劉清-第七章排水設(shè)計(jì)ppt課件

1、 劉 清：liuqing197901163 Subgrade and Pavement Engineering第七章 路基路面排水設(shè)計(jì) 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 路基排水設(shè)備的構(gòu)造與布置 第三節(jié) 路面排水設(shè)計(jì)第一節(jié) 概述路基排水的意義 堅(jiān)持路基資料的強(qiáng)度穩(wěn)定性，進(jìn)而堅(jiān)持路基的穩(wěn)定性路基排水的目的把降落在路界范圍內(nèi)的外表水有效的聚集并迅速排除出路界把路界外能夠流向路基的地表水?dāng)r截在路界范圍以外以減小對(duì)路基路面的危害隔斷、疏干和降低影響路基穩(wěn)定性的地下水，并將其引導(dǎo)到路基范圍以外1.1 排水的意義與目的排水設(shè)備要因地制宜、全面規(guī)劃、合理規(guī)劃、綜合治理、講究實(shí)效、留意經(jīng)濟(jì)，并充分利用有利地形和自然水系；

2、 路基排水溝渠的設(shè)置，應(yīng)與農(nóng)田水利相配合，必要時(shí)可適當(dāng)?shù)卦鲈O(shè)涵管或加大涵管孔徑；設(shè)計(jì)前必需進(jìn)展調(diào)查研討，重點(diǎn)路段要進(jìn)展排水系統(tǒng)的全面規(guī)劃，做到路基路面綜合設(shè)計(jì)和分期建筑；路基排水要留意防止附近山坡的水土流失，盡量不破壞天然水系，盡量選擇有利地質(zhì)條件布設(shè)人工溝渠；路基排水要結(jié)合當(dāng)?shù)厮臈l件和道路等級(jí)等詳細(xì)情況，留意就地取材，以防為主； 為減少水對(duì)路面的破壞作用，應(yīng)盡量阻止水進(jìn)入路面構(gòu)造，并提供良好的排水措施，以便迅速排除路面構(gòu)造內(nèi)的水，亦可建筑具有能接受荷載和雨水共同作用的路面構(gòu)造。1.2 路基路面排水設(shè)計(jì)的普通原那么第二節(jié) 路基排水設(shè)備的構(gòu)造與布置邊溝截水溝排水溝跌水急流槽倒虹吸、渡水槽等2.

3、1 地面排水設(shè)備邊溝邊溝的功能：用于聚集和排除降落在路基范圍內(nèi)以及流向路基的少量地表水邊溝的布置：邊溝普通布置在路塹的路肩外側(cè)或較低矮路堤坡腳外側(cè)邊溝的縱坡：邊溝的縱坡宜與道路縱坡相一致，并不宜小于0.3，困難情況下可以減至0.1%邊溝的長(zhǎng)度：?jiǎn)蜗蚺潘L(zhǎng)度每300500米設(shè)出水口2.1 地面排水設(shè)備邊溝的橫斷面方式邊溝的橫斷面方式表示圖a)、b)梯形；c)、d)流線形；e)三角形；f)矩形2.1 地面排水設(shè)備2.1 地面排水設(shè)備截水溝截水溝的功能：用以攔截并排除路基上方流向路基的地面徑流，減輕邊溝的水流負(fù)擔(dān)，保證挖方邊坡和填方坡腳不受流水沖刷。截水溝的布置：截水溝普通布置在路塹邊坡或陡坡路堤上

4、側(cè)，垂直于山坡水流方向或根本與等高線平行。視降雨量，可以不設(shè)或設(shè)計(jì)多道。填方截水溝截水溝挖方截水溝5m2.1 地面排水設(shè)備2.1 地面排水設(shè)備截水溝截水溝的縱坡與長(zhǎng)度：截水溝的縱坡不宜小于0.3，長(zhǎng)度的思索以匯水既不呵斥過(guò)大的沖刷，又不淤積為原那么。 截水溝的橫斷面：普通為梯形，溝的邊坡坡度，因巖土條件而定，普通采用1:1.01:1.5。溝底寬度b不小于0.5m，溝深h按設(shè)計(jì)流量而定，亦不應(yīng)小于0.5m。2.1 地面排水設(shè)備土質(zhì)石質(zhì)排水溝排水溝的功能：將路基范圍內(nèi)各種水源的水流如邊溝、截水溝、取土坑、邊坡和路基附近積水，引排至橋涵或路基范圍以外的指定地點(diǎn)。排水溝的布置：排水溝的布置可以根據(jù)需求

5、并結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦螚l件而定，間隔路基坡腳不宜小于34m，平面上應(yīng)力求直捷，需求轉(zhuǎn)彎時(shí)亦應(yīng)盡量圓順，做成弧形，其半徑不宜小于1020m，延續(xù)長(zhǎng)度宜短，普通不超越500m。排水溝的縱坡：排水溝應(yīng)具有適宜的縱坡，以保證水流暢通，不致流速太大而產(chǎn)生沖刷，亦不可流速太小而構(gòu)成淤積，為此宜經(jīng)過(guò)水文水力計(jì)算而擇優(yōu)選定。普通情況下，可取0.51.0%，不小于0.3，亦不宜大于3。 2.1 地面排水設(shè)備排水溝與水道銜接表示圖1排水溝；2其它渠道；3路基中心線；4橋涵排水溝 排水溝水流注入其他溝渠或水道時(shí)，應(yīng)使原水道不產(chǎn)生沖刷或淤積。通常應(yīng)使排水溝與原水道兩者成銳角相交，交角不大于45，有條件可用半徑R=10bb為溝

6、頂寬的圓曲線朝下游與其它水道相排水溝的橫斷面排水溝的橫斷面，普通采用梯形，尺寸大小應(yīng)經(jīng)過(guò)水力水文計(jì)算選定。2.1 地面排水設(shè)備溝渠加固 2.1 地面排水設(shè)備 包括排水溝在內(nèi)的土質(zhì)溝渠在有能夠遭到?jīng)_刷和滲漏時(shí)必需進(jìn)展防護(hù)和防滲處置加固類型與溝底縱坡關(guān)系 縱坡（%）7加固類型不加固1.土質(zhì)好，不加固2.土質(zhì)不好，簡(jiǎn)易加固簡(jiǎn)易加固或干砌式加固干砌式或漿砌式加固漿砌式加固或改用跌水溝渠加固類型2.1 地面排水設(shè)備溝渠加固 2.1 地面排水設(shè)備2.1 地面排水設(shè)備跌水跌水的功能：在陡坡或或特殊陡坎地段設(shè)置的溝底為階梯，水流呈瀑布式跌落的溝槽稱作跌水，跌水的作用是在較短的間隔內(nèi)，降低水流流速，消減水流能量

7、，進(jìn)而防止沖刷用于坡度大于10，水頭高差大于1.0m的陡坡地段。方式：普通矩形，漿砌片石或混凝土預(yù)制塊砌筑 尺寸：根據(jù)地形、地質(zhì)條件等，普通需水力計(jì)算 構(gòu)造：分為進(jìn)水口、跌水槽、出水口。跌水槽由跌水墻、平臺(tái)和消能設(shè)備組成。 出口銜接：橋涵、自然溝、排水溝急流槽：是具有很陡坡度的水槽，水流以陡坡方式經(jīng)過(guò)的排水設(shè)備，但水流不分開槽底。急流槽的功能: 它的作用主要是在很短的間隔內(nèi)，水面落差很大的情況下進(jìn)展排水。急流槽的布置：多用于涵洞的進(jìn)出水口和高路塹邊溝流入排水溝的進(jìn)出水口，或在特殊情況下，截水溝流向邊溝的場(chǎng)所。方式：矩形，漿砌片石或混凝土預(yù)制塊砌筑 尺寸：需水力計(jì)算來(lái)確定尺寸，水流量不大時(shí)，可用

8、規(guī)范尺寸 構(gòu)造：進(jìn)水口、主槽、出水口 出水銜接：橋涵、自然溝、排水溝2.1 地面排水設(shè)備2.1 地面排水設(shè)備急流槽的構(gòu)造：高路堤邊坡地段急流槽路塹與高路堤銜接處急流槽路塹邊坡急流槽急流槽設(shè)置通常設(shè)置在高路堤邊坡、高路塹邊坡、路塹與高路堤銜接處、回頭曲線上下邊溝等位置，用于排除邊溝和截水溝聚集的水流。倒虹吸與渡水槽：設(shè)置于水流需求橫跨路基，同時(shí)遭到設(shè)計(jì)標(biāo)高的限制，從路基底部或上部架空跨越。前者稱為倒虹吸，后者稱為渡水槽。 倒虹吸：水流橫跨路基且遭到設(shè)計(jì)標(biāo)高限制時(shí)，可經(jīng)過(guò)多次改動(dòng)水流方向從路基下方跨越的排水設(shè)備。倒虹吸是利用上下游溝渠水位差作用，管道為有壓管道，水流條件較差，構(gòu)造要求高，應(yīng)謹(jǐn)慎運(yùn)用

9、。倒虹吸的設(shè)置：往往是因路基橫跨原有溝渠，且溝渠水位高于路基設(shè)計(jì)標(biāo)高，不能按正常條件下設(shè)置涵洞，此時(shí)采用倒虹吸是可行的方案之一。 2.1 地面排水設(shè)備2.1 地面排水設(shè)備渡水槽：水流橫跨路基且遭到路基標(biāo)高限制時(shí)，水流從路基上方跨越的排水設(shè)備。渡水槽的布置：原水道與路基設(shè)計(jì)標(biāo)高相差較大，假設(shè)路基兩側(cè)地形有利，或當(dāng)?shù)卮_有必要，可設(shè)簡(jiǎn)易橋梁，架設(shè)水槽或管道，從路基上部跨越，以勾通路基兩側(cè)的水構(gòu)造：倒虹吸：進(jìn)水口、沉淀池、出水口、管身 渡水槽：進(jìn)出水口、槽深、下部支撐 尺寸：需水力計(jì)算 蒸發(fā)池：氣候干旱、排水困難地段，可利用沿線的集中取土坑或?qū)ｉT設(shè)置蒸發(fā)池排除地表水。 2.1 地面排水設(shè)備東江深圳渡水

10、槽墨西哥格雷塔羅市的古渡槽引大入秦先明峽倒虹吸地下排水設(shè)備盲溝管滲溝井盲井滲水隧洞特點(diǎn)：排水量不大，主要以滲流方式聚集水流，并就近排出路基范圍以外。功能：防止地下水對(duì)路基的影響2.2 地下排水設(shè)備暗溝 作用：設(shè)在地面以下引導(dǎo)水流的溝渠，具有滲水和匯水作用，地下排水溝。 構(gòu)造：進(jìn)水口泉井、暗溝溝身和蓋板。圓形和矩形。 縱坡和出水口：縱坡不小于1%。出口處溝底應(yīng)高出邊溝最高水位20cm以上，不允許出現(xiàn)倒灌景象。 本卷須知： (1)應(yīng)防止泥土或砂粒落入溝槽或泉眼，以免堵塞暗溝頂可鋪筑碎礫石一層，上填砂礫(2)暗溝流量普通不予計(jì)算。 2.2 地下排水設(shè)備2.2 地下排水設(shè)備2.2 地下排水設(shè)備滲溝：采

11、用浸透方式將流向路基的地下水聚集于溝內(nèi)并排到路基范圍以外指定點(diǎn)的排水設(shè)備，使路基上堅(jiān)持枯燥，不致因地下水成害。 作用：是降低地下水位或攔截地下水，其水力特性是紊流。 分類：盲溝式、管式、洞式 構(gòu)造： 滲水層、封鎖層、反濾層、排水層 尺寸：水力計(jì)算確定。埋深需思索地下水位和不透水層的位置運(yùn)用條件： 盲溝式：普通用于流量不大、滲溝不長(zhǎng)的地段。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)思索淤塞失效問(wèn)題，排水層阻力大，其縱坡不應(yīng)小于1%，普通可采用5%。 管式滲溝：設(shè)于地下引水較長(zhǎng)的地段。但滲溝過(guò)長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)加設(shè)橫向泄水管，將縱向滲溝內(nèi)的水流，迅速的分段排除。 洞式滲溝：當(dāng)?shù)叵滤髁枯^大，或缺乏水管時(shí)，采用石砌涵洞，洞口大小依設(shè)計(jì)流量而定

12、。2.2 地下排水設(shè)備截?cái)嗦穳q層間水的滲溝降低地下水位的滲溝路塹上方的滲溝平面布置：滲溝盡能夠與地下水流方向相互垂直，使能攔截更多的地下水。2.2 地下排水設(shè)備2.2 地下排水設(shè)備滲井：是豎直方向的地下排水設(shè)備 作用：是聚集離地面不深處含水層中的地下水，經(jīng)過(guò)豎井，滲入下層，疏干路基土。 運(yùn)用條件： (1)路基下層能否存在透水層，能否排走聚集的地下水。 (2)影響路基上部含水層較薄，排水量不大，并且平式滲溝難以布置時(shí)采用。 構(gòu)造：由上部集水構(gòu)造和下部排水構(gòu)造兩部分組成2.2 地下排水設(shè)備滲井布置: 集水部分構(gòu)造與滲溝一樣，于井的周圍設(shè)反濾層，頂上為覆蓋層封鎖層。 下部排水構(gòu)造，采用粗粒資料做充填

13、物。 滲井?dāng)嗝娌捎脠A柱形或方柱形。 2.2 地下排水設(shè)備路面外表排水中央分隔帶排水設(shè)計(jì)路面內(nèi)部排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)路面邊緣排水設(shè)計(jì)排水基層或面層排水設(shè)計(jì)2.3 路面排水設(shè)計(jì)路面外表排水義務(wù)：迅速把降落在路面和路肩外表的降水排走，以防止呵斥路面積水而影響行車平安。根本原那么： 1降落在路面上的雨水，應(yīng)經(jīng)過(guò)路面橫向坡度向兩側(cè)排流，防止行車道路路面范圍內(nèi)出現(xiàn)積水。 2在道路縱坡平緩、匯水量不大、路堤較低且邊坡坡面不會(huì)遭到?jīng)_刷的情況下，應(yīng)采用在路堤邊坡上橫向漫坡的方式排除路面外表水。 3在路堤較高，邊坡坡面在未做防護(hù)而易蒙受路面外表水流沖刷，或者坡面雖已采取防護(hù)措施但仍有能夠遭到?jīng)_刷時(shí)，應(yīng)沿路肩外側(cè)邊緣設(shè)置攔

14、水帶，聚集路面外表水，然后經(jīng)過(guò)泄水口和急流槽排離路堤。4設(shè)置攔水帶聚集路面外表水時(shí)，攔水帶過(guò)水?dāng)嗝鎯?nèi)的水面，在高速公路及一級(jí)公路上不得漫過(guò)右側(cè)車道外邊緣，在二級(jí)及二級(jí)以下公路上不得漫過(guò)右側(cè)車道中心線。2.3 路面排水設(shè)計(jì)路面外表排水?dāng)r水帶可由瀝青混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑，或者由水泥混凝土預(yù)制塊鋪砌而成。采用水泥混凝土預(yù)制塊攔水帶時(shí)，應(yīng)防止預(yù)制塊影響路面內(nèi)部水的排泄。攔水帶的頂面應(yīng)略高于過(guò)水?dāng)嗝娴脑O(shè)計(jì)水面高水深，按設(shè)計(jì)流量公式7-1計(jì)算確定。2.3 路面排水設(shè)計(jì)2.3 路面排水設(shè)計(jì)攔水帶聚集的水流應(yīng)以200500m間距的急流槽排下路基攔水帶與急流槽的組合縱坡上的不對(duì)稱喇叭形泄水口2普通路段中央分隔帶2.3

15、 路面排水設(shè)計(jì)中央分隔帶排水寬度小于3m且外表采用鋪面封鎖的中央分隔帶排水，降落在分隔帶上的外表水排向兩側(cè)行車道，其坡度與路面的橫坡度一樣；在超高路段上，可在分隔帶上側(cè)邊緣處設(shè)置緣石或泄水口，或者在分隔帶內(nèi)設(shè)置縫隙式圓形集水管或碟形混凝土淺溝和泄水口圖2-7-4，以攔截和排泄上側(cè)半幅路面的外表水。 2.3 路面排水設(shè)計(jì)中央分隔帶排水寬度大于3m且外表未采用鋪面封鎖的中央分隔帶排水，降落在分隔帶上的外表水聚集在分隔帶中央的低洼處，并經(jīng)過(guò)縱坡排流到泄水口或橫穿路界的橋涵水道中。外表無(wú)鋪面且未采用外表排水措施的中央分隔帶，降落在分隔帶上的外表水下滲，由分隔帶內(nèi)的地下排水設(shè)備排除。 2.3 路面排水設(shè)

16、計(jì)我國(guó)通常采用較窄的中央分隔帶，僅在中間設(shè)預(yù)留車道時(shí)才采用寬的中央分隔帶。各地在選用排水設(shè)備類型時(shí)，并未拘泥于以分隔帶寬度限值作為獨(dú)一的根據(jù)，而是結(jié)合地域和工程需求確定，方式是多樣的。因此，上述分類中的寬度規(guī)范并不是絕對(duì)的。路面內(nèi)部排水水對(duì)路面構(gòu)造的影響1浸濕各構(gòu)造層資料和路基土，呵斥路面基層資料和地基土的強(qiáng)度降低；2使水泥混凝土路面產(chǎn)生基層唧泥，隨之出現(xiàn)脫空、錯(cuò)臺(tái)、開裂和整個(gè)路肩破壞；3與水經(jīng)常接觸將使瀝青混合料的瀝青剝落，影響瀝青混合料的耐久；4下滲的水使路基土產(chǎn)生不均勻凍脹；進(jìn)而呵斥翻漿。 路面內(nèi)部排水的目的 低透水性土質(zhì)的路基經(jīng)常使?jié)B入到路面內(nèi)部的水長(zhǎng)時(shí)間不能排除，停滯在路槽內(nèi)，使路面資料長(zhǎng)期飽水。路面構(gòu)造內(nèi)部排水的目的是保證路面資料處于正常濕度形狀，正常行使其運(yùn)用功能，到達(dá)其應(yīng)有的運(yùn)用壽命。2.3 路面排水設(shè)計(jì)1年降水量為600mm以上的潮濕和多雨地域，路基由透水性差的細(xì)粒土浸透系數(shù)不大于10-5cm/s筑成的高速公路、一級(jí)公路或重要的二級(jí)公路。2路基兩側(cè)有滯水，能夠滲入路面構(gòu)造內(nèi)。3嚴(yán)重冰凍地域，路基為由粉性土組成的潮濕、過(guò)濕路段。4現(xiàn)有路面改建或改善工程，需排除積滯在路面構(gòu)造內(nèi)的水份 。二路面內(nèi)部排水系統(tǒng)的設(shè)置條件我國(guó) JTJ018-97建議遇有以下情況時(shí)，應(yīng)設(shè)置路面內(nèi)部排水系