公路路基排水系统设计原则及综合设计分析
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交通世界TRANSPOWORLD收稿日期:2018-11-27作者简介:袁阔(1991—),男,河北辛集人,助理工程师,从事路基路面设计施工相关工作。
公路路基设计原则及要点分析袁阔(河北锐驰交通工程咨询有限公司,河北石家庄050000)摘要:对公路路基设计的实用性原则、价值性原则、综合性原则进行了总结,对基层平整度的控制、软土地基的处理、防护设计、路基排水设计、特殊路基的设计以及设计过程中应该注意的其他事项进行了分析,以期更好地提高公路路基的设计质量,有效延长公路的使用寿命。
关键词:公路路基;设计;防护;排水中图分类号:U415文献标识码:A1公路路基设计原则1.1实用性原则在进行公路路基设计过程中,设计人员必须要遵循实用性原则。
公路不同于其他的城市建筑项目,比如园林建设。
园林建设更注重美观性,而公路是人们出行中的必要存在,若是公路路基设计中过度重视美观而忽视了实用性,则会导致人们的出行存在安全隐患。
所以说,在公路路基设计过程中,遵循实用性原则是非常有必要的。
1.2价值性原则公路的建设是一项较为浩大的工程,在开展此工程建设过程中,会耗费较多的资金,增加城市的建设压力。
所以面对这样的情况,在进行公路路基设计过程中,就应遵循价值性原则,在实际设计过程中争取以最小的成本获取最大的经济效益。
也就是说,在进行公路路基设计过程中,应从实际出发,在保证设计合理的基础上尽可能减少设计投入,实现道路经济价值的最大化。
1.3综合性原则在进行公路路基设计过程中,设计人员需要考虑未来的城市发展,需要考虑城市其他基础设置的建设。
公路是城市中的一部分,若是公路建设完全独立,不考虑城市中其他基础设施,就会导致城市建设出现不和谐的情况。
所以说,在进行公路路基设计过程中,就应遵循综合性原则,全方位、长远地进行考虑,以此来确保建设好的公路能够与城市整体发展相容。
2公路路基设计要点2.1基层平整度的控制路基是公路的重要组成部分,在公路路基设计的过程中,对路基的稳定性提出了较高的要求。
浅析公路排水设计与施工技术随着公路对排水功能要求的不断提高,排水系统的设计和施工也变得越来越重要。
工程实践证明,完善的路基路面排水系统能够有效降低水对主体工程的损害程度,提高的结构功能和使用耐久性。
笔者在此对公路路基路面排水设计与施工技术进行简要的探讨。
一、公路路基路面排水设计原则公路路基路面要按照一定的设计原则进行排水设计,才能够更好的起到快速和有效排水的目的。
主要设计原则如下:(1)做好实地调查。
对某一路段进行排水设计前,设计人员首先要进行实地考察,对路面设施以及周围的环境进行详细了解,且还需要对地下水进行调查,做好地下水和地面水排水工作的相互有效结合。
(2)因地制宜。
每个路段的排水设计都要坚持因地制宜的方针隐形,充分利用路面的天然地形,就地疏散、就近分流,避免水流过度集中。
(3)系统独立。
排水设施要和周围的农田水利等相互独立、相互配合,防止冲毁农田或危害其他水利设施的同时,也要防范农业用水影响路基稳定。
(4)与自然和谐。
在满足排水主功能的前提下,应节约用地,选择排水设施的形式应与周围自然景观相协调,营造道路与自然和谐的环境。
二、公路路基路面排水设计与施工技术1. 路基排水设计与施工1.1地面排水路基地面排水主要是通过全线贯通的边沟来进行的,一般采用0.6 m×0.6 m 的梯形边沟,边坡为1∶1,以25 cm厚的M7.5浆砌片石铺砌,边沟纵坡一般不小于0.3%,坡长小于300 m,边沟水均应引离路基,排入原有水系中的河流、排水渠及取土坑内,但不排入鱼塘内。
当边沟与涵洞、通道发生交叉时,一般将边沟水直接排入涵洞,或在灌溉涵、通道处让路基边沟向两侧排走或设边沟倒虹吸涵通过。
在挖方地段,还应设置0.4 m×0.4 m的梯形平台截水沟,并在坡顶外侧设0.6 m×0.6 m的矩形地面截水沟,以排除坡面水。
截水沟均以25 cm厚的M7.5号浆砌片石铺砌。
1.2 地下排水(1)一般路段的地下排水设计。
路基路面排水设计原则根据沿线地形、地质、水文、气象等条件,按全面规划、合理布局、重视环境保护,防止水土流失和水源污染、充分利用当地筑路材料、与当地自然水系、排灌系统相协调的原则,同时结合桥涵和路面超高等情况进行综合考虑设置公路排水系统。
本项目力求通过统一材料的技术标准,促进选用的产品标准化、系列化,引导供应商按照统一的技术标准和规范研发和生产,以实现集中批量采购和实物量招标采购,确保工程的质量。
以往项目路基排水也是易浆砌片石为主,同样具有施工质量难以控制、人工成本高、施工进度慢等缺点,本项目路基、路面排水材料按以下原则选用:(1)材料选用混凝土代替浆砌片石。
(2)截水沟、急流槽、平台排水沟、边沟和排水沟等排水设施,采用C25现浇砼或C25预制砼施工,超高段排水,采用C25预制砼的方式进行施工。
(3)其余辅助材料可采购市场成品材料,如PVC管、土工布等。
1 设计原则(1)高速公路路基、路面排水自成体系,与沿线农田灌溉系统、水塘各成体系。
该体系遵循“安全、和谐、美观、环保”的原则。
(2)路基排水尽可能结合沿线排洪(涝)渠、自然沟谷和环保排污设施,形成完整的排水体系;(3)路基排水设计尽可能遵循“断面尺寸合理、节约土地、少占农田耕地”的保护原则;(4)排水设计应结合自然水系、农田水利灌溉、桥梁涵洞位置等进行综合设计,及时排除路基、路面范围内的地表水和地下水,确保路基和路面的稳定,防止路面积水影响行车安全。
(5)排水设计应考虑环境保护的要求,避免路面污染水直接流入农田、鱼塘和菜地。
(6)在设计年限内,排水体系畅通,不产生积水;(7)路基排水设计重现期为15年,路面排水设计重现期为5年。
2 路基排水路基排水设计包括路堑边沟、截水沟、路堤边沟和急流槽等。
2.1、路堑边沟1)挖方路段及填方高度小于80cm的路段均需设置与路线纵坡一致并不小于3‰的边沟。
边沟尺寸及类型根据排水量的大小、挖方路段长度、超高段情况,并按照“安全、美观、环保、经济”的原则,根据高速公路经验,本项目拟采用盖板式边沟。
公路路基路面排水设计摘要:公路的建设不仅方便了人们的出行,也成为城市发展的重要基础,但是在公路建设过程中还是存在一些基础性的问题需要加强重视,路基路面的排水设计就是其中一个方面。
在一些已建成的公路上经常出现因排水系统设计不完善而出现的路基浸水或边坡冲蚀问题,严重的甚至会影响道路的使用安全。
文章主要对公路排水设计中的一些基本原则和注意事项进行初步的探讨和分析,供大家在今后的公路路基路面排水设计中参考借鉴。
关键词:公路路基路面;排水设计;边沟;中分带引言公路工程目前得到快速发展,为确保公路正常运营,必须在设计阶段做好路基路面排水,采用合理可行的排水措施,保证排水效果,防止路基路面受到水的影响和破坏。
1公路路基排水设计1.1地面排水公路的路基路面一般通过边沟实现排水,通常设置梯形边沟,规格为0.6m×0.6m,其边坡按1:1控制,采用7.5号浆砌片石进行铺砌,在边沟中,纵坡通常在0.3%以上,长度不超过300m,边沟中的水必须引排至路基以外,进入周围自然水系或取土坑,但不可排入到鱼塘当中。
如果边沟和涵洞或通道有交叉现象,则需要将边沟中的水排至涵洞,也可在通道和灌溉涵等位置使边沟中的水由两侧排除,也可布置倒虹吸涵。
对于挖方地段,要布置梯形截水沟,其规格为0.4m×0.4m,同时在边坡顶部的外侧布置矩形截水沟,其规格为0.6m×0.6m,同于排除边坡表面的积水。
对于截水沟,都采用厚度为25cm的浆砌片石进行铺砌。
1.2地下排水区域地下水会带来严重危害,使路基发生坍塌与软化,对结构安全性造成严重影响,这一现象在平原区十分显著。
因此,在实际工作中,必须做好地下排水方面的设计。
1.2.1软基处理段很多公路工程都分布大面积软土层,其地下水的实际含量相对较大,为确保软土段路基保持稳定,必须做好地下水的排水。
因此,需采用以下处理措施:布置塑料排水板,设置砂垫层,采用超载预压方法等。
通过实践可知,以上措施均能排除段落内的地下水。
路基排水设计原则
1)路基排水应尽量利用市政排水设施,应当与附近桥涵、隧道、车站等排水设备衔接,组成合理的排水系统,同时应考虑农田水利综合利用,不使农田
失灌和冲毁。
2)排水设施应按下列原则布置:
(1)在路堤天然护道外设置单侧或双侧排水沟;
(2)路堑应于路肩两侧设置侧沟;
(3)堑顶外应设置单侧或双侧天沟。
3)地面横坡不明显地段,排水沟、天沟宜在路基两侧设置,采用M7.5 浆
砌片石砌筑。
水沟截面一般采用底宽0.4m、高0.6m、壁厚0.3m 的矩形截面;
需按流量设计的天沟、排水沟、急流槽下游的侧沟及需扩大的侧沟地段,采用
1/50 频率的流量计算确定,沟顶高出设计水位0.2m。
4)路基排水的纵坡不宜小于2‰;地面平坦地段或反坡排水地段,仅在困
难情况下可减少至1‰。
5)侧沟断面形状,采用0.4m×0.8m 的矩形沟。
基床换填地段侧沟应根据基
床换填情况适当加深、加强。
6)位于土层、软弱或严重风化的岩石地段的水沟均应采用M7.5 浆砌片石加
固,沟壁厚0.3m。
浅谈路基路面排水设计的原则摘要:近年来,我国高速公路建设日益加快,因为路基路面排水设计不当造成病害的工程也越来越多,公路路基的排水设计是衡量公路质量的重要标准,只有采用合理的设计,做好路基路面的排水措施,才能从根本上面提高公路的质量。
本文结合路基路面排水设施的的目的与意义探讨了路基路面排水设计的原则。
关键词:路基路面、排水设计、原则、分类中图分类号: u416 文献标识码: a 文章编号:一前言路基路面排水设施的设置目的就是将可能危害路基稳定的地面水和地下水采用适当的排水设施有效汇集、拦截、隔断、疏干并迅速排出路基范围之外,使路基始终保持干燥状态,从而确保路基、路面的强度、稳定性,使公路发挥正常的使用功能。
排水设施要求足够的泄水能力;自由水在路面结构内的渗流时间、渗流路径不能太长;排水设施要具有较好的耐久性;各种排水设施要形成一个有效的排水系统。
二排水的与意义路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切。
路基路面的病害有多种,形成病害的因素亦有很多,但水的作用是主要因素之一,因此路基路面设计、施工和养护中,必须十分重视路基路面排水工程。
路基排水的任务,就是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,确保路基及路面具有足够的强度与稳定性。
路基施工中,首先应校核全线路基排水系统的设计是否完备和妥善,必要时应予以补充或修改,应重视排水工程的质量和使用效果。
此外,应根据实际情况与需要,设置施工现场的临时性排水措施,以保证路基土石方及附属结构物在正常条件下进行施工作业,消除路基基底和土体内与水有关的隐患,保证路基工程质量,提高施工效率。
路面工程的实践证明了路面内部排水的重要性。
新建的刚性路面需设置各种接缝,而路面在使用期间又会出现各种裂缝、松散及坑槽等病害。
降落在路面表面的排水,会通过路面接缝或裂缝及松散等病害处或者沥青路面面层空隙下渗入路面结构内部。
此外,道路两侧有滞水时,水分也可能从侧向渗入路面结构内部。
不得不说,这次把路基排水讲清楚了一、路基路面排水设计的一般原则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。
一般情况下,地面和地下设置的排水沟渠,宜短不宜长,以使水流不过于集中,做到及时分散,就近分流。
沟渠的设置应注意与农田水利相配合,必要时可适当增设涵管或加大涵管孔径,以防农业用水影响路基稳定。
路基边沟一般不应用作农田灌溉渠道,两者必须合并使用时,边沟的断面应加大,并予以加固,以防水流危害路基。
二、地面排水设施常用的路基地面排水设施包括边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽等,必要时还有渡槽、倒虹吸及积水池等。
这些排水设备分别设在路基的不同部位,各自的排水功能、布置要求或构造形式,均有差异。
2.1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和流向路基的少量地面水。
平坦地面填方路段的路旁取土坑,常与路基排水设计综合考虑,使之起到边沟的排水作用。
边沟的排水量不大,一般不需要进行水文和水利计算,依据沿线具体条件,选用标准横断面形式。
边沟仅靠路基,通常不允许其他排水沟渠的水流引入,亦不能与其他人工沟渠合并使用。
边沟不宜过长,尽量使沟内水流就近排至路旁自然水沟或低洼地带,必要时设置涵洞,将边沟水横穿路基从另一侧排出。
边沟的横断面形式有梯形、矩形、三角形及流线型等。
边沟可采用浆砌片石、栽砌卵石和水泥混凝土预制块防护。
砌筑用的砂浆强度,对于高速公路、一级公路采用M7.5,对于其他等级公路采用M5。
边沟出水口附近,水流冲刷比较严重,必须慎重布置和采用相应措施。
由于边沟泄出水流流向路堤坡脚处,两者高差大,必须因地制宜,根据地形与地质等具体条件,将出水口延伸至坡脚以外,以免边沟水冲刷填方坡脚。
沟水流流向桥涵进水口时,为避免边沟流水产生冲刷,应作适当处治。
当边沟水流流至回头曲线处,一般边沟水较满,且流速较大,此时宜顺着边沟方向沿山坡设置引水沟,将水引至路基范围以外的自然沟中,或设急流槽或涵洞等结构物,将水引下山坡或路基另一侧,以免对回头曲线路段冲刷。
公路路基排水系统设计原则及综合设计分析【关键词】:公路路基排水系统设计的有效性对于提高公路使用的价值方面具有重要的作用,因此,合理科学的进行路基排水系统设计具有非常实际的意义。
本文主要从水对公路路基的影响以及路基排水系统建设的目的层面入手分析了公路路基排水系统设计的原则,随后从细观层面对路基排水系统综合化设计进行了讨论,着重对各个排水设施的作用及设计进行了分析。
【关键词】:路基排水系统,公路工程,综合设计,水文计算中图分类号:s611文献标识码:a文章编号:
1 引言
排水系统是公路工程的重要组成部分,是提高公路工程使用耐久性的重要保障,因此,在系统的设计过程中必须根据公路的基本建设环境,从宏观层面出发,提高设计的应用价值。
从结构层面划分,公路排水系统包括路面排水系统与路基排水系统,其中路基排水系统对于提高公路排水性能的意义更加显著。
在进行路基排水系统设计过程中,不能依靠单一的排水或者渗水方式作为排水系统设计的依据,而是要从根据一般的路基排水系统设计原则,从科学发展层面的出发,进行路基排水的综合化设计。
2 公路路基排水系统设计的原则
2.1 水对公路路基的影响
在实际的公路使用过程中,环境对于公路的使用质量具有重要
的影响,在诸多的环境因素中,水的影响能力较为突出。
在大自然中,几乎所有形式的水都能对路基正常使用产生影响,例如大气降水、水渠、湖泊等地面水,土层滞留水、潜水等地下水。
而水对于公路路基影响可以概括为两个方面,第一,地面水对路基产生冲刷和渗透作用;第二,地下水使路基湿软、膨胀、冻胀、翻浆、边坡滑坍、山坡滑坡等。
这两个方面的影响可以总结为,由于水的侵蚀及外力作用,减小了路基对于整体公路系统的承载能力,导致公路在正常的使用过程中由于地面载荷的影响而产生一系列的安全事故。
图1 水对路基的侵蚀作用而产生的地面沉陷
2.2 路基排水系统建设的目的
针对水对路基承载力带来的影响,必须建立有效的排水设施进行防护。
从减少水的影响层面分析,路基排水系统建设的目的主要体现在三个方面。
第一,排水作用。
通过排水系统把降落在路界范围内的表面水有效的汇集并迅速排除出路界,从而减少水的浸泡时间;第二,拦水作用。
通过排水系统把路界外可能流向路基的地表水拦截在路界范围以外以减小对路基路面的危害;第三,阻隔地下水。
排水系统融能够有效隔断、疏干和降低影响路基稳定性的地下水,并将其引导到路基范围以外。
2.3 路基排水系统设计原则
明确了水路基的影响,以及排水系统建设的目的,在这两个层面的理论基础上分析公路路基排水系统设计的原则则更加有意义。
一般而言,在路基排水系统的建设过程中,应当考虑三个方面的问题。
第一,合理利用环境资源。
在排水系统建设过程中,要合理的利用环境资源,统筹规划,根据施工的环境以及地形等,合理布置排水设施;第二,排水系统的多层次利用价值开发。
排水系统设计过程中,尽量能够保证水资源的合理利用,通过合理的系统设计,使得路基排水沟渠能够与农田水利相配合,提高排水系统利用价值。
3 路基排水系统综合化设计
在路基排水系统设计及建设过程中,全面性的综合化设计师必须的,这样的设计是建立在科学计算的基础上展开的。
3.1 路基排水系统水文水力计算
流量是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。
其计算公式为:
其中, q表示水流通过横断面的流量,m3/s;ω表示水流横断面的面积,m2;c表示流速系数;r表示水力半径,m;i表示水力坡降。
流量的计算公式主要取决于水流条件(沟渠、管道或地表等以
及其粗糙程度),一般而言都要在具体的试验基础上建立计算公式。
3.2 路基排水系统设施综合化设计
排水系统所面临的对象不仅包括地下水还包括地面水,所以,在排水系统的综合化设计过程中必须地上和地下两个层面进行排
水设施设计。
(1)地面排水设施
地面排水设计主要是为了阻碍地面水间接渗透作用和直接的冲刷作用而设计施工的重要排水系统,一般都与地面排水系统相互交织,形成地面排水系统网络。
路基地面排水系统设施主要有边沟等三类排水系统方式。
排水边沟及其设计。
排水边沟在路基排水系统中非常常见,一般多出现在在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧,用以汇集和排除路基范围内和流向路基的少量地面水。
根据排水需要不同,边沟的断面形式有梯形、矩形、三角形、流线形等多种,根据不同的断面形式,其尺寸和位置设计不同。
图2为常见路基地面排水地沟横截面示意图。
图2 边沟横截面形式示意图
(a)(b):梯形;(c)、(d):流线型;(e):三角形;(f):矩形
截水沟及其设计。
截水沟主要用以拦截并排除路基上方流向路
基的地面径流,减轻边沟的水流负担,保证挖方边坡和填方坡脚不受流水冲刷。
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。
一般而言,截水沟的截面形式以梯形为主,其断面尺寸和位置根据实际需要进行设计。
排水沟。
排水沟在地基排水系统中最为常见,它的作用在于引水,将路基范围内各种水源的水流引至桥涵或路基范围以外的指定地点。
与截水沟相容,排水沟的截面形式位于梯形,其设计长度一般在500m以内。
(2)地下排水设施
与地面排水系统设计不同,地下排水系统的排水量不大,以渗流方式汇集水流,并就近排出路基范围以外。
常见的地下排水系统主要有暗沟、渗沟以及渗井。
暗沟相对于地面排水的明沟而言,暗沟又称盲沟,是指设在地面以下引导水流的沟渠,它本身不起渗水和汇水作用,其主要作用是利用其透水性将路基范围内的泉水或渗沟汇集的水流汇集到沟内,并沿沟排至指定地点,使不致在土中扩散,其水力特性属于紊流。
渗沟是常见的一种地下排水沟渠。
当路基土含水过多时,可用它来吸收降低、汇集和排除地下水。
亦可以用以拦截流向路基的地下水,采用渗透方式将地下水汇集于沟内,并通过沟底通道将水排至指定地点,这种地下排水设施统称渗沟。
它的作用是降低地下水
位或拦截地下水,其水力特性是紊流,但构造与简易暗沟有所不同。
渗井当地下存在多层含水层,其中影响路基的上部含水层较薄,排水量不大,且平式渗沟难以布置,采用立式(竖向)排水,设置渗井,穿过不透水层,将路基范围内的上层地下水,引入更深的含水层中去,以降低上层的地下水位或全部予以排除。
4 结语
路基排水系统担负着公路整体排水的绝大部分任务,因此,在系统的设计过程中必须根据工程环境全面考虑,系统性的展开设计任务。
通过文章的分析可以看出,路基排水系统设计要遵循各个层次的基本原则,在基本设施的设计过程中更应该从各个细节入手,保证系统设计的有效性。
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