《路基路面排水设计》PPT课件.ppt

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1、 第七章第七章 路基路面排水设计路基路面排水设计 第一节第一节 路基路面排水的要求及设计一般原则路基路面排水的要求及设计一般原则一、排水的目的与要求一、排水的目的与要求 重要性：路基路面的各种病害和变形重要性：路基路面的各种病害和变形的产生都与地面水和地下水的浸湿和的产生都与地面水和地下水的浸湿和冲刷有关。冲刷有关。目的目的：将路基范围内的土基湿度降低到一定的：将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度以内，保持路基常年处于干燥状态，确保路限度以内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基及路面具有足够的强度与稳定性。基及路面具有足够的强度与稳定性。路基路面排水设备路基路面排水设备路基排水路基排水地面排

2、水设备地面排水设备地下排水设备地下排水设备路面排水路面排水;路面表面排水路面表面排水中央分隔带排水中央分隔带排水路面内部排水路面内部排水边缘排水系统边缘排水系统排水层排水系统排水层排水系统路基排水设计的一般原则路基排水设计的一般原则路基排水设计的一般原则路基排水设计的一般原则 排水设施要因地制宜、合理布局、综合治理、讲究实效、排水设施要因地制宜、合理布局、综合治理、讲究实效、排水设施要因地制宜、合理布局、综合治理、讲究实效、排水设施要因地制宜、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济，并充分利用地形和自然水系。注意经济，并充分利用地形和自然水系。注意经济，并充分利用地形和自然水系。注意经济，并充

3、分利用地形和自然水系。（2 2）各种路给排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，）各种路给排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，）各种路给排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，）各种路给排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可使当地增设函馆或加大函馆孔径，以防农业用水影响路必要时可使当地增设函馆或加大函馆孔径，以防农业用水影响路必要时可使当地增设函馆或加大函馆孔径，以防农业用水影响路必要时可使当地增设函馆或加大函馆孔径，以防农业用水影响路基稳定。基稳定。基稳定。基稳定。（3 3）设计前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点）设计前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点）设计

4、前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点）设计前必须进行调查研究，查明水源与地质条件，重点路段做到路基路面综合设计和分期修建。路段做到路基路面综合设计和分期修建。路段做到路基路面综合设计和分期修建。路段做到路基路面综合设计和分期修建。（4 4）路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏）路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏）路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏）路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，尽量不破坏天然水系。天然水系。天然水系。天然水系。（5 5）路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，）路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，）路基

5、排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，）路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，注意就地取材，以防为主，既要稳固适用，又必须讲究经济效益。注意就地取材，以防为主，既要稳固适用，又必须讲究经济效益。注意就地取材，以防为主，既要稳固适用，又必须讲究经济效益。注意就地取材，以防为主，既要稳固适用，又必须讲究经济效益。（6 6）提高路面结构的防水和排水能力。）提高路面结构的防水和排水能力。）提高路面结构的防水和排水能力。）提高路面结构的防水和排水能力。第二节第二节 路基排水设施的构造与布置路基排水设施的构造与布置一、地表排水设备一、地表排水设备 边沟边沟、天沟、排水沟、跌水与急流槽、天沟

6、、排水沟、跌水与急流槽、蒸发法、倒虹吸与渡水槽蒸发法、倒虹吸与渡水槽 边沟边沟 1.1.边沟的设置与作用边沟的设置与作用边沟的设置与作用边沟的设置与作用 2.2.边沟的横断面形式边沟的横断面形式边沟的横断面形式边沟的横断面形式 3.3.边沟的断面尺寸边沟的断面尺寸边沟的断面尺寸边沟的断面尺寸 4.4.边沟的纵坡与长度边沟的纵坡与长度边沟的纵坡与长度边沟的纵坡与长度 5.5.边沟出水口处理边沟出水口处理边沟出水口处理边沟出水口处理 2、截水沟截水沟（或称为天沟）：（或称为天沟）：作用：拦截路基上方流向路基的地面水，作用：拦截路基上方流向路基的地面水，减轻边沟水流负担，保护挖方边坡和填方坡脚减轻边

7、沟水流负担，保护挖方边坡和填方坡脚 位置：设置在路基坡顶位置：设置在路基坡顶5M以外或山坡路堤以外或山坡路堤上方。上方。作用：汇集和排除；路基范围内和流向路基作用：汇集和排除；路基范围内和流向路基的少量地面水的少量地面水 3）排水沟排水沟 1.位置：结合地形、路基坡脚外位置：结合地形、路基坡脚外34m 2.作用：用来把截水沟和边沟内汇集的水作用：用来把截水沟和边沟内汇集的水排引到附近排引到附近 的桥涵、河谷或远离路基的低洼地的桥涵、河谷或远离路基的低洼地 3.排水沟的横断面形式：排水沟的横断面形式：一般采用梯形，底宽、沟深均不宜小于，一般采用梯形，底宽、沟深均不宜小于，边坡坡度一般定为边坡坡度

8、一般定为1：11：。：。（四）（四）（四）（四）跌水与急流槽跌水与急流槽跌水与急流槽跌水与急流槽 1 1）1.1.概念概念概念概念 2.2.作用作用作用作用 3.3.布置布置布置布置 4.4.跌水的一般构造与布置跌水的一般构造与布置跌水的一般构造与布置跌水的一般构造与布置 2）急流槽）急流槽 1.概念概念 2.作用作用 3.一般布置和构造一般布置和构造 六六六六 倒虹吸与渡水槽倒虹吸与渡水槽倒虹吸与渡水槽倒虹吸与渡水槽（五）蒸发池（五）蒸发池 二、地下排水设备二、地下排水设备（一）暗沟（一）暗沟 1.暗沟的设置与作用暗沟的设置与作用 2 2、暗沟的构造及施工注意事项、暗沟的构造及施工注意事项、

9、暗沟的构造及施工注意事项、暗沟的构造及施工注意事项(一一一一)渗沟渗沟渗沟渗沟 1 1、渗沟的作用和适用范围、渗沟的作用和适用范围、渗沟的作用和适用范围、渗沟的作用和适用范围 2 2、渗沟的分类及使用条件、渗沟的分类及使用条件、渗沟的分类及使用条件、渗沟的分类及使用条件 分为填石渗沟、管式渗沟和洞式渗沟分为填石渗沟、管式渗沟和洞式渗沟分为填石渗沟、管式渗沟和洞式渗沟分为填石渗沟、管式渗沟和洞式渗沟3 3、渗沟的构造、渗沟的构造、渗沟的构造、渗沟的构造 4 4、渗沟的施工技术要求、渗沟的施工技术要求、渗沟的施工技术要求、渗沟的施工技术要求（三）渗水井（三）渗水井（三）渗水井（三）渗水井1 1、渗

10、水井的作用及使用条件、渗水井的作用及使用条件、渗水井的作用及使用条件、渗水井的作用及使用条件2 2、渗水井的构造、渗水井的构造、渗水井的构造、渗水井的构造 上部为集水结构，下部为排水结构上部为集水结构，下部为排水结构上部为集水结构，下部为排水结构上部为集水结构，下部为排水结构3 3、施工要求、施工要求、施工要求、施工要求 三、排水综合设计概述三、排水综合设计概述 1、综合设计的意义、综合设计的意义 2、综合设计的基本要求、综合设计的基本要求 （1）流向路基的地面水和地下水，分）流向路基的地面水和地下水，分别采取边沟、暗沟、渗沟或渗井汇集及降低别采取边沟、暗沟、渗沟或渗井汇集及降低水位，也可在路

11、基外适当位置设置截水沟或水位，也可在路基外适当位置设置截水沟或渗水沟拦截，并引致路基范围以外指定地点，渗水沟拦截，并引致路基范围以外指定地点，若冲刷较为严重，必要时可设置跌水或急流若冲刷较为严重，必要时可设置跌水或急流槽、倒虹吸、桥涵等。槽、倒虹吸、桥涵等。（2）不要轻易改变自然水系）不要轻易改变自然水系 （3）合理布置地面沟渠。）合理布置地面沟渠。（4）各种排水结构物均应设置与稳固）各种排水结构物均应设置与稳固的地基上，不得渗流、溢水或滞留，冲刷严的地基上，不得渗流、溢水或滞留，冲刷严重时应予以加固，防止危害路基和引起水土重时应予以加固，防止危害路基和引起水土流失。流失。7-3 路面排水设计

12、 一一 、路面表面排水路面表面排水 路面表面排水的主要任务是迅速把降落在路面和路肩路面表面排水的主要任务是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。表面的降水排走，以免造成路面积水而影响行车安全。路面排水应遵循的原则：路面排水应遵循的原则：1.1.降落在路面上的雨水，应通过路面横向坡度向两侧排降落在路面上的雨水，应通过路面横向坡度向两侧排走，避免行车道路内出现积水。走，避免行车道路内出现积水。2.2.在路线平缓、汇水量不大、陆地较低且边坡坡面不会在路线平缓、汇水量不大、陆地较低且边坡坡面不会受到冲刷的情况下，应采用在陆地边坡横向漫坡的方式排受到冲刷的情况下，应采用在

13、陆地边坡横向漫坡的方式排除路面表面水。除路面表面水。3.3.在路堤较高，边坡坡面在未作防护而易受路面表面水在路堤较高，边坡坡面在未作防护而易受路面表面水冲刷或者坡面虽已采取防护措施但仍有可能受到冲刷时，冲刷或者坡面虽已采取防护措施但仍有可能受到冲刷时，应沿路肩外侧边缘设置拦水带，汇集路面表面水，然后通应沿路肩外侧边缘设置拦水带，汇集路面表面水，然后通过泄水口和急流槽排离路堤。过泄水口和急流槽排离路堤。4.4.设置拦水带汇集路面表面水时，拦水带过水断面内的设置拦水带汇集路面表面水时，拦水带过水断面内的水面，在高速公路及一级公路上不得漫过右侧道外边缘，水面，在高速公路及一级公路上不得漫过右侧道外边

14、缘，在二级及二级以下公路上不得漫过右侧道中心线。在二级及二级以下公路上不得漫过右侧道中心线。两种排除路面表面水的方式：两种排除路面表面水的方式：两种排除路面表面水的方式：两种排除路面表面水的方式：（1 1）横向漫坡：汇水量不大，路堤不高，纵坡不同，横向漫坡：汇水量不大，路堤不高，纵坡不同，横向漫坡：汇水量不大，路堤不高，纵坡不同，横向漫坡：汇水量不大，路堤不高，纵坡不同，坡面耐冲刷能力强，优先选择。坡面耐冲刷能力强，优先选择。坡面耐冲刷能力强，优先选择。坡面耐冲刷能力强，优先选择。（2 2）拦）拦）拦）拦 水水水水 带：水流量大，有可能冲刷路堤边坡，采用带：水流量大，有可能冲刷路堤边坡，采用带

15、：水流量大，有可能冲刷路堤边坡，采用带：水流量大，有可能冲刷路堤边坡，采用拦水带汇集，通过泄水口和急流槽集中排放。拦水带汇集，通过泄水口和急流槽集中排放。拦水带汇集，通过泄水口和急流槽集中排放。拦水带汇集，通过泄水口和急流槽集中排放。（1）在纵坡坡段上的开口式泄水口）在纵坡坡段上的开口式泄水口（2）在凹形竖曲线底部的开口式泄水口，按泄水口处的水深和泄水的尺寸确定泄水量。1、如开口处设有低凹区，当开口处的净高不小于由图确定的满足堰流要求的最小高度时，可利用图确定开口的泄水量或最大水流。（2）如不设低凹区，可按下式确定其泄水量：（3）当开口处水深超过净高的倍时，按下式确定其）当开口处水深超过净高的

16、倍时，按下式确定其泄水量泄水量v二二 、中央分隔带排水中央分隔带排水高速、一级路高速、一级路 v v 1、宽度小于宽度小于3m且表面采用铺面封闭的中央分隔且表面采用铺面封闭的中央分隔带，在不设超高时，降落在分隔带上的表面水排向带，在不设超高时，降落在分隔带上的表面水排向两侧行车道，坡度与路面横坡相同两侧行车道，坡度与路面横坡相同;v 在有超高路段，在分隔带上侧边缘设缘石或排在有超高路段，在分隔带上侧边缘设缘石或排水口水口，或设置缝隙式圆型集水管或蝶形混凝土浅沟，或设置缝隙式圆型集水管或蝶形混凝土浅沟和泄水口。和泄水口。v2、宽度大于3m，且表面未采用铺面封闭的中央分隔带,表面水汇集在中央分隔带

17、中央低洼处，并通过纵坡排流到泄水口或横穿路界的桥涵水道中。3、表面无铺面且未采用表面排水设施的中央分隔带，地下水下渗，由分隔带内的地下排水设施排除。三三 、路面内部排水、路面内部排水 1、危害：、下列情况设置：公路排水设计规范（、下列情况设置：公路排水设计规范（JTJ 01897)JTJ 01897)、年降水量为以上的湿润多雨地区，路基土为透水性、年降水量为以上的湿润多雨地区，路基土为透水性差的土。差的土。、路基两侧有滞水，可能渗入路面结构内。、路基两侧有滞水，可能渗入路面结构内。、严重冰冻地区，路基为由粉性土组成的潮湿、过湿路段。、严重冰冻地区，路基为由粉性土组成的潮湿、过湿路段。、现有路面

18、改建或改善工程，需排除积滞在路面结构内的水分。、现有路面改建或改善工程，需排除积滞在路面结构内的水分。同时规定，路面内部排水系统设计应符合下列要求同时规定，路面内部排水系统设计应符合下列要求:a a、各项泄水设施的排水能力应大于渗入路面结构内的水量，并且、各项泄水设施的排水能力应大于渗入路面结构内的水量，并且下游排水设施的泄水能力应超过上游的。下游排水设施的泄水能力应超过上游的。b b、渗入水在路面结构内的最大渗流时间，冰冻地区不超过、渗入水在路面结构内的最大渗流时间，冰冻地区不超过1h1h，其，其他地区不超过他地区不超过2h(2h(重交通重交通)4h4h（轻交通）。渗入水在路面结构内（轻交通

19、）。渗入水在路面结构内的渗流路径长度不超过的渗流路径长度不超过454560m 60m c c、各项排水设施不应出现堵塞、各项排水设施不应出现堵塞四、边缘排水系统：四、边缘排水系统：五、排水基层的排水系统：透水性基层五、排水基层的排水系统：透水性基层 （5）水流应遵循最短通路迅速排出路基范）水流应遵循最短通路迅速排出路基范围以外围以外 （6）路基排水综合设计，须先做事先调查，）路基排水综合设计，须先做事先调查，查明水源和有关现状，测绘现场图纸，进查明水源和有关现状，测绘现场图纸，进行必要的水利水文计算，作出总体规划，行必要的水利水文计算，作出总体规划，提出总体布置方案，逐项进行细部设计计提出总体

20、布置方案，逐项进行细部设计计算，并进行效益分析和经济核算。算，并进行效益分析和经济核算。蓄水池：蓄水池：当截水沟或边沟内汇集的水无法排引出路基当截水沟或边沟内汇集的水无法排引出路基时，可在路旁设置蓄水池，用以拦蓄部分水，使时，可在路旁设置蓄水池，用以拦蓄部分水，使之自然渗透和蒸发。之自然渗透和蒸发。3、各种底下排水构造物、各种底下排水构造物 明沟：设置在路基上方，拦截、引排或降明沟：设置在路基上方，拦截、引排或降低埋藏不深的浅层地下水，并可兼起排地面水的低埋藏不深的浅层地下水，并可兼起排地面水的作用。作用。暗沟暗沟:设在边坡坡体或山坡上，用以疏干及设在边坡坡体或山坡上，用以疏干及引排坡体内的地

21、下水。引排坡体内的地下水。渗沟渗沟4、各种泄水构造物、各种泄水构造物 穿越路基，将路基上方的水流宣泄到下方，穿越路基，将路基上方的水流宣泄到下方，如桥梁、涵洞、渗水路堤和过水路面等。如桥梁、涵洞、渗水路堤和过水路面等。5、河道整治工程、河道整治工程 改善河道水流状况，防止冲刷路基下方的构改善河道水流状况，防止冲刷路基下方的构造物，如导流坝、人工渠道等造物，如导流坝、人工渠道等（二）具体布置步骤（二）具体布置步骤 1、把主要流向路基的天然沟和排水沟规划、把主要流向路基的天然沟和排水沟规划成横向排水系统（垂直路线方向）。成横向排水系统（垂直路线方向）。2、拦截山坡水流，作为纵向排水系统，并汇集入、

22、拦截山坡水流，作为纵向排水系统，并汇集入横向排水系统或拦蓄山坡水流作成纵向蓄水系统。横向排水系统或拦蓄山坡水流作成纵向蓄水系统。3、在横向和纵向排水沟渠之间的山坡上，根、在横向和纵向排水沟渠之间的山坡上，根据面积大小和地形，确定是否需要设置边沟和各种据面积大小和地形，确定是否需要设置边沟和各种排水系统沟渠，以构成排水网络。排水系统沟渠，以构成排水网络。4、在路基两侧设置边沟、排水沟等或利用取、在路基两侧设置边沟、排水沟等或利用取土坑排水，以保证路基经常干燥土坑排水，以保证路基经常干燥。5、选定桥涵的位置，并使这些沟渠同桥涵联、选定桥涵的位置，并使这些沟渠同桥涵联成网成网6、考虑是否需要设置地下

23、排水系统、考虑是否需要设置地下排水系统（三）地面排水设备设计（三）地面排水设备设计设计内容包括：确定位置、设计横断面和纵断设计内容包括：确定位置、设计横断面和纵断面面1、位置：、位置：沟渠应设在地质上稳定和地形上较平缓的沟渠应设在地质上稳定和地形上较平缓的地方。地方。沟渠沟渠：平面线形力求平顺，转折处尽量用：平面线形力求平顺，转折处尽量用较大半径。较大半径。截水沟：应距路堑边坡坡顶边缘或路堤边坡截水沟：应距路堑边坡坡顶边缘或路堤边坡坡脚一定距离坡脚一定距离2、横断面常用梯形，边沟也有三角形和矩形、横断面常用梯形，边沟也有三角形和矩形（岩石路堑）（岩石路堑）沟渠断面尺寸，应能保证排泄设计流量。沟

24、渠断面尺寸，应能保证排泄设计流量。（沟渠端面能排泄的流量，按明渠均匀流的（沟渠端面能排泄的流量，按明渠均匀流的计算公式）计算公式）（截水沟（截水沟，排水沟）边沟不用计算，排水沟）边沟不用计算3、纵坡、纵坡 沟渠应没有一定的纵坡，使其中的水流能沟渠应没有一定的纵坡，使其中的水流能顺畅的流出，不至于淤塞。沟渠最小纵坡通顺畅的流出，不至于淤塞。沟渠最小纵坡通常规定为常规定为0.5%，特殊困难情况下可减小到，特殊困难情况下可减小到0.2%4、长度、长度 为防止冲刷，沟渠单向排水的长度限制在为防止冲刷，沟渠单向排水的长度限制在300500m，土质不良纵坡过大处，此长度还，土质不良纵坡过大处，此长度还应缩

25、短，沟长超出范围时，应增设出水口，将应缩短，沟长超出范围时，应增设出水口，将水引离。水引离。5、在纵坡无法减小而必然引起冲刷时，应对沟、在纵坡无法减小而必然引起冲刷时，应对沟壁进行加固壁进行加固加固试（草皮加固）加固试（草皮加固）（四）地下排水设备设计（四）地下排水设备设计 在地下水位及路基稳定性在地下水位及路基稳定性或严重降低时其强度的情况下或严重降低时其强度的情况下应根据具体情况采用不同方法应根据具体情况采用不同方法来处理地下水。来处理地下水。1、拦截地下水。、拦截地下水。上侧坡体上有含水层出露时。上侧坡体上有含水层出露时。2、疏干坡体内地下水。、疏干坡体内地下水。3、降低地下水位：、降低

26、地下水位：当地势低洼地下水很高时，路基上层受地下水当地势低洼地下水很高时，路基上层受地下水的影响而过分湿软，可在路基两侧地面下设置纵向的影响而过分湿软，可在路基两侧地面下设置纵向或横向渗沟以降低地下水位（疏干路基上层，提高或横向渗沟以降低地下水位（疏干路基上层，提高其高度）其高度）明沟适用于地下水埋藏较深处（明沟适用于地下水埋藏较深处（12m以内）以内）可用作拦截、疏导，降低地下水位，也可兼排地下可用作拦截、疏导，降低地下水位，也可兼排地下水。断面形式：矩形、梯形。水。断面形式：矩形、梯形。渗沟应用于地下水埋藏较深处。渗沟应用于地下水埋藏较深处。渗沟内用大颗粒透水材料（碎石、砾石）填充以保证它

27、有足渗沟内用大颗粒透水材料（碎石、砾石）填充以保证它有足够的孔隙排除地下水够的孔隙排除地下水通常用两、三种不同的渗水材料在迎水石处做成反滤层，每通常用两、三种不同的渗水材料在迎水石处做成反滤层，每层厚度不小于层厚度不小于10 15cm渗沟顶部用草皮倒置覆盖，铺上密实的黏土，以防止地面水渗沟顶部用草皮倒置覆盖，铺上密实的黏土，以防止地面水下渗。下渗。底部可用石料砌成排水孔，地下水流较大时，可采用管壁带底部可用石料砌成排水孔，地下水流较大时，可采用管壁带有空的排水管。排水孔或管的底部应埋入不透水层内。有空的排水管。排水孔或管的底部应埋入不透水层内。二、路面排水设计二、路面排水设计 原则：沿路面横向坡度两侧排水原则：沿路面横向坡度两侧排水 任务：迅速把降落在路面和路肩表面的降水排任务：迅速把降落在路面和路肩表面的降水排除防止路面积水而影响行车安全。除防止路面积水而影响行车安全。1、路面排水（路肩排水）、路面排水（路肩排水）路堑：横向排流的表面水汇集于边沟内路堑：横向排流的表面水汇集于边沟内