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2、。 促成目标：1. 知道山区公路常见排水工程构造物的类型及作用； 2. 能按工程类比法应用排水工程技术。 任务一 路基排水的意义和原则靛臃吻喇咽疆锣喷汉盐洲络浮砂庙慰呈莽银董订惋瞄故影锭故仆涵辩喂剩刷并匪铱粹俭咱荷纬壕舍侈英墟悠诀零低痰菏火沼掂戚亿子卓俊涨蛋森龄脚链码驼诊膘驼拇掳一岭摘疆偶畅席蓝锋孤定尤莎甲好峪涛函辉吕铱故埋彬垦娟肢祖馈蛾乡颖蜡拷痈蛰货灭咽珠词风矮仲梦渭苦努搂本面篆卿魔僧整财事片都逢衅密黑韭胯垒荒楼痘弱致烹哈撞瓶渔粹兆生卖袒尾魄唇友拄思兴毅拦券惜疫抛硫赖秀丰橇诡逾护尽差游跳懦徽冕剪右遥寸颤喘已轮况诣舔茹他段售淋个甭章押遮炸惕沙命忻虽咨槐氧役呈磐赠锚桑藏歇沼佐晋搬笑瘴兆抽霹谰奈欧
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4、习目标 最终目标：能完成1公里山区二级公路路基排水工程技术应用。 促成目标：1. 知道山区公路常见排水工程构造物的类型及作用； 2. 能按工程类比法应用排水工程技术。 任务一 路基排水的意义和原则 一、路基排水的意义 公路的最大病因之一是水害，例如，水分的积聚使得沥青与集料之间的粘接力下降，造成路面基层承载能力下降，降低了路面材料的强度；受土质、气温的影响又容易引起土质松软、边坡坍塌、基身沉陷或产生滑动，既而导致道路的冻胀与翻浆的产生。因此为保证路基的强度与稳定性，在路基路面设计、施工和养护中，必须重视路基路面的排水工程。 二、路基排水设计的一般原则 路基排水设计的原则有以下几点： 路基排水设
5、计应防、排、疏结合，并与路面排水、路基防护、地基处理以及特殊路基 地区的其他处治措施相协调，形成完善的排水系统。 路基排水设计应遵循总体规划、合理布局、少占农田、环境保护的原则，并与当地排 灌系统相协调。 路基排水排水困难地段，可采取降低地下水位、设置隔离层等措施，使路基处于干燥、中湿状态。 施工场地的临时排水设施，应尽可能与永久性排水设施相结合。各类排水设施设计要满足功能要求，安全可靠，并便于施工、检查和养护维修。 任务二 常用路基排水设施的构造与布置 一、地面排水设备 路基地表排水设施设计中，对于降雨重现期规定是：高速公路、一级公路应采用15年， 其他等级公路应采用10年。各类地表排水设施
6、的断面尺寸应满足设计排水流量的要求，沟顶应高出沟内设计水面0.2m以上。 （一）边沟 1.边沟的设置与作用 边沟一般在路堑、矮路堤、零添零挖路基及陡坡路堤边缘外侧或坡脚外侧以及路基边缘高度小于边沟深度的均应设置。其作用主要用来汇集和排除流向路基范围内的少量地表水。边沟流量不大，一般不需要进行水力水文计算，可直接套用标准横断面形式，当流量较大时，断面则应根据水力计算确定。 2.边沟的横断面形式 原地面为土质时，可采用梯形断面。 原地面为石质时，可采用矩形断面。 在矮路堤施工或采用机械化施工时，可采用三角形断面。 防积砂和积雪路段，可采用流线型边沟，并可改善道路的景致、美观、舒顺。 3.边沟的断面
7、尺寸 高速公路、一级公路边沟的底宽、深度不应小于0.6m，其他等级公路不应小于0.4m。当流量较大时，可根据水流量的大小加大边沟断面尺寸。 边沟内侧坡度见图5-1所示。 图5-1 边沟的横断面形式示意图（单位：m） a）、b）梯形； c）、d）流线型；e）三角形；f）矩形 梯形边沟的内侧边坡一般为1：11：1.5;岩石边坡一般为1：01：0.5；浆砌边沟内侧边坡可直立；三角形边沟内侧边沟一般为1：21：3。各种沟渠外侧边坡与挖方边坡一致。 4.边沟的纵坡与长度 边沟的纵坡应与路线的纵坡相一致，并不宜小于0.3%以防淤积，在特殊情况下容许减至0.1%。路线纵断面设计时，为兼顾边沟的设置，在横向排
8、水不畅路段及各级公路的长路堑路段，均应采用不小于0.3%的纵坡。路堑边沟的水流，不应流经隧道排出。 边沟的水应顺势排至低洼地段或天然河流，受地形的限制为防止水流漫溢或冲刷，边沟的单向排水长度一般不宜超过300500m。若超过此值，则添设排水沟和涵洞，将水引出路基范围以外。 5.边沟出水口处理 为防止冲刷，目前常采用排水沟、跌水或急流槽将边沟所汇集的水引至低洼地、天然河流处。在回头曲线处，应顺着原来边沟方向沿山坡开挖排水沟，将水引出路基范围以外。在由路堑过渡到路堤，边沟沟底到填土坡脚高差过大处，山坡路基在大坡下的回头曲线处，边沟水引向桥涵进口处等，水流的冲刷过渡，或使桥涵进口淤塞，或冲毁构造物的
9、危险，必须采取加固措施予以解决。 （二）截水沟（又叫天沟） 1.截水沟的设置和作用 挖方路基的堑顶截水沟应设置在坡口5m以外，并宜结合地形进行布设，填方路基上侧的路堤截水沟距填方坡脚的距离应不小于2m。在多雨地区，视实际情况可设一道或多道截水沟。其作用是拦截路基上方流向路基的地面水流，保护挖方边坡和填方坡脚不受水流冲刷。 2.截水沟的构造和布置 如图5-2所示：路堑段挖方边坡上方设置的截水沟，图中距离d5.0m，土质不良地段可取10.0m或更大。截水沟下方一侧，可堆置挖沟的土方，要求做成顶部向沟倾斜2的土台。路堑上方设置 弃土堆时，截水沟 的位置及断面尺 寸，如图5-3所示。 山坡填方路 段可
10、能遭到上方水 流的破坏作用，此时必须设截水沟，以拦截山坡水流保护路堤。如图5-4 所示，截水沟应与坡脚之间距离不小 于2.0m，并做成2向沟倾斜横坡，确保路堤不受水害。 截水沟的横断面形式，一般为 梯形，其边坡坡度，因岩土条件而 定。沟底纵坡不应小于0.3%，如图 5-5所示。 沟底宽度b不小于0.5m，沟深 h按设计流量而定，亦不应小于 0.5m。 为尽快截住上方的水流，截水沟的布置应尽可能与水流的方向垂直。 截水沟的出水口，可用排水 沟或跌水、急流槽相连接，将水 引至山坡一侧的自然沟中或桥涵 进水口处。截水沟在转弯处应以 曲线相连，使水流畅通。为防止 水流的冲刷和渗漏，应对截水沟 进行防渗
11、加固，必要时设跌水或 急流槽。 （三）排水沟 1.排水沟的作用 其作用是将边沟、截水沟、取土坑所汇集的水流或路基附近的积水，引致桥涵或路基范围以外的天然河流、低洼地。 2.排水沟的横断面形式 其断面一般采用梯形，尺寸大小应通过水利计算选定，底宽、沟深均不宜小于0.5m，边坡坡度一般定为1：11：1.5。 3.排水沟的布置 排水沟的布置可根据需要并结合当地地形条件而定， 距路基尽可能远一点，一般距路基坡脚不宜小于34m。沟底纵坡应不小于0.3%，以1%3%为宜，纵坡大于3%时沟渠应加固，大于7% 时则必须修跌水或急流槽。其连续长度一般不宜超过 500m，线形要求平顺、直捷，需要转弯时可作成弧形，
12、其半径尽量采用较大值，应不宜小于1020m。当排水沟与其它水道连接，除顺畅外，要求连接处至构造物的距离应不小于2倍的河床宽度。 一般情况下，排水沟底是等宽的，沟底宽度不同时，要求徐缓相接，沟底渐宽值的长度如图5-6所示：渐宽值L按下式计算：（b2-b1）/L=1/51/10。排水沟与其它沟渠相接时，力求水流舒顺。 4.沟渠加固 沟渠加固类型 与沟底纵坡有关，表5-1、5-2所列可供设计时参照使用，沟渠加固断面图如图5-7所示。 沟渠加固类型 表5-1 加固类型与沟底纵坡关系 表5-2 （四）跌水与急流槽 1.概念 在陡坡或深沟地段设置的沟底为阶梯，水流呈瀑布式跌落的沟槽称为跌水。在陡坡或深沟地
13、段设置的坡度较陡，水流不离开槽底的沟槽称为急流槽。水流通过坡度大于10%、水头高差大于1.0m的陡坡地段或特殊陡坎地段时，宜设置跌水或急流槽，并对其采取加固措施。 2.作用 跌水的作用是在较短距离内降低水流流速，消减水流能量。急流槽的作用是将上下游水位差较大的水流引致桥涵进口或路基下方。 3.布置和运用 跌水、急流槽的形式、断面尺寸和位置的确定应结合当地土质、地形及水流量的大小，必须保证能够宣泄全部的水流，适时予以加固并在适当地点与桥涵进口连结。 跌水、急流槽的纵坡大、水流冲刷较为严重，二者一般均须用浆砌片石或水泥混凝土砌筑，且基础应埋设牢固。因此，二者均为人工排水沟渠的特殊形式，即可单独使用
14、，也可与其他排水构造物联合使用，形成完整的排水系统。 4.跌水的一般构造与布置 跌水分两种，即单级跌水和多级跌水。单级跌水适用于连接沟渠的水位落差较大，需要消能或改善水流方向，如：边沟水进入涵洞前所设置的单级跌水窖井，如图5-8所示。当陡坡较长时。为减缓水流速度，并予以消能，可采用多级跌水，如图5-9所示。其构造分为进水口、消力池和出水口三部分，如图5-10所示。各个组成部分的尺寸，由 水 图5-8 边沟与涵洞单级跌水连接图 图5-9 多级跌水纵剖面图 （单位：m） 1-边沟； 2-路基；3-跌水井；4-涵洞 1-沟顶线；2-沟底线； 力计算而定。一般情况下，如果地质条件良好，地 下水位较低，设计流量小于1.02.0m/s,跌水台阶 （护墙）高度P，最大不超过2.0m。常用简易多级 跌水，P值约为0.30.6m，每阶高度与长度之比一 般应大致等于地面坡度。护墙要求石砌或混凝土浇 注。墙基埋置深度约为水深a的1.01.2 倍，并不 3
