路基路面工程七

第七章路基路面排水

设计总论《路基路面工程》精品课程第七章路基路面排水设计总论第一节路基路面排水要求及设计一般原则第二节路基排水设备的构造与布置第三节路面排水设计第四节明渠的水文水力计算第五节暗沟的水文水力计算《路基路面工程》精品课程第一节路基路面排水要求及设计

一般原则《路基路面工程》精品课程一、排水的目的与要求目的：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。要求：1.各项排水设施具有足够的泄水能力；2.自由水在路面结构内的渗流时间不能太长渗流路径不能太长；3.排水设施要有较好的耐久性；4.各种排水设施要形成一个有效的排水系统。二、路基路面排水设计的一般原则1.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；2.各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利配合；3.做到综合设计和分期施工；4.尽量不破坏天然水渠，选择有利地质条件布设人工沟渠；5.以防为主，讲究经济效益；6.尽量阻止水进入路面结构，提供良好的排水施。《路基路面工程》精品课程第二节路基排水设备的构造与布置一、地面排水设备1.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。

设置要点：①边沟不宜过长；②边沟的纵坡一般与路线纵坡一致；③边沟的出水口应与桥涵相适应；《路基路面工程》精品课程2.截水沟又称天沟，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，用以拦截并排除路基上方流向路基的地面径流。

设置要点：①尽量与绝大多数地面流水方向垂直；②应保证水流畅通，就近引入自然水沟内排出；③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；④截水沟长度以200～500m为宜；《路基路面工程》精品课程3.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源的水流，引至桥涵或路基范围以外的指定地点。

设置要点：①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；②排水沟位置可根据需要并结合当地地形等而定；③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；④排水沟应具有合适的纵坡；《路基路面工程》精品课程4.跌水与急流槽

跌水与急流槽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45度。

跌水构造：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、消力池和出水口三个部分。

急流槽构造：进口、主槽和出口三部分。《路基路面工程》精品课程5.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。倒虹吸管道：圆形和箱形，以水泥混凝土和钢筋混凝土为主。渡水槽结构：进出水口、槽身和下部支撑三部分。

6.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专门设置蒸发池排除地表水。《路基路面工程》精品课程二、地下排水设备1.暗沟设置要点：不宜过长，沟底应具有1％～2％的纵坡，出水口底面标高应高出沟外最高水位20cm,以防水力倒渗。2.渗沟结构形式：盲沟式、洞式和管式。设置要点：位置视地下排水的需要而定。3.渗井渗井施工不易，单位渗水面积的造价高于渗沟，一般尽量少用。

《路基路面工程》精品课程一、路面表面排水

任务：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。

原则：①降落在路面表面的雨水，应通过路面横向坡度向两侧排走；②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；③在路肩外侧边缘设置拦水带；④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；

《路基路面工程》精品课程第三节路面排水设计二、中央分隔带排水类型：

1.宽度小于3米且表面采用铺面封闭的中央分隔带排水；2.宽度大于3米且表面未采用铺面封闭的中央分隔带排水；3.表面无铺面且未采用表面排水措施的中央分隔带；《路基路面工程》精品课程三、路面内部排水

设置内部排水系统条件：1.年降水量为600mm以上的湿润和多雨地区；2.路基两侧有滞水，可能渗入路面结构内；3.严重冰冻地区，路基为粉性土组成的潮湿路段；4.路面改建和改善工程，需排除路面结构内的水；《路基路面工程》精品课程四、边缘排水系统组成：透水性填料集水沟、纵向排水沟、横向出水管和过滤织物。五、排水基层的排水系统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配碎石集料。《路基路面工程》精品课程第四节明渠的水文水力计算一、设计流量流量石路基排水设计的基本依据，其大小与汇水面积和一定频率下的径流厚度，以及汇水区域内的地形、地貌及地表植被等因素有关。二、水力计算1.基本计算公式：Q=ω×C×√RiQ－水流通过横断面的流量，m3/s;ω－水流横断面的面积，m2;C－流速系数；R－水力半径，m;i－水力坡降；《路基路面工程》精品课程2.流速系数主要取决于水流条件（沟渠、管道或地表等以及其粗糙程度），在试验的基础上建立计算公式。

3.容许的最小和最大流速容许最小流速Vmin=α×R1/2α—与水中含土粒径有关的系数；R—水力半径，m;为使沟渠不致冲刷，应限制设计流速，即规定容许最大流速。

4.常用沟渠横断面的水力要素要素：水流横断面面积、湿周、水力半径。《路基路面工程》精品课程第五节暗沟的水文水力计算一、地下水流量及降落曲线方城1.渗流流量与流速的关系：按达西定律，流过土中的水量与水力坡降、水流横断面面积及时间称正比。2.完整式渗沟3.不完整式渗沟《路基路面工程》精品课程二、渗沟的水力计算1.盲沟Q=ω×Km√ii—沟底纵坡；Km—紊流状态时的渗流系数；2.洞式渗沟Q=J×√iJ—流速特性系数；3.管式渗沟可用表解法计算。《路基路面工程》精品课程三、渗井的水力计算1.渗井孔径2.渗井流量《路基路面工程》精品课程第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用：

1.主机的启动、换向；

2.辅机的启动；

3.为气动装置提供气源；

4.为气动工具提供气源；

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类：按排气压力分：低压0.2～1.0MPa；中压1～10MPa；高压10～100MPa。按排气量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统：

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统：

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统：

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少，只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环：4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）

压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中功＝P×V（PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：1）余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利的好处—

（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C：低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高，则λv越小。保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

（0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理上述五条原因使实际与理论循环不同。4）漏泄的影响5）气体流动惯性的影响1）余隙容积Vc的影响2）进排气阀及流道阻力的影响3）吸气预热的影响2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3.排气量和输气系数理论排气量Vt----单位时间内活塞所扫过的气缸容积。实际排气量Q：Q=Vt

λ输气系数λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影响余隙容积Vc的影响进排气阀及流道阻力的影响吸气预热的影响二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理指示功率pi

：按示功图计算的功率理论功率Ps、