公路排水计算.ppt

1、公路排水设计中明渠排水的水文水力计算，苏州交科集团有限公司，2020年8月5日，星期三，1。概述，1 .公路排水系统、排水沟、穿越涵洞、悬沟、截水沟、边沟、急流槽和止水带。概述，3 .水对路面的影响。概述，3 .2)加速路面材料的损坏；3)抽水冲刷；4)支撑不足导致路面疲劳损坏。1.概述；4.水对路基的影响；1.概述；4.水对路基的影响；1)地表水对路基的侵蚀和渗透；2)地下水使路基湿软、膨胀、冻胀、翻浆、边坡坍塌、边坡滑坡等。2.明渠水力和水文计算，1。主要明渠及注意事项1)边沟通常不需要进行水文和水力计算，采用标准断面形式。沟渠不应过长，一般地区沟渠出口间距不应超过500米，多雨地区不应超

2、过300米，三角形和碟形沟渠不应超过200米。边沟的纵坡应尽可能与路线一致，且不应小于0.5%。在边沟出口附近和排水困难的路段应进行特殊设计。2.明渠水力和水文计算。边沟断面形式：梯形、矩形、U形(或带盖板的矩形和U形)、三角形和碟形断面。高速公路和一级公路的边沟底宽和深度不应小于0.6米，其他等级公路不应小于0.4米。2.明渠水力和水文计算；2)排水沟，主要用于将路基内各种水源的水引至桥涵或路基以外的指定地点。排水沟的横断面形式一般为梯形，其尺寸应通过水力和水文计算选择。坡度为1: 1.01: 1.5，深度和底宽不应小于0.5m.排水沟的位置应尽可能远离路基，离路基坡脚不应小于2米；在平面上

3、尽量直快，连续长度要短，长度不要超过500米。排水沟应有合适的纵坡，纵坡由水力和水文计算选择。一般以0.5%至1.0%为佳，沟底纵坡不应小于0.5%。2.明渠水力和水文计算，3)截水沟，长度为200，500米；当超过500米时，可在中间适当位置增设出水口，通过射流通道或射流管分流排水。截水沟一般采用梯形断面，沟坡坡度为1:1.0133601.5；沟底宽度和沟深不应小于0.5米。当地质或土质条件差，可能发生渗漏或变形时，应采取相应的保护措施。沟底纵坡不应小于0.5%。(2)明渠水力和水文计算；(4)根据水力计算特点，射流通道的结构也由入口、通道体和出口三部分组成。急流槽可采用由浆砌片石铺设或由水

4、泥混凝土浇筑的矩形或梯形断面。浆砌片石急流槽底部厚度为0.20.4米，壁厚为0.30.4米。混凝土溜槽的厚度可以是0.20.3米。凹槽顶部应与两侧的斜面齐平。槽深不小于0.2m，槽底宽度至少为0.25米.急流槽底部每隔2.55.0米设置一个榫头，榫头应嵌入斜坡0.30.5米，以防止急流槽滑下斜坡。2.明渠水力和水文计算，1。按照标准方法步骤2检查是否符合要求。明渠水力和水文计算，1。确定集水面积，等于道路集水面积和斜坡集水面积，2。明渠水力和水文计算，路堑一侧边坡集水面积A1=200(3 4.5 6 6)=3900m2，破碎平台集水面积A2=22004=1600m2，沥青路面中线集水面积A3=

5、6200=1200m2，总集水面积F=A1A2 A3=3900 1600 1200=6700 m2。1.公路排水设计规范(JTGT D2012)表9 . 1 . 8:2。明渠水力和水文计算；2.计算径流系数；公路排水设计规范检查表(JTGT D 2012)；2。明渠水力和水文计算；3.计算汇流持续时间和平均流速；1)根据公路排水设计规范，Lp坡面流的长度为米；ip斜率流量的斜率；表面粗糙度系数根据公路排水设计规范(JTGT D2012)表9.1.4确定。2.明渠水力和水文计算。路堑边坡的糙率系数S1为0.10，坡度分别为1: 0.5、1: 0.75、1: 1和1: 1。坡面汇流历时：s2=0.

6、1，横向坡度为3%，汇流历时：s3=0.013，横向坡度为2%，坡面流长度为12.25米，汇流历时：2。明渠的水力和水文计算，根据规范，在断面尺寸和坡度变化之初，分段计算。2)根据公路排水设计规范(JTGT D2012)公式9.1.5-1计算管沟合流历时；2.明渠水力和水文计算，设置边沟底，宽度b=0.4m，高度h=0.4m，浆砌片石砌筑，沟底糙率系数n=0.025，设计水深0.2m(路基设计规范P28要求0.2m)。明渠水力和水文计算表明，渠道平均流速为0，渠道汇流持续时间为T5=200/1.704=1.96min；综上所述，可以看出总的汇合持续时间是t=t5=1.41=9.46 1.96=

7、11.42分钟。则边沟的排水能力QC:QC=va=1.7040.12=0.204米/秒；4.计算排水能力；2.明渠水力和水文计算；5.计算降雨强度。根据规范，高速公路和一级公路范围内的边坡排水设计降雨重现期为15年，其他等级公路为10年。公路按降雨强度公式计算(一般年降雨量在200毫米以下为干旱，年降雨量在200毫米至500毫米之间为半干旱)；2.明渠水力和水文计算；(一般来说，200毫米以下的年降雨量是干旱的，200毫米至500毫米之间的年降雨量是半干旱的)；根据图9.1.7-2，该地区60分钟降雨强度换算系数C60=0.40。根据表9.1.7-2，降雨历时t=12分钟的换算系数为Ct=0.

8、93。其次是明渠的水力和水文计算，其次是明渠的水力和水文计算，参见图9.1.7-1，该地区五年一遇10分钟降雨强度为强q5，10=1.2 mm/min，q p，t. 10=1.34x0.93x1.2=1.447mm/min。6.计算设计径流。根据降雨强度，可通过推理公式计算出设计径流Q。设计流量Q=0.129m3/s，泄流能力Qc=0.204 m3/s，设计边沟尺寸满足要求。2.明渠水力和水文计算；7.冲淤试验中，边沟的平均流速应使水流在设计流量条件下不产生冲淤。因此，设计流量应在最大和最小允许流量范围内。浆砌片石边沟的最大允许速度为3.0m/s。由于水深不大于0.5m，修正系数为0.85，因

9、此修正后的最大允许流速为2.55米/秒，最小允许流速为0.4米/秒，平均流速V=1.704m米/秒在最大和最小范围内，满足冲淤试验。综上所述，边沟尺寸符合要求。2.明渠水力和水文计算；2.方法2。纵向坡度和排水断面长度之间的关系是通过假设排水断面来计算的，路堑边坡集水面积A1=L(3 4.5 6 6)=19.5 M2碎石平台集水面积A2=2L4=8Lm2沥青路面从中线到边沟的集水面积A3=6L=6Lm2总集水面积F=A1 A2 A3=33.5L m2，1)。确定集水区；2)明渠水力和水文计算。查看公路排水设计规范(JTGT D2012)表、2。明渠水力和水文计算，3)降雨历时和沟内平均流速，降

10、雨历时取设计控制点汇流历时，其值为集水区最远点到排水设施(出口)的坡度汇流历时与沟内沟管汇流历时之和。假设降雨持续12分钟。设计重现期根据规范，高速公路和一级公路边界边坡排水设计降雨重现期为15年，其他等级公路为10年。2.明渠水力和水文计算；5)根据公路所在区域，根据公路排水设计规范，5年设计重现期10分钟降雨强度为q5，101.2毫米/分钟，10年设计重现期重现期转换系数为cp=1.34，60分钟降雨强度转换系数为c60=0.4，10分钟降雨强度转换系数为c5=1。因此，暴雨强度为q=1 . 21 . 341=1.608毫米/分钟；6)边沟最大排水距离的计算依据公路排水设计规范JTJ018

11、-97，设计径流量为q=16.67 Qf=16 . 670 . 81 . 60833 . 5 l 10-6 m3/s，视为路线Qc=vA=1.704x0.12=0.204m/s，2。明渠水力和水文计算时，边沟的泄流能力必须大于其设计径流量，即QcQ 0.20416.670.81.60833.5L10-6，然后当路线纵坡为3%时，边沟最长排水距离l(出口间最大距离)为l0.204/(16 . 670 . 81 . 60833 . 510-6)284m，7)检验汇流历时假设，因为且两部分同时发生，因此，坡面汇流持续时间应根据前面的计算，道路汇流持续时间为1.09分钟；路堑边坡汇流时间为9.46分钟，因此t1=9.46min分钟.其次是明渠的水力和水文计算，然后根据公式T2=l/(60v)=283/(601.704)=2.77分钟，我们可以得到汇流历时t=t1t2=9.462.77=12.23min分钟和10分钟，然后假设降雨历时为13分钟，我们可以通过插值得到降雨历时换算系数ct=