7路基路面工程第七章+路基路面排水.ppt

第七章路基路面排水 第一節(jié)路基排水的意義和一般原則 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 設(shè)計(jì)前必須進(jìn)行深入細(xì)致的調(diào)查研究 詳細(xì)劃分流域 2 路基排水溝渠的設(shè)置盡量與環(huán)境協(xié)調(diào) 3 排水設(shè)施要因地制宜 就地取材 經(jīng)濟(jì)適用 并做到系統(tǒng)規(guī)劃 合理布局 與當(dāng)?shù)嘏潘O(shè)施相協(xié)調(diào) 5 排水設(shè)計(jì)應(yīng)講求經(jīng)濟(jì)效益 臨時(shí)排水設(shè)施應(yīng)該盡可能與永久排水設(shè)施相結(jié)合 第二節(jié)路基排水設(shè)施 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 3 邊溝的橫斷面 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 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 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)力求直捷 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 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 加固類型與溝底縱坡關(guān)系 溝渠加固類型 四 跌水1 跌水的功能 在陡坡或或特殊陡坎地段設(shè)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(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 2 溝底線 五 急流槽1 急流槽的功能 在陡坡或或特殊陡坎地段設(shè)置的坡度較陡 水流不離開槽底的溝槽稱作急流槽 它與跌水一樣也是為了解決陡坡地段的排水 可用于比跌水更陡的坡度 可達(dá)600 急流槽平面圖 2 急流槽的布置和運(yùn)用 高路堤邊坡地段急流槽 路塹與高路堤連接處急流槽 路塹邊坡急流槽 急流槽設(shè)置通常設(shè)置在高路堤邊坡 高路塹邊坡 路塹與高路堤連接處 回頭曲線上下邊溝等位置 用于排除邊溝和截水溝匯集的水流 六 倒虹吸與渡水槽 1 倒虹吸與渡水槽的功能 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 前者稱倒虹吸 后者為渡水槽 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 2 倒虹吸與渡水槽的布置 倒虹吸的設(shè)置往往是因路基橫跨原有溝渠 且溝渠水位高于路基設(shè)計(jì)標(biāo)高 不能按正常條件下設(shè)置涵洞 此時(shí)采用倒虹吸是可行的方案之一 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(jiǎn)易橋梁 架設(shè)水槽或管道 從路基上部跨越 以勾通路基兩側(cè)的水流 東江 深圳渡水槽 墨西哥格雷塔羅市的古渡槽 引大入秦先明峽倒虹吸 二 地下排水設(shè)施 一 盲溝 1 盲溝的功能 建在地下 匯集流向路基的地下水并排至路基以外 攔截地下水 降低地下水位 2 盲溝的構(gòu)造 盲溝溝底縱坡不宜小于1 斷面尺寸根據(jù)需要而定 一般寬0 3 0 5m 深1 0 1 5m 如出口處為邊溝 盲溝底應(yīng)高出邊溝最高水位20cm以上 不允許出現(xiàn)倒灌現(xiàn)象 二 滲溝 1 滲溝的功能 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 2 滲溝的布置 滲溝盡可能與地下水流向相互垂直 使之能攔截更多的地下水 路線所經(jīng)地段遇有潛水 層間水 路塹頂部出現(xiàn)地下水 或地下水位較高 影響路基或路塹邊坡穩(wěn)定 則需修建滲溝將水排除 填石滲溝的底坡應(yīng)大于1 帶有溝管的可以放寬道0 5 截?cái)嗦穳q層間水的滲溝 降低地下水位的滲溝 路塹上方的滲溝 3 滲溝的構(gòu)造 1 滲溝的槽寬 人工開挖 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 地下排水工程實(shí)例 三 滲井 滲井的作用是將地面水通過豎井 滲入地下排除 當(dāng)有多層地下含水層 將影響路基穩(wěn)定的上層水引入下層地下水中 第三節(jié)路面排水 放到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中去講 一 路面表面排水 一 路面表面排水的目的 路面表面排水的主要目的是迅速把降落在路面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 二 路面表面排水的方式 1 在路線縱坡平緩 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)采用在路拱和路堤邊坡上橫向漫坡的方式排除路面表面水 2 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 應(yīng)沿路肩外側(cè)邊緣設(shè)置攔水帶 匯集路拱漫流路面表面水 然后通過泄水口和急流槽排離路堤 3 當(dāng)硬路肩匯水量大 或硬路肩狹窄 或爬坡 加速車道占用了路肩過水?dāng)嗝?可以采用路肩排水溝的方式代替攔水帶 設(shè)置攔水帶匯集路面表面水時(shí) 攔水帶過水?dāng)嗝鎯?nèi)的水面 在高速公路及一級(jí)公路上不得漫過右側(cè)車道外邊緣 在二級(jí)及二級(jí)以下公路上不得漫過右側(cè)車道中心線 現(xiàn)澆 鋪 攔水帶 預(yù)制攔水帶 預(yù)制路肩排水溝 攔水帶與急流槽的組合 攔水帶匯集的水流應(yīng)以20 50間距的急流槽排下路基 縱坡上的不對(duì)稱喇叭形泄水口 二 中央分隔帶排水 一 中央分隔帶排水的方式 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2 7 4 以攔截和排泄上側(cè)半幅路面的表面水 3表面無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 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 并通過縱坡排流到泄水口或橫穿路界的橋涵水道中 我國(guó)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 因而 上述分類中的寬度標(biāo)準(zhǔn)并不是絕對(duì)的 三 路面內(nèi)部排水 一 路面內(nèi)部排水的目的 1 浸濕各結(jié)構(gòu)層材料和路基土 造成路面基層材料和地基土的強(qiáng)度降低 2 使水泥混凝土路面產(chǎn)生基層唧泥 隨之出現(xiàn)脫空 錯(cuò)臺(tái) 開裂和整個(gè)路肩破壞 3 與水經(jīng)常接觸將使瀝青混合料的瀝青剝落 影響瀝青混合料的耐久 4 下滲的水使路基土產(chǎn)生不均勻凍脹 進(jìn)而造成翻漿 低透水性土質(zhì)的路基常常使?jié)B入到路面內(nèi)部的水長(zhǎng)時(shí)間不能排除 停滯在路槽內(nèi) 使路面材料長(zhǎng)期飽水 路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水的目的是保證路面材料處于正常濕度狀態(tài) 正常行使其使用功能 達(dá)到其應(yīng)有的使用壽命 1 水對(duì)路面結(jié)構(gòu)的影響 2 路面內(nèi)部排水的目的 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 筑成的高速公路 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 過濕路段 4 現(xiàn)有路面改建或改善工