響可歸納如下。 （1） 浸濕各結(jié)構(gòu)層材料和路基土，易造成無粘結(jié)粒狀材料和地基上的強(qiáng)度降低；（2）混凝土路面產(chǎn)生唧泥，隨之出現(xiàn)錯臺、開裂和整個路肩破壞；（3）進(jìn)入空隙的自由水在行車荷載的作用下，會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)果路面失去支撐； （4）在冰凍深度大于路面厚度的地方，高地下水位會造成凍脹，并在不，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，并產(chǎn)生龜裂。 大量的路面損壞狀況調(diào)查和路

32、面使用經(jīng)驗(yàn)表明，進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的自由水是造成或加速路面損壞的重要原因。國外的一些對比分析和試驗(yàn)段觀察結(jié)果表明，設(shè)有排水基層的路面，其使用壽命要比未設(shè)的提高30%和50%左右。因此，采用內(nèi)部排水設(shè)施所增加的資金投入，可以很快從路面使用性能的提高、使用壽命的增加和養(yǎng)護(hù)工作的減少中得到補(bǔ)償。 美國在20世紀(jì)60年代末和20世紀(jì)70年代初通過調(diào)查和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)認(rèn)識到了路面內(nèi)部排水的重要性。1973年，聯(lián)邦公路局組織制訂了路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南，以引導(dǎo)和推動公路部門采用路面內(nèi)部排水措施。經(jīng)過10余年的使用經(jīng)驗(yàn)和研究成果的積累，到1996年，又進(jìn)一步在AASHTO路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南中，把排除滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)

33、水分所需的時(shí)間和一年的路面結(jié)構(gòu)處于水飽和狀態(tài)的時(shí)間比例作為指標(biāo)，并在路面設(shè)計(jì)中作為一項(xiàng)設(shè)計(jì)因素予以考慮。目前，在美國，路面內(nèi)部排水系統(tǒng)已成為一項(xiàng)常用的措施，一些州的路面通用結(jié)構(gòu)斷面中也做了相應(yīng)的規(guī)定。 公路排水設(shè)施規(guī)范建議遇有下列情況時(shí)，應(yīng)設(shè)置路面內(nèi)部排水系統(tǒng)： （1） 年降水量為600mm以上的濕潤和多雨地區(qū)，路基由透水性差的細(xì)粒土組成的高速公路和一級公路或重要的二級公路。（2）路基兩側(cè)由滯水，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、過濕路段。（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)的水分。同時(shí)規(guī)定，路面內(nèi)部排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求。 （1）路面內(nèi)部

34、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)超過上游排水設(shè)施的蓄水能力。（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1h，其他地區(qū)不應(yīng)超過2h4h。滲入水在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的滲流路徑長度不宜超過4560m。 （3）各項(xiàng)排水設(shè)施不應(yīng)被從路面結(jié)構(gòu)、路基和路肩中帶來的細(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。 3.4邊緣排水系統(tǒng) 邊緣排水系統(tǒng)是由沿路面邊緣設(shè)置的透水性填料集水溝、縱向排水溝、橫向出水管和過濾織物組成的邊緣排水系統(tǒng)。該系統(tǒng)是將滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的自由水，先沿路面結(jié)構(gòu)層間空隙或某一透水層橫向流入縱向集水溝和排水管，再由橫向出水管排引出路基。這種方案常用于基層透水性小的水泥混凝土路面，特別是用于改善排水狀況不良的舊水泥混凝土路面。水泥混凝土面層板的邊緣和角隅處，由于溫度和濕度梯度引