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1、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
2、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：边沟不宜过长；边沟的纵坡一般与路线纵坡一致；边沟的出水口应与桥涵相适应；,路基路面工程精品
3、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：尽量与绝大多数地面流水方向垂直；应保证水流畅通，就近引入自然水 沟内排出；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；截水沟长度以200500m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：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；排水沟位置可根据需要并结合当地地 形等而定；排水沟水流注入其他水渠或水道时，应使原水道
4、不产生冲刷或淤积；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
5、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12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：降落在路面表面的雨水，应通过路面横向 坡度向两侧排走；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
6、式排水；在路肩外侧边缘设置拦水带；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
7、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=CR i Q水流通过横断面的流量，m3/s;水流横断面的面积，m2;
8、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V min=R1/2 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=K m i i 沟底纵坡；Km 紊流状态时的渗流系数；2.洞式渗沟 Q=J i J 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,
