2025年公路工程排水题库及答案

2025年公路工程排水题库及答案一、路基排水设计原理与标准1.【单选】某山岭重丘区高速公路，设计洪水频率1/100，汇水面积3.2km²，主河沟平均纵坡5.5%，经推理公式计算洪峰流量为28.4m³/s。若采用矩形排水沟，曼宁系数n＝0.015，允许最大平均流速4.5m/s，则该沟最小底宽应为多少？（忽略安全超高）A.0.80m B.0.95m C.1.10m D.1.25m答案：B解析：由曼宁公式反算水力半径R，Q=28.4m³/s，v=4.5m/s，则过水面积A=Q/v=6.31m²。矩形断面A=bh，设h=b/2（经济断面），则b²/2=6.31，得b≈1.12m；再考虑流速限制，按v=4.5m/s反算，R=(nv)^(3/2)/S^(1/2)=0.28m，又R=bh/(b+2h)，联立得b≈0.95m，取控制值0.95m。2.【单选】在《公路排水设计规范》（JTG/TD33—2024）中，对“横向暗埋式排水管”进行设计时，其最小埋深指管顶至哪一面的垂直距离？A.路面结构层底面 B.路基顶面 C.原地面 D.设计洪水位答案：A解析：规范6.3.4条明文规定，横向暗埋管最小覆土厚度自“路面结构层底面”算起，以防止重载剪切破坏。3.【多选】下列因素中，哪些会显著降低土工织物反滤层的“临界梯度”？A.织物等效孔径O₉₅增大 B.被保护土d₅₀减小 C.织物厚度减小 D.渗透水温度升高 E.织物质量增大答案：A、B、C解析：临界梯度与O₉₅/d₅₀比值正相关，O₉₅增大或d₅₀减小均使比值增大，梯度下降；厚度减小使织物内部约束减弱，梯度下降；温度升高仅影响粘滞系数，对临界梯度影响可忽略；质量增大无直接关联。4.【判断】当采用“渗井—暗管”组合系统降低地下水位时，渗井的进水段应优先布置在透水层下部，以增大水力梯度。答案：错误解析：透水层下部进水会导致暗管满流、气阻增大，且细颗粒易随渗流进入暗管。正确做法为进水段位于透水层上部，并设置反滤。5.【填空】某梯形土质边沟，底宽0.6m，深0.8m，边坡1:1，曼宁系数n＝0.022，纵坡1%，则其输水能力为____m³/s。（保留两位小数）答案：0.82解析：A=(0.6+0.8)×0.8=1.12m²，P=0.6+2×0.8√2=2.86m，R=A/P=0.391m，Q=(1/n)AR^(2/3)S^(1/2)=0.82m³/s。6.【简答】说明“路面内部排水系统”中，透水基层与边缘排水沟之间设置“透水集水管”而非直接开槽排水的工程理由。答案：透水集水管可形成连续汇水廊道，降低基层内孔隙水压力；避免边缘开槽对路面结构的应力集中；便于后期疏通维护；防止细粒土直接冲刷进入排水沟，延长系统寿命。7.【计算】某高速公路隧道出口路基段，地下水位距路面结构层底1.5m，路基宽26m，透水基层厚0.20m，渗透系数k=5×10⁻³m/s，要求将水位降至距结构层底0.5m以下。若采用双侧暗管，管中心距路基边缘1.0m，试按Dupuit公式估算单根暗管单位长度流量（q，m³/s·m）。答案：q=1.2×10⁻³解析：Dupuit公式q=k(h₂²−h₁²)/(2L)，h₂=1.5m，h₁=0.5m，L=(26/2−1)=12m，代入得q=5×10⁻³×(1.5²−0.5²)/(2×12)=1.2×10⁻³m³/s·m。8.【案例】某一级公路改建段，原土质边沟纵坡8%，常年冲刷严重。设计拟采用“混凝土预制U形槽+植草缓冲带”组合方案。请给出槽体抗浮稳定验算所需的最小覆土厚度计算思路。答案：1.计算最高地下水位至槽底高差Hw；2.计算槽体自重G（含底板、侧壁、压顶）；3.计算浮力F=ρg×槽体投影面积×Hw；4.安全系数K=G/F≥1.15；5.若K不足，则增加覆土厚度Δh，使ΔG=ρsgΔh×槽顶宽度，满足K≥1.15，反算Δh即为最小覆土厚度。二、路面内部排水系统9.【单选】对OGFC（开级配抗滑表层）而言，其横坡一般不应小于多少，以保证快速排水？A.1.0% B.1.5% C.2.0% D.2.5%答案：C解析：JTGD50—2024规定，多孔表层横坡≥2%，防止孔隙水在层内滞留造成水膜滑移。10.【多选】下列措施可有效延缓“透水基层堵塞”进程的是：A.基层顶面喷洒改性乳化沥青封层 B.设置级配碎石反滤层 C.提高基层厚度至0.30m D.采用SBS改性沥青粘结层 E.定期真空抽吸维护答案：B、E解析：反滤层阻止细粒上移；真空抽吸直接清除堵塞。封层与粘结层会降低透水能力；单纯增加厚度对堵塞无直接延缓作用。11.【判断】当路面内部排水系统采用“边缘纵向集水沟+间隔横向出水管”时，横向管间距越大，则基层内最大孔隙水压力越大。答案：正确解析：横向管为泄压出口，间距增大导致渗流路径延长，水力梯度减小，孔隙水压力峰值升高。12.【填空】某路段透水基层宽7.5m，厚0.18m，渗透系数k=1×10⁻²m/s，纵向坡度1%，若要求基层内最大允许流速0.3m/s，则其最大过水流量为____L/s。（保留整数）答案：405解析：A=7.5×0.18=1.35m²，Q=vA=0.3×1.35=0.405m³/s=405L/s。13.【计算】某城市快速路主道，采用“透水基层+边缘排水管”系统，设计降雨重现期P=5年，历时t=60min，径流系数ψ=0.85，汇水面积A=2400m²，降雨强度i=120mm/h。若要求横向出水管在10min内将汇水全部排出，试算出水管最小内径（按满流、n=0.010、纵坡1%计）。答案：D=0.25m解析：径流量Q=ψiA/3600=0.85×120×2400/3600=68L/s。10min排空，则管流量Qp=68L/s。由曼宁公式反算：D=(4Qpn/πS^(1/2))^(3/8)=0.25m，取标准DN250。14.【简答】解释“透水基层不透水基层界面”出现“水膜滑移”破坏的机理，并提出两条结构设计层面的预防措施。答案：机理：高速行车荷载在界面产生正弦型动水压力，孔隙水无法及时排出，形成连续水膜，降低界面抗剪强度，导致面层推移、拥包。措施：1.界面设置“透封层”——撒布单一粒径碎石+高粘改性乳化沥青，形成嵌挤透水过渡；2.基层顶面设置“排水格栅”——开槽埋设窄缝式排水板，缩短水平排水路径，降低水膜厚度。三、路基排水构造物设计15.【单选】在“渗沟+管式排水”系统中，为抑制“生物堵塞”，规范推荐暗管最小纵坡为：A.0.15% B.0.25% C.0.50% D.1.00%答案：B解析：JTGD33—2024第7.2.5条，暗管最小纵坡0.25%，以保证自净流速≥0.3m/s，抑制生物膜生长。16.【多选】下列关于“纵向混凝土排水沟”伸缩缝设计的说法，正确的有：A.缝内填沥青麻筋 B.缝距宜为15～20m C.沟底纵坡>5%时可不设伸缩缝 D.缝内应设止水带 E.与桥梁搭接处必须设伸缩缝答案：A、B、E解析：C错误，高坡段温差应力更大，仍需设缝；D非强制，仅在有防渗要求时设止水带。17.【判断】当渗沟采用“级配碎石+外包土工布”时，碎石层厚度越大，其“临界水力梯度”越高。答案：错误解析：临界梯度与厚度无关，仅与颗粒级配、织物孔径匹配有关。18.【填空】某梯形浆砌片石边沟，设计流量3.5m³/s，允许最大流速3.0m/s，若采用C20混凝土抹面，曼宁系数n=0.017，纵坡2%，则其最小水力半径为____m。（保留三位小数）答案：0.183解析：由Q=(1/n)AR^(2/3)S^(1/2)反算R，A=Q/v=3.5/3=1.167m²，代入得R^(2/3)=Qn/(AS^(1/2))=0.064，R=0.183m。19.【计算】某深挖方路堑，坡脚设置“仰斜式”排水孔，孔径75mm，仰角10°，孔深12m，贯穿强风化层。若该层渗透系数k=2×10⁻⁵m/s，平均水位距孔口高差8m，按“圆管进水”公式估算单孔流量。（取流量系数μ=0.6）答案：Q=1.1×10⁻³m³/s解析：Q=μA√(2gH)，A=π×0.075²/4=0.0044m²，H=8m，则Q=0.6×0.0044×√(2×9.81×8)=1.1×10⁻³m³/s。20.【案例】某高填方路基，坡脚原地面以下3m存在连续淤泥质黏土，厚2m，下卧砂层。为降低水位，拟采用“井点+渗沟”联合系统。请给出井点布置深度、间距及渗沟埋设高程的设计步骤。答案：1.查明砂层顶板高程，井点滤水管底进入砂层≥0.5m；2.按“大井法”计算基坑等效半径r₀，取影响半径R=2S√(kH)，S为降深，k取砂层渗透系数；3.按Q=1.366k(2H−S)S/ln(R/r₀)求总涌水量；4.单井出水能力q=120πrl√k，反算井数n=1.5Q/q，确定间距d=周长/n；5.渗沟底高程低于淤泥层底0.2m，纵坡≥0.5%，接入集水井抽排。四、特殊路段排水21.【单选】在季节性冻土地区，为减轻“冻胀融沉”对边沟的破坏，下列措施中最有效的是：A.沟底铺设EPS板 B.加大纵坡至5% C.采用钢筋混凝土盖板暗沟 D.沟壁喷涂聚氨酯保温层答案：C解析：盖板暗沟可隔绝外界低温，减少水分迁移，从根本上削弱冻胀源。22.【多选】下列关于“盐渍土路段排水”的说法，正确的有：A.排水沟应高于原地面，防止盐分随毛细水上升 B.宜采用防渗土工膜衬砌，减少蒸发浓缩 C.沟底纵坡宜≥1%，以利冲洗排盐 D.应设置“渗漏补给”系统，保持土体含水 E.出水口应设“防盐结晶”闸门答案：B、C、E解析：A错误，沟应低于地面，截断毛细水；D错误，应保持干燥，抑制盐胀。23.【判断】在膨胀土路堤边坡，采用“支撑渗沟”可有效降低滑带土含水量，从而提高抗剪强度。答案：正确解析：支撑渗沟兼具排水与支挡功能，降低含水量使膨胀土吸力增大、强度提高。24.【填空】某黄土路段，采用“仰斜排水孔+防水封闭层”治理滑坡，若设计要求将滑面含水量由25%降至18%，滑体孔隙比e=0.85，土粒比重Gs=2.70，则理论上需排出水量为____m³/m³滑体。答案：0.074解析：Δw=0.25−0.18=0.07，由e=GswSr，Sr由1降至0.6，换算ΔVw=Δw·Gs/(1+e)=0.07×2.70/1.85=0.074m³/m³。25.【计算】某岩溶区公路，路堑底部出现“消水洞”，实测暴雨时最大涌水量120L/s。拟采用“混凝土沉砂井+虹吸排水”系统，虹吸管最高点距井水位3m，管长120m，管径200mm，曼宁n=0.009，局部损失系数Σξ=3.5，试校核该管是否满足流量要求。（忽略进气）答案：Q=128L/s＞120L/s，满足解析：按短管自由出流Q=μA√(2gH)，μ=1/√(1+λL/D+Σξ)，λ=0.02，得μ=0.42，A=0.0314m²，H=3m，则Q=0.42×0.0314×√(2×9.81×3)=0.128m³/s=128L/s。26.【简答】说明“高寒草原区”公路采用“通风管路基”时，通风管埋深与排水沟之间的高程关系及理由。答案：通风管底应高于排水沟设计水位0.3m以上，防止沟水倒灌入管；同时通风管顶低于天然上限0.5m，确保冷季空气对流带走热量，暖季沟水不淹没管口，避免“热短路”。五、排水设施施工与验收27.【单选】关于“预制装配式混凝土排水沟”安装，下列检测项目属于“主控项目”的是：A.沟体外观质量 B.沟底高程 C.接缝宽度 D.相邻板块高差答案：B解析：JTGF30—2024附录B，沟底高程直接影响排水功能，属主控；其余为一般项目。28.【多选】下列关于“渗沟反滤层”施工的说法，正确的有：A.宜采用“分层填筑、分层压实” B.碎石含泥量≤3% C.土工布搭接宽度≥30cm D.碎石层压实度≥95% E.施工时从下游向上游铺设答案：A、B、C解析：D错误，碎石层不考核压实度，要求“连续级配、自然密实”；E错误，应从上游向下游铺设，防止二次污染。29.【判断】“真空预压”处理软基时，排水板板头进入砂垫层长度不足10cm，将显著影响真空度传递，但对固结度计算无影响。答案：错误解析：板头过短导致真空度传递受阻，有效应力减小，固结度降低，计算需折减。30.【填空】某工地对“HDPE双壁波纹排水管”进行环刚度抽检，试样内径500mm，在5%变形下测得荷载3.2kN/m²，则其环刚度为____kN/m²。答案：64解析：环刚度S=F/Δy=3.2/0.05=64kN/m²。31.【计算】某段纵向排水沟，混凝土强度等级C30，沟壁厚15cm，沟深1.0m，试验算其在“沟内满水+沟外土压力”工况下的抗浮稳定。（混凝土容重25kN/m³，土饱和容重20kN/m³，地下水与地面平）答案：K=1.22＞1.15，满足解析：取1m长沟体，自重G=25×(0.15×1.0×2+0.15×0.6)=9.75kN；浮力F=10×(1.0×0.6)=6kN；侧向土压力被动区提供附加抗力Ep=0.5×(20−10)×1²×tan²(45+30/2)=15kN；总抗浮=9.75+15=24.75kN，K=24.75/6=1.22。32.【案例】某项目“预制装配式排水沟”安装后，通水试验发现局部沟段出现“壅水”，实测沟底纵坡0.05%，设计0.3%。请给出整改措施并说明检测方法。答案：整改：1.拆除壅水段盖板，凿除局部基础，采用“砂浆垫层+楔形钢板”重新调坡至≥0.3%；2.接缝处增设“遇水膨胀止水条”，防止渗漏冲刷垫层。检测：整改后采用“水准仪+20m直尺”复测沟底高程，每5m一点，纵坡误差≤0.05%；通水试验，流量≥设计值1.2倍，无积水。六、排水系统运维与病害整治33.【单选】对“中央分隔带纵向盲沟”进行疏通时，最有效的机械方式是：A.高压射水+真空抽吸 B.钢丝绳通条 C.化学溶解 D.空气爆破答案：A解析：高压射水可击碎沉积泥饼，真空抽吸同步清除，避免二次沉积。34.【多选】下列病害中，与“排水系统失效”直接相关的有：A.唧浆 B.桥头跳车 C.路面反射裂缝 D.路基冻胀裂缝 E.边坡局部滑塌答案：A、D、E解析：唧浆为泵吸作用；冻胀因水分聚集；滑塌因坡体水压力增大。桥头跳车多由工后沉降，反射裂缝由基层收缩。35.【判断】采用“CCTV管道机器人”检测波纹管时，若发现“环向裂缝宽度＞5mm、纵向长度＞1m”，应直接评定为“4级—重度破损”。答案：正确解析：JTG5210—2024表5.3.2，波纹管环裂宽度＞5mm即属4级，需立即修复或更换。36.