路基路面排水設計201411月

1、1第八章 路基路面排水設計第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 路基排水設備的構造與布置路基排水設備的構造與布置第三節(jié)第三節(jié) 路面排水設計路面排水設計第一節(jié) 概述一、排水的目的與意義一、排水的目的與意義影響路基路面的水的類型影響路基路面的水的類型地面水地面水 包括大氣降水以及河、海、湖、水渠、水庫水等包括大氣降水以及河、海、湖、水渠、水庫水等地下水地下水 包括土層滯留水、潛水及層間水等包括土層滯留水、潛水及層間水等對路基的影響對路基的影響1)1)地面水對路基產生沖刷和滲透；地面水對路基產生沖刷和滲透；2)2)地下水使路基濕軟、膨脹、凍脹、翻漿、邊地下水使路基濕軟、膨脹、凍脹、翻漿、邊坡滑坍、山坡

2、滑坡等。坡滑坍、山坡滑坡等。不同水對路基路面的影響：不同水對路基路面的影響：對路面的影響對路面的影響1)1)降低路面材料強度；降低路面材料強度；2)2)瀝青從石料表面剝落；瀝青從石料表面剝落；3)3)唧漿、沖刷；唧漿、沖刷；4)4)使路面因支撐不足而出現疲勞損壞。使路面因支撐不足而出現疲勞損壞。排水的目的排水的目的把降落在路界范圍內的表面水有效的匯集并把降落在路界范圍內的表面水有效的匯集并迅速排除出路界；迅速排除出路界；把路界外可能流向路基的地表水攔截在路界把路界外可能流向路基的地表水攔截在路界范圍以外以減小對路基路面的危害；范圍以外以減小對路基路面的危害；隔斷、疏干和降低影響路基穩(wěn)定性的地下

3、水，隔斷、疏干和降低影響路基穩(wěn)定性的地下水，并將其引導到路基范圍以外。并將其引導到路基范圍以外。路界地表排水的內容路界地表排水的內容路面表面排水路面表面排水中央分隔帶排水中央分隔帶排水坡面排水坡面排水排水式瀝青路面排水式瀝青路面路面內部排水系統(tǒng)的設計通常需滿足路面內部排水系統(tǒng)的設計通常需滿足三方面的要求：三方面的要求：各項設施應具有足夠的泄水能力，排除滲入路面各項設施應具有足夠的泄水能力，排除滲入路面結構內的自由水；結構內的自由水；自由水在路面結構內的滲流時間不能太長，滲流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；路徑不能太長；排水設施要有較好的耐久性。排水設施要有較好的耐久性。

4、第二節(jié) 路基排水設備的構造與布置地面排水設備地面排水設備邊溝邊溝截水溝截水溝排水溝排水溝跌水跌水急流槽急流槽倒虹吸、渡水槽等倒虹吸、渡水槽等路基地表排水設施的徑流量計算路基地表排水設施的徑流量計算對高速公路一級公路應采用對高速公路一級公路應采用15年，其它等級公年，其它等級公路應采用路應采用10年的重現期內任意年的重現期內任意30分鐘的最大降雨分鐘的最大降雨強度（分鐘）。強度（分鐘）。各類地表水溝溝頂應高出設計水位各類地表水溝溝頂應高出設計水位0.2m以上。以上。1. 邊溝邊溝邊溝的橫斷面形式示意圖：邊溝的橫斷面形式示意圖：a)a)、b)b)梯形；梯形；c)c)、d)d)流線形；流線形；e)e

5、)三角形；三角形；f)f)矩形矩形邊溝設置的相關要求邊溝設置的相關要求設置在挖方路基的路肩外側或低路堤的坡腳外設置在挖方路基的路肩外側或低路堤的坡腳外側，多與路中線平行，用以匯集和排除路基范圍側，多與路中線平行，用以匯集和排除路基范圍內和流向路基的少量地面水。內和流向路基的少量地面水。邊溝斷面形式及尺寸應根據地形地質條件、邊邊溝斷面形式及尺寸應根據地形地質條件、邊坡高度及匯水面積等確定。坡高度及匯水面積等確定。邊溝不宜過長。邊溝不宜過長。邊溝的縱坡（出水口附近除外）一般與路線縱邊溝的縱坡（出水口附近除外）一般與路線縱坡一致坡一致，并不宜小于，并不宜小于0.3%。困難情況下，可減小。困難情況下，

6、可減小至至0.1%。n 從安全和視覺效果角度，一般認為，從安全和視覺效果角度，一般認為，矩形邊溝加蓋板矩形邊溝加蓋板型式型式對于匯水面積較大的挖方路基邊溝（與狹長的路基對于匯水面積較大的挖方路基邊溝（與狹長的路基及高陡邊坡配合）、與之相接的填方路基排水溝、沿街及高陡邊坡配合）、與之相接的填方路基排水溝、沿街路段、設置有內擋結構的挖方路基內側等段的適應性較路段、設置有內擋結構的挖方路基內側等段的適應性較好，可具有路基視覺增寬、防止車輪卡陷和邊坡碎落堵好，可具有路基視覺增寬、防止車輪卡陷和邊坡碎落堵塞等功能。塞等功能。n從安全和景觀角度，從安全和景觀角度，淺淺碟式排水溝（邊溝）碟式排水溝（邊溝）或

7、或放緩邊坡漫流排水型式放緩邊坡漫流排水型式對于地形平坦、縱坡平對于地形平坦、縱坡平緩的低填、淺挖路段適緩的低填、淺挖路段適應性較好。排水溝（邊應性較好。排水溝（邊溝）可與原地面舒緩自溝）可與原地面舒緩自然銜接，克服沿路基邊然銜接，克服沿路基邊緣設置規(guī)則深排水溝所緣設置規(guī)則深排水溝所帶來的行車不安全隱患，帶來的行車不安全隱患，同時形成流暢優(yōu)美的視同時形成流暢優(yōu)美的視覺效果。覺效果。n 漿砌梯形邊溝適應于防止水流沖刷要求高的路段，但適應于防止水流沖刷要求高的路段，但生硬不美觀，與環(huán)境適應性差，因此最好設于高路堤或生硬不美觀，與環(huán)境適應性差，因此最好設于高路堤或其他視線以外的路段。其他視線以外的路段

8、。2. 截水溝截水溝挖方段截水溝挖方段截水溝: :1-截水溝；截水溝；2-土臺；土臺；3-邊溝邊溝1. 截水溝的功能截水溝的功能 用以攔截并排除路基上方流向路基的地面徑流，減輕邊溝用以攔截并排除路基上方流向路基的地面徑流，減輕邊溝的水流負擔，保證挖方邊坡和填方坡腳不受流水沖刷。的水流負擔，保證挖方邊坡和填方坡腳不受流水沖刷。 2. 截水溝的布置截水溝的布置(1) 橫向位置橫向位置截水溝一般布置在路塹邊坡或陡坡路堤上側，垂直于山坡水流截水溝一般布置在路塹邊坡或陡坡路堤上側，垂直于山坡水流方向或基本與等高線平行。視降雨量，可以不設或設計多道。方向或基本與等高線平行。視降雨量，可以不設或設計多道。填

9、方截水溝截水溝填方截水溝截水溝挖方截水溝挖方截水溝5m（2）截水溝的縱坡與長度截水溝的縱坡與長度 截水溝的縱坡不宜小于截水溝的縱坡不宜小于0.3，長度的考慮以匯水既不造成長度的考慮以匯水既不造成過大的沖刷，又不淤積為原則。過大的沖刷，又不淤積為原則。3. 截水溝的橫斷面截水溝的橫斷面 一般為梯形，溝的邊坡坡度，因巖土條件而定，一般采用一般為梯形，溝的邊坡坡度，因巖土條件而定，一般采用1：1.01：1.5。溝底寬度。溝底寬度b不小于不小于0.5m，溝深，溝深h按設計流量而定，按設計流量而定，亦不應小于亦不應小于0.5m。土質土質石質石質（三）排水溝（三）排水溝 將路基范圍內各種水源的水流（如邊溝

10、、截水溝、取土坑、將路基范圍內各種水源的水流（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點。地點。 1. 排水溝的功能排水溝的功能排水溝與水道銜接示意圖排水溝與水道銜接示意圖1排水溝；排水溝；2其它渠道；其它渠道；3路基中心線；路基中心線；4橋涵橋涵3. 排水溝的防護排水溝的防護 包括排水溝在內的土質溝渠在有可能受到沖刷和滲漏時包括排水溝在內的土質溝渠在有可能受到沖刷和滲漏時必須進行防護和防滲處理必須進行防護和防滲處理加固類型與溝底縱坡關系加固類型與溝底縱坡關系 2. 排水溝的橫斷面排水溝的橫斷面 排水溝的

11、橫斷面，一般采用梯形，尺寸大小應經過水力水排水溝的橫斷面，一般采用梯形，尺寸大小應經過水力水文計算選定。文計算選定。 （四）跌水與急流槽（四）跌水與急流槽1.1.跌水的功能跌水的功能 在陡坡或深溝地段設置的溝底為階梯，水流呈瀑布式跌在陡坡或深溝地段設置的溝底為階梯，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，降低落的溝槽稱作跌水，跌水的作用是在較短的距離內，降低水流流速，消減水流能量，進而防止沖刷（用于坡度大于水流流速，消減水流能量，進而防止沖刷（用于坡度大于10，水頭高差大于，水頭高差大于1.0m的陡坡地段）的陡坡地段）2. 跌水的布置和運用跌水的布置和運用邊溝與涵洞單級跌水

12、連接圖邊溝與涵洞單級跌水連接圖1-邊溝；邊溝；2-路基；路基；3-跌水井；跌水井；4-涵洞涵洞多級跌水縱剖面圖多級跌水縱剖面圖1溝頂線；溝頂線；2溝底線溝底線跌水的基本構造：分為進水口、消力池和出水口三跌水的基本構造：分為進水口、消力池和出水口三個組成部分。個組成部分。 跌水構造示意圖跌水構造示意圖1-護墻，護墻，2消力坎消力坎3. 急流槽急流槽 在陡坡或深溝地段設置的坡度較陡、水流不離開槽底在陡坡或深溝地段設置的坡度較陡、水流不離開槽底的溝槽稱作急流槽。急流槽的作用是在較短的距離內以溝的溝槽稱作急流槽。急流槽的作用是在較短的距離內以溝渠的方式引排水流、降低水頭，進而防止沖刷（可用于比渠的方式

13、引排水流、降低水頭，進而防止沖刷（可用于比跌水更陡的坡度跌水更陡的坡度, ,可達可達60）急流槽急流槽（五）倒虹吸與渡水槽（五）倒虹吸與渡水槽1.1.倒虹吸與渡水槽的功能倒虹吸與渡水槽的功能 當水流需要橫跨路基，同時受到設計標高的限制，可以采當水流需要橫跨路基，同時受到設計標高的限制，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，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，分別相當于涵洞和渡水橋，兩者屬于路基地后者為渡水槽，分別相當于涵洞和渡水橋，兩者屬于路基地面排水的特殊結構物，并且多半是配合農田水利所需而采用。面排水的特殊結構物，并且多半是配合農田水利

14、所需而采用。 2. .倒虹吸與渡水槽的布置倒虹吸與渡水槽的布置 倒虹吸的設置往往是因路基橫跨原有溝渠，且溝渠水位倒虹吸的設置往往是因路基橫跨原有溝渠，且溝渠水位高于路基設計標高，不能按正常條件下設置涵洞，此時采高于路基設計標高，不能按正常條件下設置涵洞，此時采用倒虹吸是可行的方案之一。用倒虹吸是可行的方案之一。 原水道與路基設計標高相差較大，如果路基兩側地形有原水道與路基設計標高相差較大，如果路基兩側地形有利，或當地確有必要，可設簡易橋梁，架設水槽或管道，利，或當地確有必要，可設簡易橋梁，架設水槽或管道，從路基上部跨越，以溝通路基兩側的水流。從路基上部跨越，以溝通路基兩側的水流。倒虹吸：倒虹吸

15、： 借助上下游溝渠水位差，利用勢能迫使水借助上下游溝渠水位差，利用勢能迫使水流降落，經路基下部管道流向路基另一側，再流降落，經路基下部管道流向路基另一側，再復升流入下游水渠。復升流入下游水渠。 渡水槽：渡水槽： 原水道與路基設計標高相差較大，如果路基兩原水道與路基設計標高相差較大，如果路基兩側地形有利，或當地確有必要，可設簡易橋梁，架側地形有利，或當地確有必要，可設簡易橋梁，架設水槽或管道，從路基上部跨越，以勾通路基兩側設水槽或管道，從路基上部跨越，以勾通路基兩側的水流。的水流。 30東江深圳渡水槽墨西哥格雷塔羅市的古渡槽南水北調北京永定河倒虹吸工程引大入秦先明峽倒虹吸（六）蒸發(fā)池（六）蒸發(fā)池

16、 蒸發(fā)池是在氣候干燥地區(qū)的排水困難地段，于公蒸發(fā)池是在氣候干燥地區(qū)的排水困難地段，于公路兩側每隔一定的距離，為匯集邊溝流水，任其蒸路兩側每隔一定的距離，為匯集邊溝流水，任其蒸發(fā)所設置的積水池。發(fā)所設置的積水池。二、地下排水設施二、地下排水設施暗溝（管）暗溝（管）滲溝（井）滲溝（井）盲溝盲溝檢查井檢查井特點：排水量不大，主要以滲流方式匯集水流，特點：排水量不大，主要以滲流方式匯集水流，并就近排出路基范圍以外。并就近排出路基范圍以外。1. 暗溝（管）暗溝（管） 暗溝是設置在地面以下引導水流的溝渠，無滲水暗溝是設置在地面以下引導水流的溝渠，無滲水和匯水作用。用于將泉水和地下集中水流排除出路和匯水作用

17、。用于將泉水和地下集中水流排除出路基范圍以外?；秶酝?。 當路基范圍內遇有個別泉眼，泉水外涌，路線不當路基范圍內遇有個別泉眼，泉水外涌，路線不能繞避時，為將泉水引至能繞避時，為將泉水引至.填方坡腳以外或挖方邊溝，填方坡腳以外或挖方邊溝，加以排除，可在泉眼與出口之間開挖溝槽，修建暗加以排除，可在泉眼與出口之間開挖溝槽，修建暗溝。溝。 暗溝造價一般高于明溝，同時，如果一旦淤塞，暗溝造價一般高于明溝，同時，如果一旦淤塞，疏通費事，甚至需開挖重建。因此，設計時必須與疏通費事，甚至需開挖重建。因此，設計時必須與修建明溝方案進行經濟比較，擇優(yōu)選用。修建明溝方案進行經濟比較，擇優(yōu)選用。2. 滲溝滲溝含義：

18、采用滲透方式將地下水匯集于溝內，并通過含義：采用滲透方式將地下水匯集于溝內，并通過溝底通道將水排至指定地點，此種地下排水設備統(tǒng)溝底通道將水排至指定地點，此種地下排水設備統(tǒng)稱為滲溝。稱為滲溝。作用：降低地下水位或攔截地下水。作用：降低地下水位或攔截地下水。結構形式：盲溝式滲溝、洞式滲溝和管式滲溝。結構形式：盲溝式滲溝、洞式滲溝和管式滲溝。 溝內分層填以大小不同的顆粒材料，利用滲水材溝內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，并沿溝排泄至指定料透水性將地下水匯集于溝內，并沿溝排泄至指定地點。地點。 一側邊溝下設盲溝一側邊溝下設盲溝 二側邊溝下設盲溝二側邊溝下設盲溝 1盲溝

19、；盲溝；2層間水；層間水；3毛細水；毛細水； 1原地下水位；原地下水位；2降低后地下水位；降低后地下水位； 4可能滑坡線可能滑坡線 3盲溝盲溝盲溝底部中間填以粒徑較大盲溝底部中間填以粒徑較大(35cm)的碎石，其的碎石，其空隙較大，水可在空隙中流動?？障遁^大，水可在空隙中流動。粗粒碎石兩側和上部，按一定比例分層粗粒碎石兩側和上部，按一定比例分層(層厚層厚10cm)填以較細粒徑的粒料，逐層粒徑比例大致按填以較細粒徑的粒料，逐層粒徑比例大致按6倍遞減。倍遞減。盲溝頂部和底面，一般設有盲溝頂部和底面，一般設有30cm以上的不透水以上的不透水層，或頂部設有雙層反鋪草皮。層，或頂部設有雙層反鋪草皮。 塑

20、料盲溝是由改性聚丙烯的亂絲熱熔后相互搭接而塑料盲溝是由改性聚丙烯的亂絲熱熔后相互搭接而成的框架結構，外包裹一層土工布。泥水通過外覆土工成的框架結構，外包裹一層土工布。泥水通過外覆土工布過濾成清水進入塑料盲溝內，排放出去。布過濾成清水進入塑料盲溝內，排放出去。 當地下存在多層含水層，其中影響路基的上部含水層較當地下存在多層含水層，其中影響路基的上部含水層較薄，排水量不大，且平式滲溝難以布置，采用立式（豎向）薄，排水量不大，且平式滲溝難以布置，采用立式（豎向）排水，設置滲井，穿過不透水層，將路基范圍內的上層地下排水，設置滲井，穿過不透水層，將路基范圍內的上層地下水，引入更深的含水層中去，以降低上層

21、的地下水位或全部水，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。予以排除。 3. 滲井滲井滲 透 (沉 淀 )池大 名衡 水集 水 井主 線被 交 道 路橫 向 排 水 管北集水井集水井+ +橫向排水管橫向排水管+ +滲滲透透( (沉淀沉淀) )池的排水方案池的排水方案0.5 蛭石隔柵滲透池300排水管主線被交線集水井集水井邊溝邊溝方案一：集水井方案一：集水井+ +橫向排水管橫向排水管+ +滲透池滲透池 當滲透池底部位于地下當滲透池底部位于地下水位之上時，滲透池起水位之上時，滲透池起儲水和滲水作用。滲透儲水和滲水作用。滲透池底部采用過濾材料進池底部采用過濾材料進行防污處理。行防污

22、處理。過濾層過濾層粘土球井外填砂過濾網蛭石過濾層沉淀池排水管 350主線被交線集水井集水井邊溝邊溝擋水埝擋水埝混凝土封底砂層隔水層小滲井方案二：集水井方案二：集水井+ +橫向排水管橫向排水管+ +沉淀池沉淀池( (封底封底)+)+滲井滲井過濾網過濾網蛭石隔蛭石隔柵網柵網隔水層隔水層第三節(jié) 路面排水設計一、路面表面排水一、路面表面排水 盡量采用在路拱和路堤邊坡上橫向漫坡的方式排盡量采用在路拱和路堤邊坡上橫向漫坡的方式排除路面表面水。除路面表面水。公路排水設計規(guī)范（公路排水設計規(guī)范（JTJ018-97JTJ018-97）將中央分隔將中央分隔帶排水劃分為三種類型：帶排水劃分為三種類型： （1 1）封

23、閉型分隔帶向兩側排水（小于）封閉型分隔帶向兩側排水（小于3m）（2 2）超高斷面設集水管，淺溝或泄水口）超高斷面設集水管，淺溝或泄水口（3 3）未封閉分隔帶采用盲溝加橫向排水管排水（大于）未封閉分隔帶采用盲溝加橫向排水管排水（大于3m）二、中央分隔帶排水二、中央分隔帶排水三、路面內部排水三、路面內部排水1. 水對路面結構的影響水對路面結構的影響( (1) ) 浸濕各結構層材料和路基土，易造成無粘結粒狀材料和浸濕各結構層材料和路基土，易造成無粘結粒狀材料和地基土的強度降低；地基土的強度降低；( (2) ) 使混凝土路面產生唧泥，隨之出現錯臺、開裂和整個路使混凝土路面產生唧泥，隨之出現錯臺、開裂和

24、整個路肩破壞；肩破壞；( (3) ) 進入空隙的自由水在行車荷載的作用下，會形成高孔隙進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，引起路面基層的細顆粒產生唧泥，水壓力和高流速的水流，引起路面基層的細顆粒產生唧泥，結果失去支承；結果失去支承；( (4) ) 在冰凍深度大于路面厚度的地方，高地下水位會造成凍在冰凍深度大于路面厚度的地方，高地下水位會造成凍脹，并在凍融期間降低承載能力；脹，并在凍融期間降低承載能力；( (5) ) 水使凍脹土產生不均勻凍脹；水使凍脹土產生不均勻凍脹；( (6) ) 與水經常接觸將使瀝青混合料剝落，影響瀝青混凝土耐與水經常接觸將使瀝青混合料剝落，影響瀝青混凝土耐久性和產生龜裂。久性和產生龜裂。 由沿路面邊緣設置由透水性填料集水溝、縱向排水由沿路面邊緣設置由透水性填料集水溝、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)是將滲入路面結構內的自由水，先沿路面結構層系統(tǒng)是將滲入路面結構內的自由水，先沿路面結構層間空隙或某一透水層次橫向流入縱向集水溝和排水管，間空隙或某一透水層次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。再由橫向出水管排引出路