《路基排水設(shè)計(jì)》課件

《路基排水設(shè)計(jì)》PPT課件第一節(jié)路基排水的意義和要求一、路基排水的意義保持路基材料的強(qiáng)度穩(wěn)定性，進(jìn)而保持路基的穩(wěn)定性二、路基排水設(shè)計(jì)的一般原則1.路基排水設(shè)計(jì)應(yīng)防、排、疏結(jié)合，全面規(guī)劃，做到正確合理2.路基排水溝渠的設(shè)置盡量與環(huán)境協(xié)調(diào)；3.路基排水困難地段，可采取降低地下水位、設(shè)置隔離層等措施；4.因地制宜，經(jīng)濟(jì)適用→邊溝

→截水溝

→排水溝

→跌水、急流槽→蒸發(fā)池→油水分離池→排水泵站

路基地表排水設(shè)施第二節(jié)路基排水設(shè)施的構(gòu)造與布置一、地表排水設(shè)施（一）邊溝1.邊溝的功能用于匯集和排除降落在路基范圍內(nèi)以及流向路基的少量地表水2.邊溝的布置（1）橫向位置邊溝一般布置在路塹的路肩外側(cè)或較低矮路堤坡腳外側(cè)（2）邊溝的縱坡邊溝的縱坡宜與路線(xiàn)縱坡相一致，并不宜小于0.3％，困難情況下可以減至0.1%（3）邊溝的長(zhǎng)度單向排水長(zhǎng)度每300—500米設(shè)出水口邊溝的橫斷面形式示意圖：a)、b)梯形；c)、d)流線(xiàn)形；e)三角形；f)矩形

邊溝1:mbHa)1:n1:1bHb)R=0.3R=0.3R1=5.60.3~0.5c)R=0.3R=0.30.3~0.5d)1:nHe)1:n1:0.1bHf)深度or寬度0.4-0.6m橫斷面梯形邊溝優(yōu)美的碟形邊溝（二）截水溝（天溝）1.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，減輕邊溝的水流負(fù)擔(dān)，保證挖方邊坡和填方坡腳不受流水沖刷。2.截水溝的布置（1）橫向位置截水溝一般布置在路塹邊坡或陡坡路堤上側(cè)，垂直于山坡水流方向或基本與等高線(xiàn)平行。視降雨量，可以不設(shè)或設(shè)計(jì)多道。填方截水溝截水溝挖方截水溝>5m挖方坡頂?shù)慕厮疁蠈⒔厮疁系乃聛?lái)（2）截水溝的縱坡與長(zhǎng)度截水溝的縱坡不宜小于0.3％，長(zhǎng)度的考慮以匯水既不造成過(guò)大的沖刷，又不淤積為原則。3.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1：1.0～1：1.5。溝底寬度b不小于0.5m，溝深h按設(shè)計(jì)流量而定，亦不應(yīng)小于0.5m。土質(zhì)石質(zhì)（三）排水溝（引水溝）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），引排至橋涵或路基范圍以外的指定地點(diǎn)。

2.排水溝的布置（1）排水溝的布置可以根據(jù)需要并結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦螚l件而定，距離路基坡腳不宜小于3～4m，平面上應(yīng)力求美觀(guān)大方，需要轉(zhuǎn)彎時(shí)亦應(yīng)盡量圓順，做成弧形，其半徑不宜小于10～20m，連續(xù)長(zhǎng)度宜短，一般不超過(guò)500m。

（2）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(guò)水文水力計(jì)算而擇優(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％。

1.排水溝的功能排水溝與水道銜接示意圖1—排水溝；2—其它渠道；3—路基中心線(xiàn)；4—橋涵3.排水溝的橫斷面排水溝的橫斷面，一般采用梯形，尺寸大小應(yīng)經(jīng)過(guò)水力水文計(jì)算選定。

（3）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)使排水溝與原水道兩者成銳角相交，交角不大于45，有條件可用半徑R=10b（b為溝頂寬）的圓曲線(xiàn)朝下游與其它水道相接。4.排水溝的防護(hù)包括排水溝在內(nèi)的土質(zhì)溝渠在有可能受到?jīng)_刷和滲漏時(shí)必須進(jìn)行防護(hù)和防滲處理縱坡（%）〈11～33～55～7〉7加固類(lèi)型不加固1.土質(zhì)好，不加固2.土質(zhì)不好，簡(jiǎn)易加固簡(jiǎn)易加固或干砌式加固干砌式或漿砌式加固漿砌式加固或改用跌水加固類(lèi)型與溝底縱坡關(guān)系

溝渠加固類(lèi)型

（四）跌水1.跌水的功能在陡坡或深溝地段設(shè)置的溝底為階梯，水流呈瀑布式跌落的溝槽稱(chēng)作跌水，跌水的作用是在較短的距離內(nèi)，降低水流流速，消減水流能量，進(jìn)而防止沖刷（用于坡度大于10％，水頭高差大于1.0m的陡坡地段）2.跌水的布置和運(yùn)用邊溝與涵洞單級(jí)跌水連接圖1—邊溝；2—路基；3—跌水井；4—涵洞多級(jí)跌水縱剖面圖1—溝頂線(xiàn)； 2—溝底線(xiàn)跌水（五）急流槽1.急流槽的功能在陡坡或深溝地段設(shè)置的坡度較陡、水流不離開(kāi)槽底的溝槽稱(chēng)作急流槽。急流槽的作用是在較短的距離內(nèi)以溝渠的方式引排水流、降低水頭，進(jìn)而防止沖刷（可用于比跌水更陡的坡度,可達(dá)600）急流槽平面圖急流槽

蒸發(fā)池蒸發(fā)池是在氣候干燥地區(qū)的排水困難地段，于公路兩側(cè)每隔一定的距離，為匯集邊溝流水，任其蒸發(fā)所設(shè)置的積水池。蒸發(fā)池與路基邊溝（或排水溝）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(gè)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(gè)蒸發(fā)池的容水量不宜超過(guò)200～300m3，蓄水深度不應(yīng)大于1.5～2.0m。

油水分離池路基排水溝出口位于水質(zhì)特別敏感區(qū)沉淀法格柵沉砂池

排水泵站路基匯水無(wú)法自流排除時(shí)，可設(shè)置排水泵站。第三節(jié)地下排水設(shè)施路基地下排水設(shè)施包括暗溝(管)、滲溝、滲井、仰斜式排水孔、檢查疏通井等。一、暗溝（管）

暗溝（管）用于排除泉水或地下集中水流，無(wú)滲水和匯水的功能。暗溝橫斷面一般為矩形，泉井壁和溝底、溝壁用漿砌片石或水泥混凝土預(yù)制塊砌筑，溝頂設(shè)置混凝土或石蓋板，蓋板頂面上的填土厚度不應(yīng)小于0.50米。溝底的縱坡不宜小于1%,條件困難時(shí)亦不得小于0.5%,出水口處應(yīng)加大縱坡,并應(yīng)高出地表排水溝常水位0.2米以上。二、滲溝滲溝及滲井用于降低地下水位或攔截地下水。當(dāng)?shù)叵滤癫剌^淺或無(wú)固定含水層時(shí)，宜采用滲溝，如圖5-20，圖5-21所示。

根據(jù)構(gòu)造的不同，將滲溝分為填石滲溝、管式滲溝、洞式滲溝。

填石滲溝，也稱(chēng)為盲溝，一般適用于地下水流量不大、滲溝不長(zhǎng)的地段，填石滲溝較易淤塞。

洞式及管式滲溝，一般適用于地下水流量較大、引水較長(zhǎng)的地段，條件允許時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用管式滲溝。滲溝由排水層、反濾層、封閉層組成盲溝式、洞式、管式

滲溝（1）滲溝的槽寬(人工開(kāi)挖)視溝深而定，一般深度在2m時(shí)，寬度為0.6~0.8m深度在3~4m時(shí)，寬度不小于1m。溝內(nèi)用作排水和滲水的砂石填料，應(yīng)經(jīng)過(guò)篩選和清洗。（2）封閉層是為了防止土粒落進(jìn)填充石料的孔隙，以免造成滲溝堵塞而設(shè)置的，同時(shí)也能起到防止地面水滲入溝內(nèi)的作用。（3）反濾層是為了匯集水流，并用以防止含水層中土粒堵塞排水層而設(shè)置的。反濾層應(yīng)盡可能選用顆粒大小均勻的砂石材料，分層填埋，相鄰兩層顆粒直徑之比不小于1:4，設(shè)計(jì)時(shí)填料的顆粒應(yīng)為含水層土的最大粒徑的8～10倍。豎直方向上的地下排水設(shè)備，穿過(guò)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或全部予以排除。

滲井一般施工不易，造價(jià)高，土基含水量較大，導(dǎo)致強(qiáng)度降低，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)分析比較。

3.滲井的構(gòu)造上部構(gòu)造:滲水井面積的大小，取決于路基表面的流量，一般可采用直徑為0.7m的圓井，或0.6mx0.66m~1.0mx1.0m的方井。滲水井的頂部四周(進(jìn)口部分除外)用粘土筑堤圍護(hù)。頂上也可加筑混凝土蓋，嚴(yán)防滲井淤塞。上部構(gòu)造為集水結(jié)構(gòu)，下部為排水結(jié)構(gòu)。下部構(gòu)造:滲水井的下部，必須穿過(guò)不透水層而深達(dá)滲透層。井內(nèi)填充材料用碎石或卵石，上部不透水土層內(nèi)填充砂和礫石。透水性土層離地面較深時(shí)，可甩鉆井機(jī)鉆孔，但鉆井的直徑不應(yīng)小于15cm，有時(shí)可達(dá)50一60cm。a)滲井構(gòu)造b)滲水?dāng)U散曲線(xiàn)五、仰斜式排水孔

仰斜式排水孔是排泄挖方路基邊坡上地下水的有效措施，當(dāng)坡面上有集中地下水時(shí)，采用仰斜式排水孔排泄，且成群布置，能取得較好的效果；仰斜式排水孔鉆孔直徑一般為75～150毫米，仰角不小于6°，長(zhǎng)度應(yīng)伸至地下水富集或潛在滑動(dòng)面。孔內(nèi)透水管直徑一般為50～100毫米。透水管應(yīng)外包l～2層滲水土工布，防止泥土將滲水孔堵塞，管體四周宜用透水土工布作為反濾層。1）路面表面排水設(shè)計(jì)

2）中央分隔帶排水設(shè)計(jì)

3）路面內(nèi)部排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4）路面邊緣排水設(shè)計(jì)

5）排水基層或面層排水設(shè)計(jì)◆1、設(shè)計(jì)內(nèi)容第四節(jié)路面排水設(shè)施構(gòu)造與布置1）路面表面排水

基本原則：1）降落在路面上的雨水，應(yīng)通過(guò)路面橫向坡度向兩側(cè)排流，避免行車(chē)道路路面范圍內(nèi)出現(xiàn)積水。2）在路線(xiàn)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坡的方式排除路面表面水。第四節(jié)路面排水設(shè)施構(gòu)造與布置1）路面表面排水

基本原則：3）在路堤較高，邊坡坡面在未做防護(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(guò)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(guò)水?dāng)嗝鎯?nèi)的水面，在高速公路及一級(jí)公路上不得漫過(guò)右側(cè)車(chē)道外邊緣，在二級(jí)及二級(jí)以下公路上不得漫過(guò)右側(cè)車(chē)道中心線(xiàn)。第四節(jié)路面排水設(shè)施構(gòu)造與布置1）路面表面排水?dāng)r水帶可由瀝青混凝土現(xiàn)場(chǎng)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(guò)水?dāng)嗝娴脑O(shè)計(jì)水面高（水深），按設(shè)計(jì)流量公式（7-1）計(jì)算確定。公式（7-1）第四節(jié)路面排水設(shè)施構(gòu)造與布置1）路面表面排水第四節(jié)路面排水設(shè)施構(gòu)造與布置2）一般路段中央分隔帶第四節(jié)路面排水設(shè)施構(gòu)造與布置3）超高路段中央分隔帶

三個(gè)要求（1）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(chē)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，以攔截和排泄上側(cè)半幅路面的表面水。緣石過(guò)水?dāng)嗝娴男顾诳刹捎瞄_(kāi)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。第四節(jié)路面排水設(shè)施構(gòu)造與布置3）超高路段中央分隔帶（2）寬度大于3m且表面未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匯集在分隔帶中央的低洼處，并通過(guò)縱坡排流到泄水口或橫穿路界的橋涵水道中。（3）表面無(wú)鋪面且未采用表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。第四節(jié)路面排水設(shè)施構(gòu)造與布置3）超高路段中央分隔帶第四節(jié)路面排水設(shè)施構(gòu)造與布置3）超高路段中央分隔帶第四節(jié)路面排水設(shè)施構(gòu)造與布置4）路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水

路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部水的危害（1）浸濕各結(jié)構(gòu)層材料和路基土，易造成無(wú)粘結(jié)粒狀材料和地基土的強(qiáng)度降低；（2）使水泥混凝土路面產(chǎn)生唧泥，隨之出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)、開(kāi)裂和整個(gè)路肩破壞；（3）進(jìn)入空隙的自由水在行車(chē)荷載的作用下，會(huì)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)果失去支承；第四節(jié)路面排水設(shè)施構(gòu)造與布置4）路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水

路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部水的危害（4）在冰凍深度大于路面厚度的地方，高地下水位會(huì)造成凍脹，并在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和產(chǎn)生龜裂。第四節(jié)路面排水設(shè)施構(gòu)造與布置4）路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水

設(shè)置條件（1）年降水量為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)公路或重要的二級(jí)公路。（2）路基兩側(cè)有滯水，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(guò)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)的水份。第四節(jié)路面排水設(shè)施構(gòu)造與布置4）路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水

設(shè)置要求（1）路面內(nèi)部排水系統(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(guò)上游排水設(shè)施的泄水能力。（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(guò)1小時(shí)，其它地區(qū)不應(yīng)超過(guò)2小時(shí)（重交通）～4小時(shí)（輕交通）。滲入水在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的滲流路徑長(zhǎng)度不宜超過(guò)45m～60m。（3）各項(xiàng)排水設(shè)施不應(yīng)被滲流從路面