道路排水工程設(shè)計(jì)講義

第九章道路排水工程設(shè)計(jì)第九章道路排水工程設(shè)計(jì)

第一節(jié)概述第二節(jié)路基排水設(shè)計(jì)第三節(jié)路面排水設(shè)計(jì)第一節(jié)概述一、道路排水的目的及要求影響路基路面的水可分為地面水和地下水兩類，地面水對(duì)路基產(chǎn)生沖刷和滲透，沖刷可能導(dǎo)致路基整體穩(wěn)定性受損害，形成水毀現(xiàn)象。地下水主要對(duì)路基產(chǎn)生影響，輕者能使路基濕軟，降低路基強(qiáng)度；重者會(huì)引起凍脹、翻漿或邊坡滑坍。道路排水的任務(wù)，就是將路基范圍內(nèi)的土基濕度降低到一定的范圍內(nèi)，保持路基路面常年處于干燥、中濕狀態(tài)，確保結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定，以及避免積水，延長(zhǎng)和確保其正常使用壽命。

二、排水設(shè)計(jì)的一般原則排水設(shè)計(jì)的一般原則

a、根據(jù)具體情況進(jìn)行系統(tǒng)分析，遵循先主后次，先重點(diǎn)后輔助，先地下后地面，先排水后防護(hù)原則b、排水設(shè)施要因地制宜、全面規(guī)劃、合理布局、綜合治理、講究時(shí)效、注意經(jīng)濟(jì)，并充分利用有利地形和自然水系c、各種路基排水溝渠的設(shè)置，應(yīng)注意與農(nóng)田水利相配合d、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e、防止附近山坡的水土流失，盡量不破壞天然水系，f、結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件和道路等級(jí)等具體情況，注意就地取材，以防為主g、盡量阻止水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)，并提供良好的排水措施第二節(jié)路基排水設(shè)計(jì)一、地面排水設(shè)施常用的路基地面排水設(shè)施有邊溝、截水溝、排水溝、跌水與急流槽、蒸發(fā)池、排水泵站等，必要時(shí)還有渡水槽、倒虹吸及積水池等。1、邊溝

邊溝設(shè)置在挖方路基的路肩外側(cè)或矮路堤的坡腳外側(cè)，上坡上路堤靠上坡一側(cè)的坡腳應(yīng)設(shè)置不透水的邊溝。邊溝不宜過長(zhǎng)，橫段面形式有：梯形、矩形、三角形及流線形，如圖，各斷面形式適用范圍（見教材）表9-12、截干水溝設(shè)置干在挖干方路干基邊干坡坡干頂以干外，干或深干路塹干高邊干坡分干臺(tái)碎干落臺(tái)干上，干或護(hù)干坡道干上，干或山干坡路干堤上干方的干適當(dāng)干地點(diǎn)干。用干以攔干截路干基上干方流干向路干基的干地面干徑流干，減干輕邊干溝的干水流干負(fù)擔(dān)干，保干證挖干方邊干坡和干填方干坡腳干不受干水流干沖刷干。下干圖是干設(shè)置干在路干塹邊干坡上干方的干截水干溝示干意圖干。山坡干填方干路段干可能干遭到干上方干水流干的沖干刷而干破壞干，因干此必干須設(shè)干置截干水溝干，以干攔截干山坡干水流干，保干護(hù)路干堤。干如圖干：橫斷干面形干式一干般為干梯形干，溝干的邊干坡坡干度，干因巖干土條干件而干定，干采用1∶干1.干0～1∶干1.干5，如干圖所干示：位置干盡量干與絕干大多干數(shù)地干面水干流方干向垂干直溝底干應(yīng)具干有0.干5％以干上的干縱坡干，亦干不宜干超過3％截水干溝下干游應(yīng)干有急干流槽3、排干水溝用于干排除干來(lái)自干邊溝干、截干水溝干或其干他水干源的干水流干，并干將其干引至干橋涵干或路干基范干圍以干外的干指定干地點(diǎn)干。橫斷干面形干式，干一般干采用干梯形干，尺干寸大干小應(yīng)干經(jīng)水干利水干文計(jì)干算確干定位置干根據(jù)干需要干并結(jié)干合當(dāng)干地地干形條干件而干定排水干溝水干流注干入其干它溝干渠或干水道干時(shí)，干應(yīng)使干原水干道不干產(chǎn)生干沖刷干或淤干積。干通常干應(yīng)使干排水干溝與干原水干道兩干者成干銳角干相交干，即干交角干不大干于45干°，排水干溝與干其它干水道干銜接干示意干圖如圖干：1、排干水溝干；2、其干它溝干渠；3、路干基中干心線干；4、橋干涵路基干排水干溝渠干的加干固類干型有干多種干，下干圖為干溝渠干加固干橫斷干面圖干，設(shè)干計(jì)時(shí)干可結(jié)干合當(dāng)干地條干件，干根據(jù)干溝渠干土質(zhì)干、水干流速干度、干溝底干縱坡干和使干用要干求等干按《簡(jiǎn)明干公路干施工干手冊(cè)》選定干。a)石灰干三合干土抹干平層干；b）干干砌片干石（干碎石干墊平干）；c）平干鋪草干皮；d)漿砌干片石干（碎干石墊干平）干；e）豎干鋪草干皮，干砌石干底；f）磚干砌水干槽；4、跌干水與干急流干槽為人干工排干水溝干渠的干特殊干形式干，用干于陡干坡地干段，干溝底干縱坡干可達(dá)45干°，跌干水的干構(gòu)造干，有干單級(jí)干和多干級(jí)之干分干，基干本構(gòu)干造可干分為干進(jìn)水干口、干消力干池和干出水干口三干個(gè)組干成部干分，干如圖干：多級(jí)干跌水干如圖干，其干底寬干和每干級(jí)長(zhǎng)干度依干地形干和需干要而干定急流干槽的干構(gòu)造干亦由干進(jìn)口干、主干槽（干槽身干）和干出口干三部干分組干成，干如下干圖所干示。干進(jìn)出干口與干主槽干連接干處，干因溝干槽橫干斷面干尺寸干不同干，應(yīng)干設(shè)置干過渡干段，干以便干平順干銜接干，出干口部干分設(shè)干有消干力池干。急干流槽干的基干礎(chǔ)必干須穩(wěn)干固，干在槽干底設(shè)干耳墻干埋入干地面干以下干，以干防止干滑動(dòng)干。當(dāng)干槽身干較長(zhǎng)干時(shí)，干宜分干段砌干筑，干每段干長(zhǎng)5～10干m，預(yù)干留伸干縮縫干，并干用防干水材干料填干塞。1、耳干墻;2、消干力池;3、混干凝土干槽底;4、鋼干筋混干凝土干槽底;5、橫干向溝干渠;6、砌干石護(hù)干底5、倒干虹吸干與渡干水槽當(dāng)水干流需干要橫干跨路干基，干而又干受設(shè)干計(jì)標(biāo)干高限干制時(shí)干，可干以采干用管干道或干溝槽干從路干基底干部通干過或干上部干架空干跨越干，前干者為干倒虹干吸，干后者干為渡干水槽當(dāng)路干線跨干越溝干渠，干而溝干渠水干位與干路基干標(biāo)高干相差干不多干，既干不變干設(shè)明干涵，干又不干能修干建架干空渡干水槽干時(shí)，干采用干倒虹干吸是干一種干可行干的方干案。干倒虹干吸布干置如干下圖干所示干。1、路干基;2、原干溝渠;3、洞干身;4、墊干層;5、豎干井;6、沉干淀池倒虹干吸借干助上干下游干水位干差，干采用干勢(shì)能干迫使干水流干降落干，經(jīng)干路基干下部干管道干流向干路基干另一干側(cè)，干再利干用動(dòng)干能上干升流干入下干游溝干渠，干倒虹干吸管干有箱干形和干圓形干兩種干。以干水泥干混凝干土和干鋼筋干混凝干土結(jié)干構(gòu)為干主干，倒干虹吸干兩端干設(shè)豎干井，干井底干標(biāo)高干低于干管道干，起干沉積干泥沙干和雜干物的干作用干。渡水干槽相干當(dāng)于干渡水干橋，干如圖干所示干，作干用是干在路干基上干空將干兩側(cè)干溝渠干連接干起來(lái)干，以干保證干水流干暢通由進(jìn)干出水干口、干槽身干和下干部支干承三干部分干組成,其中干進(jìn)出干水口干構(gòu)造干如圖干：6、蒸干發(fā)池利用干沿線干的集干中取干土坑干或?qū)８砷T設(shè)干置蒸干發(fā)池蒸發(fā)干池與干路基干邊溝干（或干排水干溝）干間應(yīng)干設(shè)排干水溝干連接干。蒸干發(fā)池干邊緣干與路干基邊干溝距干離不干應(yīng)小干于5m，面干積較干大的干蒸發(fā)干池不干得小干于20干m。池干中水干位應(yīng)干低于干排水干溝的干溝底干。二、干地下干排水干設(shè)施常用干的地干下排干水設(shè)干施有干：暗（干明）干溝（干管）干、滲干溝、干滲水干隧洞干、滲干井、干仰斜干式排干水孔干、檢干查疏干通井等。特點(diǎn)干：排干水量干不大干，主干要是干以滲干流的干方式干匯集干水流干就近干排出干。1、明干溝針對(duì)干路基干及邊干坡土干體中干的上干層滯干水或干埋藏干很淺干的潛干水和干地下干承壓干水，干分梯干形斷干面和干矩形干槽式干斷面干，如干圖所干示，梯形干斷面干明溝干一般干適用干于地干下水干埋藏干很淺干的潛干水和干承壓干水，干深度干僅在1～2m之內(nèi)干；矩干形槽干式斷干面明干溝一干般用干于處干理地干下水干埋藏干相應(yīng)干較深干，或干地質(zhì)干不良干、水干溝邊干坡容干易發(fā)干生滑干塌的干地方干，其干深度干可達(dá)3m左右干。漿砌干片石干梯形干斷面干明溝漿砌干片石干矩形干斷面干明溝2、盲干溝盲溝干又稱干暗溝干是設(shè)干在地干面以干下引干排、干集中干水流干的溝干渠，干無(wú)排干滲水干和匯干水的干作用干。在干水利干特性干上屬干于紊干流。一側(cè)干邊溝干下面干所設(shè)干的盲干溝用干以攔干截流干向路干基的干層間干水，干防止干路基干邊坡干滑坍干和毛干細(xì)水干上升干危及干路基干的強(qiáng)干度和干穩(wěn)定干性。路基干兩側(cè)干邊溝干下均干設(shè)盲干溝用干以降干低地干下水干位，干防止干毛細(xì)干水上干升至干路基干工作干區(qū)范干圍內(nèi)干，形干成水干分積干聚而干造成干凍脹干翻漿干，或干土基干過濕干而降干低強(qiáng)干度等干，如干圖所干示；一側(cè)干邊溝干下設(shè)干盲溝干兩干側(cè)邊干溝下干設(shè)盲干溝下圖干設(shè)在干路基干挖方干與填干方交干界處干的橫干向盲干溝，干用以干攔截干和排干除路干塹下干面層干間水干或小干股泉干水，干保持干填方干路段干不受干水害干。1、盲干溝;2、邊干溝;3、路干塹;4、路干堤簡(jiǎn)易干盲溝干的排干水能干力較干小，干不宜干過長(zhǎng)干，溝干底具干有1～2%的縱干坡，干出水干口底干面標(biāo)干高應(yīng)干高出干溝外干最高干水位20干cm，以干防水干流倒干滲。暗溝干通常干在以干下兩干種情干況下干設(shè)置干：（1）路干基遇干有個(gè)干別泉干眼，干泉水干外涌干，路干線不干能繞干行（2）市干區(qū)或干穿過干集、干鎮(zhèn)路干段的干街道干污水干管或干雨水干管，干以及干公路干中央干分隔干帶彎干道處干的排干水設(shè)干施3、滲干溝采用干滲透干方式干將地干下水干匯集干于溝干內(nèi)并干通過干溝底干通道干將水干排至干指定干地點(diǎn)干。有三干種結(jié)干構(gòu)形干式：干盲溝干式、干洞式干和管干式a)盲溝干式b)洞式c)管式滲溝干設(shè)洞干或管干，相干當(dāng)于干溝底干埋置干可以干滲水干的涵干洞。干下圖干是洞干式滲干溝結(jié)干構(gòu)圖干，其干洞寬b約20干cm，高干約20干~3干0c干m；蓋干板用干條石干或混干凝土干預(yù)制干板，干板長(zhǎng)干約為2b干,板厚P≥15干cm，并干預(yù)留干滲水干孔，干以便干將滲干入溝干內(nèi)的干水匯干集于干洞內(nèi)干排出干。一干般將干洞身干埋置干于不干透水干層內(nèi)干，洞干身埋干在透干水層干中時(shí)干，必干要時(shí)干在兩干側(cè)和干底部干加設(shè)干隔水干層，干以達(dá)干到排干水的干目的干；如干果地干基軟干弱，干應(yīng)鋪干設(shè)砂干石基干礎(chǔ)；干洞身干應(yīng)具干有大干于0.干5%的縱干坡，干使集干水通干暢排干出。1、漿干砌塊干石;2、碎干礫石;3、蓋干板;4、砂;5、雙干層反干鋪草干皮6、基干礎(chǔ)當(dāng)排干除地干下水干的流干量更干大，干或排干水距干離較干長(zhǎng)，干可考干慮采干用管干式滲干溝。干管式干滲溝干的排干水管干可采干用預(yù)干制滲干水管干。設(shè)干于邊干溝下干的管干式滲干溝如干圖所干示。4、滲干井匯集干地面干不深干處含干水層干中的干地下干水，干使其干通過干不滲干水層干滲入干更深干的含干水層干中，干以降干低淺干層的干地下干水位干或全干部予干以排干出，干疏干干路基采用干滲井干排水干措施干前必干須探干明路干基下干層是干否存干在透干水層干，能干否通干過滲干井匯干集并干排走干的地干下水路基干內(nèi)圓干形滲干井的干結(jié)構(gòu)干與布干置如干圖：三、干路基干排水干系統(tǒng)干設(shè)計(jì)1、路干基排干水的干設(shè)計(jì)干，必干須分干別情干況，干因地干制宜干。2、利干用邊干溝、干截水干溝等干排水干設(shè)備干分段干截留干，引干入自干然溝干谷、干荒地干、取干土坑干或低干洼處干，排干出路干基范干圍之干外。3、丘干陵及干山嶺干地區(qū)干除邊干溝排干水須干注意干挖方干邊坡干上方干水流干下泄干。4、地干下水干的處干理，干應(yīng)與干地面干水的干排除干統(tǒng)一干考慮干，因干地制干宜5、排干水系干統(tǒng)綜干合設(shè)干計(jì)，干應(yīng)合干理選干定各干種排干水設(shè)干備的干類型干和位干置，干恰當(dāng)干確定干排水干功能干。6、在干路基干排水干設(shè)計(jì)干中，干農(nóng)田干用水干宜自干成系干統(tǒng)。注意干問題下圖干是路干基綜干合排干水系干統(tǒng)示干例地下干水的干處理干，應(yīng)干與地干面水干的排干除統(tǒng)干一考干慮，干因地干制宜干。設(shè)干置必干要的干地下干排水干設(shè)備干，充干分利干用地干面排干水溝干渠，干把危干及路干基的干地下干滲水干、泉干水予干以排干除。干下圖干是路干基排干水綜干合設(shè)干計(jì)的干一個(gè)干簡(jiǎn)例干，利干用滲干溝將干路基干上方干出現(xiàn)干的泉干水匯干集經(jīng)干涵洞干排至干路基干下方干。第三干節(jié)干路面干排水干設(shè)計(jì)一、干路面干表面干排水目的干：通干過排干水設(shè)干施將干降落干在公干路用干地范干圍內(nèi)干的表干面水干有效干地匯干集，干并迅干速排干出路干界外干，同干時(shí)將干可能干流入干路界干的地干表水干攔截干在路干界范干圍外干。對(duì)于干高速干和一干級(jí)公干路通干常選干用攔水干帶和干急流干槽的排干水方干式干，對(duì)干于二干級(jí)及干二級(jí)干以下干的公干路通干常都干采用橫向干漫流干分散排水干的方干式。（1）分干散漫干流式干路表干排水主要干是依干靠路干面及干路肩干的橫干坡及干時(shí)將干降水干排除干路面干。適用干于路干線縱干坡平干緩、干匯水干量不干大，干路堤干較低干、且干邊坡干坡面干不會(huì)干受到干沖刷干的路干段，干主要干用于干等級(jí)干較低干的公干路。通過干在行干車道干和路干肩上干設(shè)置干的橫干向坡干度，干使表干面水干流向干路基干邊緣干。路干面橫干披大干，有干利于干迅速干排水干，但干不利干于行干車安干全。干路肩干的橫干披值干應(yīng)較干行車干道橫干披值干大1％～2％。（2）集干中截干流式干路表干排水避免干路堤干邊坡干坡面干受排干水沖干刷，干在硬干路肩干外測(cè)干邊緣干設(shè)置干攔水干帶或干路肩干排水干溝，干將路干面水干攔在干硬路干肩范干圍內(nèi)干，通干過一干定距干離設(shè)干置的干泄水干口和干急流干槽排干入邊干溝。適用干于路干堤較干高，干邊坡干坡面干未作干防護(hù)干且易干遭受干路面干表面干水流干沖刷干，或干雖已干采取干防護(hù)干措施干但仍干有可干能受干沖刷干的地干段，干主要干應(yīng)用干在等干級(jí)較干高的干公路干上。路表干排水干設(shè)施干主要干有路拱干及路干肩橫干坡、干攔水干帶、干三角干形或干矩形干集水干槽、干泄水干口和干急流干槽等。（一干）攔干水帶1、主干要形干式:一般干由瀝干青混干凝土干、水干泥混干凝土干或塊干石制干作。a)瀝青干混凝干土攔干水帶;b干)水泥干混凝干土攔干水帶(1－硬干路肩干邊緣)2、設(shè)干置原干則及干構(gòu)造干：對(duì)于干高速干公路干和一干級(jí)公干路，干過水干斷面干內(nèi)的干水面干只能干覆蓋干路肩干寬度干，干對(duì)于干二級(jí)干及二干級(jí)以干下公干路干，規(guī)干定過干水?dāng)喔擅鎯?nèi)干的水干面不干能漫干過毗干鄰車干道的干一半干寬度攔水干帶的干頂面干應(yīng)略干高于干過水干斷面干的設(shè)干計(jì)水干位高干；攔干水帶干的設(shè)干計(jì)外干露高干度（干即過干水?dāng)喔擅娴母伤罡桑?，干還取干決于干設(shè)計(jì)干流量干和路干肩的干橫向干坡度干，可干按設(shè)干計(jì)流干量計(jì)干算確干定；（二干）路干肩排干水溝在硬干路肩干寬度干較窄干或爬干車道干占用干了路干肩過干水?dāng)喔擅?，干而路干面的干匯水干寬度干或匯干水量干都較干大，干攔水干帶的干流水干斷面干不足干時(shí)，干可在干路肩干上設(shè)干置由U形水干泥混干凝土干預(yù)制干件鋪干筑的干路肩干排水干溝。采用干匯集干路面干表面干水集干中排干放的干方式干，干或在干土路干肩上干設(shè)置干邊溝干的方干式匯干集表干面水1、路干堤邊干溝1-行車干道；2-硬路干肩；3-碟形干混凝干土邊干溝；4-基層干；5-墊層2、路干塹邊干溝1-硬路干肩；2-三角干形或干皿形干邊溝3-溝底干鋪砌4-排水干溝透干水性干回填干料5-排水干管6-標(biāo)線7-溝底干和坡干面鋪干砌8-砂礫路塹干混凝干土邊干溝1-硬路干肩；2-無(wú)鋪干面路干肩3-碟形干混凝干土邊干溝；4-基層干；5-面層干；6-基層7-底基干層；8-邊坡邊溝干可采干用三干角形干、碟干形、U形、干梯形干或矩干形斷干面，干按公干路等干級(jí)、干所需干排泄干的設(shè)干計(jì)流干量、干設(shè)置干位置干和土干質(zhì)或干巖質(zhì)干選定干。高干速和干一級(jí)干公路干，宜干采用干三角干形或干碟形干邊溝干。（三干）泄干水口1、主干要形干式：干開口干式、干格柵干式和干組合干式開口干式對(duì)干于道干路交干通的干干擾干和受干漂浮干垃圾干堵塞干的影干響較干少干；格干柵式干泄水干口適干用于干在路干上車干輛不干靠近干路緣干石行干駛，干縱坡干較大干（3％以干上）干，以干及漂干浮垃干圾較干少的干情況干下；干復(fù)合干式泄干水口干適用干于設(shè)干計(jì)流干量較干大的干情況干下2、設(shè)干置及干構(gòu)造干：可干設(shè)置干成開干口（干喇叭干口）干式。干長(zhǎng)度干不得干小于50干cm；間干距設(shè)干置一干般為20～50干m；泄干水口干宜設(shè)干在凹干曲線干的底干部、干道路干交叉干口、干匝道干口、干與橋干梁等干構(gòu)造干物連干接處干、超干高路干段與干一般干路段干的橫干坡轉(zhuǎn)干換處干。（四干）路干肩急干流槽其縱干坡應(yīng)干與所干在的干路基干邊坡干坡度干一致干；槽干身的干橫斷干面為干槽形干，多干由水干泥混干凝土干預(yù)制干構(gòu)件干拼裝干、砌干筑而干成；干進(jìn)水干口為干喇叭干式的干簸箕干形二、干路面干內(nèi)部干排水干與排干水系干統(tǒng)路面干內(nèi)部干排水干必要干性：干長(zhǎng)期干積滯干在路干面結(jié)干構(gòu)內(nèi)干的自干由水干對(duì)路干面產(chǎn)干生各干種有干害影干響干，侵干蝕各干結(jié)構(gòu)干層材干料和干路基干土，干使其干強(qiáng)度干降低干變形干增加干，從干而使干路面干的承干載力干降低干。設(shè)計(jì)干通常干從泄水干能力干、滲干流時(shí)干間和干滲流干路徑干、耐干久性三方干面來(lái)干綜合干考慮干。（一干）路干面結(jié)干構(gòu)內(nèi)干部排干水的干要求排水干設(shè)施干應(yīng)滿干足耐干久性干要求滲入干路面干結(jié)構(gòu)干內(nèi)的干自由干水可干以通干過水干平（干向兩干側(cè)路干肩）干滲流干方式和垂干直（干向下干）滲干流方干逐漸干排除路面干結(jié)構(gòu)干內(nèi)部干排水干的要干求自由干水在干路面干結(jié)構(gòu)干內(nèi)的干滲流干時(shí)間干不能干太長(zhǎng)干，滲干流路干徑不干能太干長(zhǎng)各項(xiàng)干排水干設(shè)施干應(yīng)具干有足干夠的干泄水干能力干，以干排除干滲入干路面干結(jié)構(gòu)干內(nèi)的干自由干水（二干）路干面邊干緣排干水系干統(tǒng)路面干邊緣干排水干系統(tǒng)干是沿干路面干外側(cè)干邊緣干設(shè)置干的縱干向集干水溝干和集干水、干出水干管。路面干邊緣干排水干系統(tǒng)干可以干將面干層－干基層干－路干肩界干間滯干留的干自由干水排干離路干面結(jié)干構(gòu)內(nèi)干，常干用于干基層干透水干性小干的水干泥混干凝土干路面干。（三干）排干水層干系統(tǒng)干設(shè)計(jì)定義干：直干接在干路面干內(nèi)部干設(shè)置干透水干性排干水層干，滲干入路干面結(jié)干構(gòu)中干的水干分，干先通干過豎干向滲干流進(jìn)干入透干水層干，然干后橫干向滲干流到