高速6路基排水

1、,高速公路概论,上次课主要学习了以下内容： 路基工程基本知识： 路基的特点和要求 路基干湿类型和填土高度 路基的变形和破坏 一般路基设计 路基横断面 路基的基本构造,第二章 路基排水,路基变形和破坏的主要原因是受水的影响。因此，必须十分重视路基的排水设计。路基水的来源有地面水和地下水。地面水有雨、雪和江河湖水。地下水有泉水、毛细水和间隙水等。它们都会便路基湿软，降低承载力。造成滑坡坍方或冻害翻浆等破坏。 路基排水的目的是减少路基的湿度，保证路基常年处于干燥或中湿状态，确保路基路面的结构稳定。 考虑排水的原则首先要查清水源，结合农田水利进行全面规划，排除隐患。水沟宜短不宜长，及时疏散，就近分流。

2、要充分利用地形，防挖深沟，减少水土流失。设计要注意就地取材，结构应经济实用，并作出优化选择。,第一节 路基排水设施,一、地面排水设施 1、边沟和截水沟,挖方路段及高度小于边沟深度的路堤应设置边沟。边沟一般为梯形断面，内侧边坡为1：1.01：1.5，外侧边坡与挖方边坡相同。边沟的宽度和深度一般为0.4m。高速公路和一级公路则不小于0.6m。边沟纵坡宜与路线纵坡一致，并不小于0.5，以利排水畅通。 截水沟用以汇集并排除路基边坡上侧的地表径流。挖方路基截水沟应设在坡顶5m以外，填方路堤上侧的截水沟距填方坡脚的距离不应小于2m。截水沟宽度和深度不宜小于0.5m，梯形断面边坡常用1：1.0-1：1.5，

3、沟底纵坡不应小于0.5。 排水沟是将边沟、截水沟和路基附近积水引排于路基之外。沟渠构造与截水沟相同。排水沟应与各种水沟联接顺畅，其长度不宜超过500m。,2、跌水与急流槽 水流通过陡坡地段时可设置跌水与急流槽。跌水和急流槽应用浆砌片石或水泥混凝土预制块砌筑，其断面为矩形，槽底做成粗糙面，跌水的台阶高度可采用0.3-0.6m，台面坡度为23。急流槽的纵坡更陡，但应控制在100以内。跌水与急流槽的出口应设置消力池，以减小水流速度，防止对底部的冲刷。,3虹吸管(涵) 虹吸管(涵)是引水渠道横穿公路而保持水头高度的一种结构。它是有压管道，必须保证不透水。虹吸管(涵)直径由水力计算决定，一般为40-10

4、0cm。在广探珠高速公路中，虹吸回管外再砌钢筋混凝土箱室，中间可供人屈身通过，以便养护检修。,二、地下排水设施 地下排水是排除土体的上层滞水或潜水。地下排水结构有盲沟，渗沟和渗井。 1、盲沟 盲沟分纵向盲沟和横向盲沟两种。纵向盲沟可布置成单列或双列式，设在边沟底下。横向盲沟则与路线垂直，截除顺线路下流的地下水并排除路堤存水，降低地下水位。纵横向盲沟纵坡不小于12。 盲沟构造为矩形，中部用粗骨料(卵石)，周围粒料尺寸呈六倍递减。沟底为2030cm厚的夯实不透水层，盲沟顶面可反贴草皮。,2、渗沟 渗沟的排水量比盲沟大得多，常采用预制渗水管。水泥混凝土圆管的最小直径不宜小于20cm，带孔塑料渗水管直

5、径宜为15cm。管的渗水孔径为1.52.0cm。反滤层应选用颗粒大小均匀的砂石材料，分层填筑，相邻层颗粒直径比不宜小于1：4，层厚不宜小于15 cm，砂石粒粒径小于0.15mm颗粒应小于5。沟底纵坡应大于1。 3、渗井 渗井是将土基上层存水引入透水层，以降低地下水位高度。,三、路基排水系统 由于自然条件和路线布置的不同，路基排水有时比较复杂。在多雨山区、寒冷潮湿地带或水网密布的平原区和水文地质条件不良地区更需要进行路基排水综合设计，尽量发挥各种设施的优越性，提高排水效果。 对于流向路基的地面水和地下水，需在路基外设置截水沟、排水沟或渗沟等进行拦截并排水。路基内的水源应用边沟、渗沟等予以排除。水

6、流落差较大时，应设置跃水和急流槽。自然沟谷与人工沟渠及涵洞等排水设施要紧密配合，各自分工，充分发挥其整体作用。,第二节 软土的排水固结,沿海和湖滨公路路基常在软弱土层上施工，必须给予高度重视。软土多为海洋和内陆沉积的淤泥、泥碳和粉砂，孔隙率和压缩性大，透水性小，土基抗剪强度和承载能力低，路基完工后流变性大而产生长期下沉。,软土加固,软土加固可用换土方法，即用人工挖去一层软土，回填性质良好的素土或填碎砾石，砂或灰土，有时亦可掺少量水泥。此法只能加固薄层(如12m)软土。 对深层软土的加固，最有效的办法是砂桩排水固结法。它是利用路堤自重加压，排出软土的饱和水以促进沉降固结。为缩短排水路线，加快固结

7、过程，须设置砂垫层和砂井。,砂垫层或砂砾垫层铺设在路堤底部，厚度为0.30.5m。砂桩是用打桩机把钢管打入软土形成井孔子,再将透水的尼龙砂袋填入,砂桩直径d=712cm，井距为井径的8-10倍。平面上呈矩形或梅花形布置。桩的长度为软层厚度或由计算确定。 排水砂桩可用塑料排水板代替。土中水是透过塑料芯板的沟槽排出的。排水板用专用插板机插入土中，施工简便。 砂垫层上和路堤内部可用土工布或土工格栅加固路堤和边被。这种方法近年在国内外得到广泛的应用。,第二章 路基边坡的防护和加固,路基边坡常年经受冰雪融化和雨水冲刷而风化剥落和变形破坏，必须加以适当防护和进行必要的加固。 坡面防护分植物防护和矿料防护两

8、类。植物防护一般采用种草、植草皮和种树等方法。矿料防护是采用砂石、水泥或石灰等矿质材料对风化的软质岩石进行抹面防护。,边坡不陡于1：1的土质坡面且冲刷不严重时，可植草来固结表土，防止坡面水土流失。草种应适应当地土壤和气候条件，根系发达、叶茎低矮的多年生荤种。边坡较陡、冲刷较严重而适流速度小于1.5ms时，可采用铺草皮防护。草皮可以平铺、叠铺，也可垂直坡面或斜铺成方格式，亦可用拱式边框，框内满铺草皮。植树主要用于漫水河滩或海滩上，可以降低水流速度，减少水流对滩上路堤的冲刷，还能起到防风沙、美化路容和调节气候的作用。树种与栽植的位置可与有关部门协调配合。,抹面防护的抹面材料有三合土(石灰、炉渣和粘

9、土，其质量比为1：5：1)四合土(石灰、炉渣、枯土和砂，其质量比为1：9：3：6)等，抹面厚度为2-10cm。易于风化而坡面不平的岩石边被可用喷浆防护，喷浆为水泥、石灰、河砂和水的混合料，其质量比为1：1：6：3。对岩石坚硬而不易风化的边坡，为防止水分浸入裂隙，可用水泥砂浆灌缝和勾缝。 对于易发生严重剥落或溜方的路基边坡，可用石砌防护。石砌护坡有干砌和浆砌两种。干砌片石厚度为0.250.35m，下设0.10.2m碎石或砂砾垫层，并不使用水泥砂浆材料。浆砌片石则用水泥砂浆，片石层厚度为0.25-0.4 m。纵向每10m设一条伸缩缝。浆砌片石坡面覆盖层又称护面墙，它不承受土压力作用，但要紧贴坡面，

10、表面抹平。,对于无严重局部冲刷的沿河路堤，为保护坡脚可用抛石防护。一般石块尺寸为0.30.5m，抛石厚度为1-2m。洪水冲刷严重的边坡可用竹木石笼或铁丝石笼甚至钢筋框架石笼防护，其容许流速可达5ms。,第三章 挡土墙,一、挡土墙的种类与构造,挡土墙在道路工程中应用很广。其作用是承受支挡土体的侧压力，稳定边坡、防治滑坡，防止路堤冲刷，并可节省路基土方数量。,挡土墙按其位置分为路堤墙、路堑墙、路肩墙和山坡墙。,挡土墙按其结构功能又可分为重力式、半重力式和衡重式挡上墙。重力式墙，靠自重平衡墙背土压力，墙身体积大，但施工方便。半重力式墙是在墙体中加筋，如悬臀式和扶壁式挡土墙。衡重式挡土墙靠衡重台把墙的

11、重心后移，增加稳定力矩，减少断面尺寸。,挡土墙按其结构形式也可分为下列五种类型； 实心式：靠墙身自重保持墙体平衡稳定。 垛式：预制杆件或废枕木纵、横交错叠成框架，内填土石， 悬臂式：基底用钢筋混凝土悬臂，增强抗倾覆稳定性。 描杆式：水平或斜向钻孔，加桩锚固。 加筋土式：由竖向钢筋混凝土面板、水平拉筋和填土组成。拉筋一般用薄金属板(厚度2-5mm，宽度约20cm)或钢筋混凝土预制薄板，亦常用聚丙烯土工带。,挡上墙一般由墙身、基础、排水设施和伸缩缝等部分组成。,二、挡土墙土压力计算,挡土墙墙背作用有静止土压力。当挡土墙向外移动时，土压力逐渐减小，当土体出现滑裂时的土压力称为主动上压力。若挡土墙受拱圈推力作用，墙后土体挤压鼓出时土对墙的反力称为被动土压力。 路基挡土墙一般都可能有向外位移倾覆的趋势，因此在设计中按主动土压力计算。计算采用库伦土压力或朗金土压力理论。,三、挡土墙稳定性验算,1、车辆荷载换算 2、抗滑动稳定性验算 3、抗倾覆稳定性