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1、第七章第七章 路基路面排水设计路基路面排水设计土木建筑工程学院土木建筑工程学院邓苗毅邓苗毅1主要内容：主要内容：n第一节第一节 概述概述n第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置n第三节第三节 路面排水设计路面排水设计n第四节第四节 明渠的水文计算明渠的水文计算n第五节第五节 暗沟的水文计算暗沟的水文计算主要内容主要内容2一、水的来源一、水的来源n表面渗入表面渗入n地下水地下水n毛细水作用毛细水作用n渗流作用渗流作用n水的汽化水的汽化第一节第一节 概述概述水的作用是路基路面产生病害的主要因素之一。水的作用是路基路面产生病害的主要因素之一。3一、水的来源一、水的来源n地面水
2、地面水包括大气降水以及河、海、湖、水渠、水库水等包括大气降水以及河、海、湖、水渠、水库水等n地下水地下水包括土层滞留水、潜水及层间水等包括土层滞留水、潜水及层间水等第一节第一节 概述概述4二、水对路基路面的影响二、水对路基路面的影响n对路基的影响对路基的影响1 1）地面水对路基产生冲刷和渗透；）地面水对路基产生冲刷和渗透；2 2）地下水使路基湿软、膨胀、冻胀、翻浆、边坡滑坍、山）地下水使路基湿软、膨胀、冻胀、翻浆、边坡滑坍、山坡滑坡等。坡滑坡等。n对路面的影响对路面的影响1 1）降低路面材料强度；）降低路面材料强度；2 2）加快路面材料损坏；）加快路面材料损坏；3 3）唧浆、冲刷；）唧浆、冲刷
3、；4 4）使路面因支撑不足而出现疲劳损坏。）使路面因支撑不足而出现疲劳损坏。第一节第一节 概述概述5三、与水有关的路面损害三、与水有关的路面损害n路面结构层变弱路面结构层变弱; ;n路面材料性能下降路面材料性能下降; ;( (沥青层的剥离沥青层的剥离, , 材料腐蚀材料腐蚀, , 水泥混凝土路面的开水泥混凝土路面的开裂裂) )n层间粘结性能下降。层间粘结性能下降。第一节第一节 概述概述6四、排水的目的四、排水的目的n1 1）把降落在路界范围内的表面水有效的汇集并迅速排除）把降落在路界范围内的表面水有效的汇集并迅速排除出路界出路界n2 2）把路界外可能流向路基的地表水拦截在路界范围以外）把路界外
4、可能流向路基的地表水拦截在路界范围以外以减小对路基路面的危害以减小对路基路面的危害n3 3）隔断、疏干和降低影响路基稳定性的地下水，并将其）隔断、疏干和降低影响路基稳定性的地下水，并将其引导到路基范围以外引导到路基范围以外第一节第一节 概述概述 保持路基路面常年处于干燥状态，确保路基及路面保持路基路面常年处于干燥状态，确保路基及路面具有足够的强度与稳定性具有足够的强度与稳定性，减少水对路基和路面的危害，减少水对路基和路面的危害以及对行车安全的不利。以及对行车安全的不利。 7五、排水的内容五、排水的内容n路面地表排水路面地表排水路面表面排水路面表面排水中央分隔带排水中央分隔带排水坡面排水坡面排水
5、n路面内部排水路面内部排水下封层及路肩部的排水盲沟下封层及路肩部的排水盲沟排水基层排水基层排水面层排水面层第一节第一节 概述概述8六、路基路面排水的一般原则六、路基路面排水的一般原则n排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用有利地形和自然水系；注意经济，并充分利用有利地形和自然水系；n路基排水沟渠的设置，应与农田水利相配合，必要时可适当地增设路基排水沟渠的设置，应与农田水利相配合，必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径；涵管或加大涵管孔径；n设计前必须进行调查研究，重点路段要进行排水系统的全面规划
6、，设计前必须进行调查研究，重点路段要进行排水系统的全面规划，做到路基路面综合设计和分期修建；做到路基路面综合设计和分期修建；n路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠；尽量选择有利地质条件布设人工沟渠；n路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主；材，以防为主；n为减少水对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供为减少水对路面的破坏作用，应尽量阻止水进入路面结构，并提供良好的排水措施，以便迅速排
7、除路面结构内的水，亦可建筑具有能良好的排水措施，以便迅速排除路面结构内的水，亦可建筑具有能承受荷载和雨水共同作用的路面结构。承受荷载和雨水共同作用的路面结构。第一节第一节 概述概述9一、地面排水设备一、地面排水设备n边沟边沟n截水沟截水沟n排水沟排水沟n跌水跌水n急流槽急流槽n倒虹吸、渡水槽等倒虹吸、渡水槽等第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置10边沟：边沟： 边沟设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧，多与路边沟设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内流向路基的少量地面水。中线平行，用以汇集和排除路基范围内流向路基的少
8、量地面水。 第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置一、地面排水设备一、地面排水设备11第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置一、地面排水设备一、地面排水设备 边沟设置要点：边沟设置要点：边沟设置要点：边沟设置要点： 边沟不宜过长；边沟不宜过长； 边沟的纵坡一般与路线纵坡一致；边沟的纵坡一般与路线纵坡一致； 边沟的出水口应与桥涵相适应；边沟的出水口应与桥涵相适应；12截水沟截水沟: : 又称天沟，一般设置在挖方路基边坡坡顶又称天沟，一般设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当地点，用以拦以外，或山坡路堤上方的适当地点，用以拦截并排除路基上方
9、流向路基的地面径流。截并排除路基上方流向路基的地面径流。 第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置一、地面排水设备一、地面排水设备13设置要点：设置要点： 尽量与绝大多数地面流水方向垂直；尽量与绝大多数地面流水方向垂直； 应保证水流畅通，就近引入自然水沟内排出；应保证水流畅通，就近引入自然水沟内排出； 截水沟水流不应引入边沟，当必须引入时，应增大截水沟水流不应引入边沟，当必须引入时，应增大边沟横断面，并进行保护；边沟横断面，并进行保护； 截水沟长度以截水沟长度以200200500m500m为宜；为宜；第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置一、地面排
10、水设备一、地面排水设备截水沟截水沟: :14排水沟排水沟: : 排水沟的主要用途在于引水，将路基范围内的各种水排水沟的主要用途在于引水，将路基范围内的各种水源的水流，引至桥涵或路基范围以外的指定地点。源的水流，引至桥涵或路基范围以外的指定地点。第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置一、地面排水设备一、地面排水设备15第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置一、地面排水设备一、地面排水设备排水沟沟渠加固排水沟沟渠加固16排水沟设置要点：排水沟设置要点： 排水沟的横断面一般采用梯形，尺寸大小应经过水力水文排水沟的横断面一般采用梯形，尺寸大小应经过水力水
11、文计算选定；计算选定； 排水沟位置可根据需要并结合当地地形等而定；排水沟位置可根据需要并结合当地地形等而定； 排水沟水流注入其他水渠或水道时，应使原水道不产生冲排水沟水流注入其他水渠或水道时，应使原水道不产生冲刷或淤积；刷或淤积； 排水沟应具有合适的纵坡；排水沟应具有合适的纵坡；第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置一、地面排水设备一、地面排水设备17跌水与急流槽跌水与急流槽: : 跌水跌水与与急流槽急流槽是路基地面排水沟渠的特殊形是路基地面排水沟渠的特殊形式，用于陡坡地段，沟底纵坡可达式，用于陡坡地段，沟底纵坡可达4545度。度。 跌水构造跌水构造：单级和多级之分，沟
12、底有等宽与：单级和多级之分，沟底有等宽与变宽之别。基本构造可分为进水口、消力池和出变宽之别。基本构造可分为进水口、消力池和出水口三个部分。水口三个部分。 急流槽构造急流槽构造：进口、主槽和出口三部分。：进口、主槽和出口三部分。第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置一、地面排水设备一、地面排水设备18急流槽急流槽: : 第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置一、地面排水设备一、地面排水设备19倒虹吸与渡水槽：倒虹吸与渡水槽： 当水流需要横跨路基，同时受到设计标高的限制，可以通过管道或沟当水流需要横跨路基，同时受到设计标高的限制，可以通过管道或沟槽，
13、从路基底部或上部架空跨越，前者称为倒虹吸，后者称为槽，从路基底部或上部架空跨越，前者称为倒虹吸，后者称为渡水槽渡水槽。 倒虹吸管道倒虹吸管道：圆形和箱形，以水泥混凝土和钢筋混凝土为主。：圆形和箱形，以水泥混凝土和钢筋混凝土为主。 渡水槽结构渡水槽结构：进出水口、槽身和下部支撑三部分。：进出水口、槽身和下部支撑三部分。 第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置一、地面排水设备一、地面排水设备20第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置一、地面排水设备一、地面排水设备倒虹吸倒虹吸渡水槽渡水槽21蒸发池：蒸发池： 气候干旱、排水困难地段，可利用沿线的集中气
14、候干旱、排水困难地段，可利用沿线的集中取土坑或专门设置蒸发池排除地表水。取土坑或专门设置蒸发池排除地表水。第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置一、地面排水设备一、地面排水设备22暗沟暗沟: : 设置要点：设置要点： 不宜过长，沟底应具有不宜过长，沟底应具有1 12 2的纵坡，出水口底面标高的纵坡，出水口底面标高应高出沟外最高水位应高出沟外最高水位20cm,20cm,以防水力倒渗。以防水力倒渗。第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置二、地下排水设备二、地下排水设备23渗沟渗沟: : 结构形式：盲沟式、洞式和管式。结构形式：盲沟式、洞式和管式。 设
15、置要点：位置视地下排水的需要而定。设置要点：位置视地下排水的需要而定。 第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置二、地下排水设备二、地下排水设备24渗井渗井: : 渗井施工不易，单位渗水面积的造价高于渗沟，一渗井施工不易，单位渗水面积的造价高于渗沟，一般尽量少用。般尽量少用。第二节第二节 路基排水设备的构造与布置路基排水设备的构造与布置二、地下排水设备二、地下排水设备25 任务：任务： 迅速把降落在路面和路肩表面的降水排走，以免造成迅速把降落在路面和路肩表面的降水排走，以免造成路面积水而影响行车安全。路面积水而影响行车安全。 原则：原则： 降落在路面表面的雨水，应通过路面
16、横向坡度向两侧降落在路面表面的雨水，应通过路面横向坡度向两侧排走；排走； 在路线纵坡平缓汇水量不大路堤较低且边坡坡面不会在路线纵坡平缓汇水量不大路堤较低且边坡坡面不会受到冲刷的情况下，应采用横向漫坡的方式排水；受到冲刷的情况下，应采用横向漫坡的方式排水； 在路肩外侧边缘设置拦水带；在路肩外侧边缘设置拦水带； 拦水带过水断面的水面，在高速及一级公路上不得漫过右侧拦水带过水断面的水面，在高速及一级公路上不得漫过右侧车道外边缘，二级及二级以下不得漫过右侧车道中心线。车道外边缘，二级及二级以下不得漫过右侧车道中心线。第三节第三节 路面排水设计路面排水设计一、路面表面排水一、路面表面排水 26第三节第三
17、节 路面排水设计路面排水设计一、路面表面排水一、路面表面排水 拦水带：拦水带：27第三节第三节 路面排水设计路面排水设计一、路面表面排水一、路面表面排水 拦水带：拦水带：28第三节第三节 路面排水设计路面排水设计一、路面表面排水一、路面表面排水 拦水带：拦水带：有组织排水与漫排水有组织排水与漫排水291.1.宽度小于宽度小于3 3米且表面采用铺面米且表面采用铺面封闭的中央分隔带排水；封闭的中央分隔带排水；第三节第三节 路面排水设计路面排水设计二、中央分隔带排水类型二、中央分隔带排水类型302.2.宽度大于宽度大于3 3米且表面未采用米且表面未采用铺面封闭的中央分隔带排水；铺面封闭的中央分隔带排
18、水；第三节第三节 路面排水设计路面排水设计二、中央分隔带排水类型二、中央分隔带排水类型3.3.表面无铺面且未采用表表面无铺面且未采用表面排水措施的中央分隔面排水措施的中央分隔带；带；31第三节第三节 路面排水设计路面排水设计二、中央分隔带排水类型二、中央分隔带排水类型中央分隔带排水设施中央分隔带排水设施32 路面中存水的危害：路面中存水的危害：第三节第三节 路面排水设计路面排水设计 三、路面内部排水三、路面内部排水 设置内部排水系统的条件：设置内部排水系统的条件： 1.1.年降水量为年降水量为600mm600mm以上的湿润和多雨地区；以上的湿润和多雨地区； 2.2.路基两侧有滞水，可能渗入路面
19、结构内；路基两侧有滞水，可能渗入路面结构内； 3.3.严重冰冻地区，路基为粉性土组成的潮湿路段；严重冰冻地区，路基为粉性土组成的潮湿路段； 4.4.路面改建和改善工程，需排除路面结构内的水；路面改建和改善工程，需排除路面结构内的水；33组成：组成： 透水性填料集水沟、纵向排水沟、横向出水管和透水性填料集水沟、纵向排水沟、横向出水管和过滤织物。过滤织物。第三节第三节 路面排水设计路面排水设计四、边缘排水系统四、边缘排水系统34 基层排水系统就是直接在面层下面设置透水性排水基层，基层排水系统就是直接在面层下面设置透水性排水基层，在其边缘设置纵向集水沟和排水管以及横向出水管等，组成在其边缘设置纵向集水沟和排水管以及横向出水管等，组成排水基层排水系统。排水基层排水系统。 透水性材料：经水泥或沥青处置，或者未经处置的开级透水性材料：经水泥或沥青处置，或者未经处置的开级配碎石集料。配碎石集料。第三节第三节 路面排水设计路面排水设计五、排水基层的排水系统五、排水基层的排水系统35
