项目五路基排水设计

1、项目五项目五 路基排水设计路基排水设计u5.1路基排水设计路基排水设计u5.2路基排水设施的构造与布置路基排水设施的构造与布置u5.3涵洞的构造与布设涵洞的构造与布设u5.4路基综合排水路基综合排水任务任务5.1 路基排水设计路基排水设计u5.1.1路基排水的意义与要求路基排水的意义与要求公路的最大病害之一就是水害，如水分的集聚使得沥青与集公路的最大病害之一就是水害，如水分的集聚使得沥青与集料间的凝聚力下降，造成路面基层承载力下降，降低了路面材料的料间的凝聚力下降，造成路面基层承载力下降，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、基身强度；受土质、气温的影响又容易引

2、起土质松软、边坡坍塌、基身沉陷或产生滑动，进而导致道路冻胀与翻浆的产生。沉陷或产生滑动，进而导致道路冻胀与翻浆的产生。路基排水的任务，就是将路基范围内的土基湿度降低到一定路基排水的任务，就是将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度以内，保持路基处于常年的干燥状态，确保路基、路面具有的限度以内，保持路基处于常年的干燥状态，确保路基、路面具有足够的强度和稳定性。足够的强度和稳定性。排水设施要因地制宜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、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；经济，并充分利用有利地形和自然水系； 路基排水沟渠的设置，

3、应路基排水沟渠的设置，应与农田水利相配合与农田水利相配合，必要时可适当地增设涵管或，必要时可适当地增设涵管或加大涵管孔径；加大涵管孔径； 设计前必须进行调查研究，重点路段要进行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排水系统的全面规划，做到路，做到路基路面综合设计和分期修建；基路面综合设计和分期修建； 路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量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不破坏天然水系，尽量选，尽量选择有利地质条件布设人工沟渠；择有利地质条件布设人工沟渠； 路基排水要路基排水要结合当地水文条件和道路等级结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取

4、材，以等具体情况，注意就地取材，以防为主；防为主； 路基路面排水的一般原则路基路面排水的一般原则任务任务5.1 路基排水设计路基排水设计5.2.15.2.1、地表排水设备、地表排水设备边沟边沟截水沟截水沟排水沟排水沟跌水跌水急流槽急流槽倒虹吸、渡水槽等倒虹吸、渡水槽等5.2路基排水设施的构造与布置路基排水设施的构造与布置 1、边沟、边沟（1）边沟的设置与作用）边沟的设置与作用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，多与路中线平行用于汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。于汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。（

5、2）边沟的横断面形式）边沟的横断面形式边沟的横断面形式有梯形、矩形、三角形及流线型。详见边沟的横断面形式有梯形、矩形、三角形及流线型。详见下页图下页图（3）边沟纵断面尺寸）边沟纵断面尺寸高级高级公路公路、一级公路的边沟的底宽、深度不应小于、一级公路的边沟的底宽、深度不应小于0.6米米（4）边沟的纵坡与长度）边沟的纵坡与长度一般边沟一般边沟的单向排水长度不宜超过的单向排水长度不宜超过300500m。平坡路段，边沟宜保持不。平坡路段，边沟宜保持不小于小于0.3%的纵坡。特殊情况容许采用的纵坡。特殊情况容许采用0.1%。边沟的横断面形式示意图：边沟的横断面形式示意图：a)a)、b)b)梯形；梯形；c

6、)c)、d)d)流线形；流线形；e)e)三角形；三角形；f)f)矩形矩形 边沟1:mbHa)1:n1:1bHb)R=0.3R=0.3R1=5.60.30.5c)R=0.3R=0.30.30.5d)1:nHe)1:n1:0.1bHf)u2、截水沟、截水沟截水沟的设置与作用截水沟的设置与作用截水沟一般设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方截水沟一般设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的合适地点，用以拦截并排除路基上方流向路基的地面径流，减轻的合适地点，用以拦截并排除路基上方流向路基的地面径流，减轻边沟的水流负担，保证挖方边坡和填方坡脚不受水流冲刷。边沟的水流负担，保证挖方边坡和填方坡脚不

7、受水流冲刷。截水沟的构造与布置。截水沟的构造与布置。山坡填方路段可能遭受上方水流的破坏作用，此时必须设截山坡填方路段可能遭受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。水沟，以拦截山坡水流保护路堤。截水沟的横断面形式，一般为梯形，沟的边坡坡度，因岩土截水沟的横断面形式，一般为梯形，沟的边坡坡度，因岩土条件而定，一般采用条件而定，一般采用1/1.01/1.5.截水沟的位置，应尽量与绝大多数地面水流方向垂直，以提截水沟的位置，应尽量与绝大多数地面水流方向垂直，以提高截水效能和缩短沟的长度。截水沟应保证水流畅通，就近引入自高截水效能和缩短沟的长度。截水沟应保证水流畅通，就近引入自然

8、沟内排出，必要时配以急流槽或涵洞等泄水结构物将水流引入指然沟内排出，必要时配以急流槽或涵洞等泄水结构物将水流引入指定地点。定地点。挖方段截水沟挖方段截水沟:1-:1-截水沟；截水沟；2-2-土台；土台；3-3-边沟边沟 边沟泄水流入涵前窨井剖面图（单级跌水）边沟泄水流入涵前窨井剖面图（单级跌水） 截水沟 挖方路段弃土堆与截水沟关系图挖方路段弃土堆与截水沟关系图 填方路段上的截水沟示意图填方路段上的截水沟示意图 截水沟的横断面图例截水沟的横断面图例:a):a)土沟；土沟；b)b)石沟石沟 u3、排水沟、排水沟排水沟的作用排水沟的作用 排水沟的主要用途在于引水，将路基范围内各种水源的水流，排水沟的

9、主要用途在于引水，将路基范围内各种水源的水流，引至桥涵或路基范围以外的指定地点。引至桥涵或路基范围以外的指定地点。排水沟的横断面形式排水沟的横断面形式 排水沟的横断面一般采用梯形，尺寸大小应经过水力水文计算排水沟的横断面一般采用梯形，尺寸大小应经过水力水文计算选定。选定。排水沟的设置排水沟的设置 排水沟的位置可根据需要并结合当地地形等条件而定，离路基排水沟的位置可根据需要并结合当地地形等条件而定，离路基尽可能远些，距路基坡脚不宜小于尽可能远些，距路基坡脚不宜小于2m，平面上应力求直捷，需要，平面上应力求直捷，需要转弯时宜尽量圆顺，做成弧形，其半径不宜小于转弯时宜尽量圆顺，做成弧形，其半径不宜小

10、于10m，连续长度宜，连续长度宜短，一般不超过短，一般不超过500m。排水沟与水道衔接示意图排水沟与水道衔接示意图1-1-排水沟；排水沟；2-2-其它渠道；其它渠道；3-3-路基中心线；路基中心线；4-4-桥涵桥涵 排水沟u4.跌水与急流槽跌水与急流槽概念与作用概念与作用 跌水在陡坡或深沟地段设置的沟底为阶梯，水流呈瀑布式跌水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。跌落的沟槽称为跌水。 在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡，水流不离开槽底的沟在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡，水流不离开槽底的沟槽称为急流槽。槽称为急流槽。 1) 1)形式：一般矩形，浆砌片石或混凝土预制块砌筑形

11、式：一般矩形，浆砌片石或混凝土预制块砌筑 2)2)尺寸：根据地形、地质条件等，一般需水力计算尺寸：根据地形、地质条件等，一般需水力计算 3)3)构造：按水力计算特点，可分为进水口、跌水槽、出水口。跌构造：按水力计算特点，可分为进水口、跌水槽、出水口。跌水槽由跌水墙、平台和消能设备组成。水槽由跌水墙、平台和消能设备组成。 4)4)出口连接：桥涵、自然沟、排水沟出口连接：桥涵、自然沟、排水沟 5)5)单级跌水：适用于排水沟渠连接处，由于水位落差较大，需要单级跌水：适用于排水沟渠连接处，由于水位落差较大，需要消能或改变水流方向（如路基边沟水流通过涵洞排泄时）。消能或改变水流方向（如路基边沟水流通过涵

12、洞排泄时）。 6)6)多级跌水：适用于较长陡坡地段的沟渠，为减缓水流速度，并多级跌水：适用于较长陡坡地段的沟渠，为减缓水流速度，并予以消能。予以消能。 7 7 路基路面排水设计路基路面排水设计边沟与涵洞单级跌水连接图边沟与涵洞单级跌水连接图 1-1-边沟；边沟；2-2-路基；路基；3-3-跌水井；跌水井；4-4-涵洞涵洞 多级跌水纵剖面图（单位：多级跌水纵剖面图（单位：m m） 1-1-沟顶线；沟顶线；2-2-沟底线沟底线 跌水跌水构造示意图跌水构造示意图:1-:1-护墙；护墙；2-2-消力槛消力槛 急流槽：急流槽：是具有很陡坡度的水槽，水流以陡坡形式通过的排水设施，是具有很陡坡度的水槽，水流

13、以陡坡形式通过的排水设施，但水流不离开槽底。它的作用主要是在很短的距离内，水面落差但水流不离开槽底。它的作用主要是在很短的距离内，水面落差很大的情况下进行排水。多用于涵洞的进出水口和高路堑边沟流很大的情况下进行排水。多用于涵洞的进出水口和高路堑边沟流入排水沟的进出水口，或在特殊情况下，截水沟流向边沟的场合。入排水沟的进出水口，或在特殊情况下，截水沟流向边沟的场合。沟底纵坡可达沟底纵坡可达4545度。度。 1)1)形式：矩形，浆砌片石或混凝土预制块砌筑形式：矩形，浆砌片石或混凝土预制块砌筑 2)2)尺寸：需水力计算来确定尺寸，水流量不大时，可用标准尺寸尺寸：需水力计算来确定尺寸，水流量不大时，可

14、用标准尺寸 3)3)构造：进水口、主槽、出水口构造：进水口、主槽、出水口 4)4)出水连接：桥涵、自然沟、排水沟出水连接：桥涵、自然沟、排水沟7 7 路基路面排水设计路基路面排水设计渡水槽：渡水槽：水流横跨路基且受到路基标高限制时，水流从路基上方跨水流横跨路基且受到路基标高限制时，水流从路基上方跨越的排水设施。渡水槽应满足道路对净空与美化的要求，结构与越的排水设施。渡水槽应满足道路对净空与美化的要求，结构与桥梁相似，但主要作用是沟通水流，在效能上应满足结构强度和桥梁相似，但主要作用是沟通水流，在效能上应满足结构强度和排水要求防止冲刷和渗漏。排水要求防止冲刷和渗漏。 1)1)构造：倒虹吸：进水口

15、、沉淀池、出水口、管身构造：倒虹吸：进水口、沉淀池、出水口、管身 渡水槽：进出水口、槽深、下部支撑渡水槽：进出水口、槽深、下部支撑 2)2)尺寸：需水力计算尺寸：需水力计算 6.6.蒸发池：蒸发池：气候干旱、排水困难地段，可利用沿线的集中取土坑或气候干旱、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。专门设置蒸发池排除地表水。 5.2.2路基排水设施与设置路基排水设施与设置暗沟（管）渗沟（井）盲沟特点：排水量不大，主特点：排水量不大，主要以渗流方式汇集水流，要以渗流方式汇集水流，并就近排出路基范围以并就近排出路基范围以外。外。 1.1.暗沟暗沟 1)1)作用：设在地面以下引导

16、水流的沟渠，无渗水和汇水作用，地下排作用：设在地面以下引导水流的沟渠，无渗水和汇水作用，地下排水沟。水沟。 2)2)使用条件：使用条件：a.a.路基范围内的个别泉眼，泉水外涌；路基范围内的个别泉眼，泉水外涌；b.b.市区污水管、市区污水管、雨水管；雨水管；c.c.公路中央分隔带弯道超高处。公路中央分隔带弯道超高处。 3)3)构造：进水口（泉井）、暗沟沟身和盖板。圆形和矩形。构造：进水口（泉井）、暗沟沟身和盖板。圆形和矩形。 4)4)纵坡和出水口：纵坡不小于纵坡和出水口：纵坡不小于1%1%。出口处沟底应高出边沟最高水位。出口处沟底应高出边沟最高水位20cm20cm以上，不容许出现倒灌现象。以上，

17、不容许出现倒灌现象。5)5)注意事项：注意事项： (1)(1)应防止泥土或砂粒落入沟槽或泉眼，以免堵塞（暗应防止泥土或砂粒落入沟槽或泉眼，以免堵塞（暗沟顶可铺筑碎（砾）石一层，上填砂砾）沟顶可铺筑碎（砾）石一层，上填砂砾）(2)(2)暗沟流量一般不予计暗沟流量一般不予计算。算。 暗沟一侧边沟下设盲沟一侧边沟下设盲沟1-1-盲沟；盲沟；2-2-层间水；层间水；3-3-毛细水；毛细水；4-4-可能滑坡线可能滑坡线 二侧边沟下设盲沟二侧边沟下设盲沟 1-1-原地下水位；原地下水位；2-2-降低后地下水位；降低后地下水位；3-3-盲沟盲沟2.2.渗沟：渗沟：采用渗透方式将流向路基的地下水汇集于沟内并排

18、到路基范围采用渗透方式将流向路基的地下水汇集于沟内并排到路基范围以外指定点的排水设施，使路基上保持干燥，不致因地下水成害。以外指定点的排水设施，使路基上保持干燥，不致因地下水成害。 1)1)作用：是降低地下水位或拦截地下水，其水力特性是紊流。作用：是降低地下水位或拦截地下水，其水力特性是紊流。 2)2)分类：盲式、管式、洞式分类：盲式、管式、洞式 3)3)构造：构造： 渗水层、封闭层、反滤层、排水层渗水层、封闭层、反滤层、排水层 4)4)尺寸：水力计算确定。埋深需考虑地下水位和不透水层的位置。尺寸：水力计算确定。埋深需考虑地下水位和不透水层的位置。 5)5)使用条件：使用条件： 盲沟式：盲沟式

19、：一般用于流量不大、渗沟不长的地段。设计时应考虑淤塞一般用于流量不大、渗沟不长的地段。设计时应考虑淤塞失效问题，排水层阻力大，其纵坡不应小于失效问题，排水层阻力大，其纵坡不应小于1%1%，一般可采用，一般可采用5%5%。 管式渗沟：管式渗沟：设于地下引水较长的地段。但渗沟过长时，应加设横向设于地下引水较长的地段。但渗沟过长时，应加设横向泄水管，将纵向渗沟内的水流，迅速的分段排除。泄水管，将纵向渗沟内的水流，迅速的分段排除。 洞式渗沟：洞式渗沟：当地下水流量较大，或缺乏水管时，采用石砌涵洞，洞当地下水流量较大，或缺乏水管时，采用石砌涵洞，洞口大小依设计流量而定。口大小依设计流量而定。 7 7 路

20、基路面排水设计路基路面排水设计6)6)平面布置：渗沟尽平面布置：渗沟尽可能与地下水流方可能与地下水流方向相互垂直，使能向相互垂直，使能拦截更多的地下水。拦截更多的地下水。7 7 路基路面排水设计路基路面排水设计3.3.渗井：是竖直方向的地下排水设备渗井：是竖直方向的地下排水设备 1)1)作用：是汇集离地面不深处含水层中的地下水，通过竖井，渗作用：是汇集离地面不深处含水层中的地下水，通过竖井，渗入下层，疏干路基土。入下层，疏干路基土。 2)2)使用条件：使用条件： (1)(1)路基下层是否存在透水层，能否排走汇集的地下水。路基下层是否存在透水层，能否排走汇集的地下水。 (2)(2)影响路基上部含

21、水层较薄，排水量不大，并且平式渗沟难以布影响路基上部含水层较薄，排水量不大，并且平式渗沟难以布置时采用。置时采用。 3)3)构造：由上部集水构造和下部排水构造两部分组成构造：由上部集水构造和下部排水构造两部分组成7 7 路基路面排水设计路基路面排水设计集水部分构造与渗沟相同，于集水部分构造与渗沟相同，于井的四周设反滤层，顶上为井的四周设反滤层，顶上为覆盖层（封闭层）。覆盖层（封闭层）。 下部排水构造，采用粗粒材料下部排水构造，采用粗粒材料做充填物做充填物 渗井断面采用圆柱形或方柱形。渗井断面采用圆柱形或方柱形。 7 7 路基路面排水设计路基路面排水设计5.3 涵洞的构造与布设涵洞的构造与布设u

22、5.3.1 涵洞的组成涵洞的组成涵洞是路基下的一个过水管道，由洞身、洞口和基础组成。涵洞是路基下的一个过水管道，由洞身、洞口和基础组成。洞身是过水孔道的主体，它一方面保证水流通过，另一方面洞身是过水孔道的主体，它一方面保证水流通过，另一方面也直接承受荷载压力和填土压力。也直接承受荷载压力和填土压力。洞口是洞身、路基、河道三者的连接构造物。洞口是洞身、路基、河道三者的连接构造物。u5.3.2 涵洞分类涵洞分类涵洞按建筑材料分为石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵及其他涵洞按建筑材料分为石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵及其他材料组成的涵洞；按构造形式分为管涵、盖板涵、拱涵、箱涵；按材料组成的涵洞；按构造形式分为管涵、盖板涵、拱涵、箱涵；按水利性质分为无压力式、半压力式、压力式。水利性质分为无压力式、半压力式、压力式。u5.3.3洞身构造及是用条件洞身构造及是用条件u1、钢筋混凝土管