中南大学路基路面工程课件 7.路基路面排水设计

图7-25 挖填交界处横向盲沟 1-盲沟；2-边沟；3-路堑；4-路堤
图7-26 管式渗沟（尺寸单位：cm）
7.2 路基排水设施
（3）渗井 是一种立式竖向排下设施。当地面以下存在多层含水层，上层排水量不大， 渗沟难以布置。采用渗井穿透不透水层，将路基工作区内的上层地下水引入更 深的含水层。孔经和渗水量，需要经过水力计算确定，直径为1.0~1.5m的圆柱 形，或边长为1.0~1.5m为方柱形，结构如图7-28。
路面结构层，势必造成路基路面强度下降，必须设法排出。 方式如图7-32。
图7-32 中央分隔带下设排水沟示意图 1-中央分隔带；2-路面；3-路床顶面；4-隔渗层； 5-反滤织物；6-渗沟；7-横向排水管
7.3 路面排水设计
7.3.3 路面内部排水
水可通过路面接缝、裂缝、路表和路肩渗入路面结构层，或由高水 位地下水，截断的含水层和泉水进入路面结构，被封在路面结构中的水 分会产生诸多有害影响。 (1)水对路面结构的影响 浸湿各结构层材料和路基土，造成路面基层材料和地基土的强度降低； 使水泥混凝土路面产生基层唧泥，随之出现脱空、错台、开裂和整个路 肩破坏 与水经常接触将使沥青混合料的沥青剥落，影响沥青混合料的耐久； 下渗的水使路基土产生不均匀冻胀；进而造成翻浆。 （2）路面内部排水的目的 低透水性土质的路基常常使渗入到路面内部的水长时间不能排除， 停滞在路槽内，使路面材料长期饱水。路面结构内部排水的目的是保 证路面材料处于正常湿度状态，正常行使其使用功能，达到其应有的 使用寿命。
7.2 路基排水设施
图7-4 挖方路基弃土堆与截水沟关系图 1-截水沟；2-弃土堆；3-边沟
图7-5 填方路基上侧截水沟示意图 1-土堆；2-截水沟
图7-6 多级截水沟平面布置图
7.2 路基排水设施
图7-7 中部以急流槽连接的截水沟
图7-8 增设急流槽与涵洞
土 质
图7-9 截水沟横断面示意图
石 质
图7-27 洞式渗沟结构示意图（单位：cm） 1-浆砌块石2-碎砾石；3-盖板；4-砂 5-双层反铺草皮或土工布；6-基础
图7-28 渗井结构与布置图
7.3 路面排水设计
7.3.1 路面表面排水
(1)路面表面排水的目的：把降落在路面和路肩表面的降水迅 速排除，以免造成路面积水而影响行车安全，防止水流下 渗导致路基路面强度和稳定性降低。 (2)路面表面排水方式 路线纵坡平缓、挖填方量不大的路段：边坡较低，汇水量 不大，坡面不会受到冲刷的情况下，采用路表水沿横坡、 填方坡面横向漫流方式排除路表水。为防止坡面冲刷，切 方坡面采取喷草种，填方坡面采用贴草皮的措施。
7.2 路基排水设施
图7-14 高路堤边坡急流槽
图7-15 路堑与高路堤连接处急流槽
7.2 路基排水设施
图7-16 回头弯曲线
Hale Waihona Puke .2 路基排水设施（5）倒虹吸与渡水槽 当水流需要横跨路基，同时 受到路基设计标高的限制，可
图7-17 竖井式刀虹吸布置图 1-路基；2-原沟渠；3-洞身； 4-垫层；5-竖井；6-沉淀池
图7-24 两侧边沟下设盲沟 图7-23 一侧边沟下设盲沟 1-盲沟；2-层间水；3-毛细水；4-可能的滑坡线 1-原地下水；2-降低后地下水位；3-盲沟
7.2 路基排水设施
施工要求：沟底纵坡>1%，不宜过长。出 水口底面标高高于沟外最高水位 20cm以 上，不允许出现倒灌现象。 （2）渗沟 与盲沟相似，但结构更完善，排水量更 大，埋置更深，其作用与位置，视地下排水 的需要而定，规格尺寸更大，需经水力计算 确定，沟底可设硐或管。
7.2 路基排水设施
7.2.1地面排水设施 主要有边沟、截水沟、排水沟、跌水、急流槽、倒虹吸、 渡槽等。 （1）边沟 设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧。 排除路基范围内和流向路基的地表水。 边沟纵坡与线路纵坡一致，平坦路段保持不小于0.5%的 纵坡。
7.2 路基排水设施
边沟一般排水量不大，不作水力计算。 边沟不宜过长，尽量就近排入自然水沟或低洼地，必要 时设置跌水和涵洞将边沟水引入路基另一侧。 横断面形式有梯形、矩形、三角形、流线型，视路基填 料、路基断面形式不同而异。 采用浆砌片石、栽砌卵石和水泥混凝土预制块防护。
图7-22 墨西哥格雷塔罗市的古渡槽
7.2 路基排水设施
（6）蒸发池 蒸发池是在气候干燥地区的排水困难地段，于公路两侧 每隔一定的距离，为汇集边沟流水，任其蒸发所设置的 积水池。 气候干旱、排水困难地段，可利用沿线的集中取土坑或 专门设置蒸发池排除地表水。
7.2 路基排水设施
蒸发池与路基边沟（或排水沟）间应设排水沟连接。蒸 发池边缘与路基边沟距离不应小于5m，面积较大的蒸发 池不得小于20m。池中水位应低于排水沟的沟底。
0.5m，沟深按设计流量而定，不小于0.5m。横断面一般为梯形。 可与弃土地综合设置，见图7-4。
截水沟应尽量与地面水流方向垂直，就近引入自然沟内。
截水沟距挖方边坡坡口的距离不小于5m；填方路基上侧的路堤截水沟 距填方坡脚的距离不小于2m。 截水沟长度200~500m为宜。断面规格须水力计算确定。
7.2 路基排水设施
图7-1 边沟的横断面形式示意图
7.2 路基排水设施
图7-2 边沟现场照片
图7-3 边沟现场照片
7.2 路基排水设施
（2）截水沟
设置在挖方路基边坡坡顶或山坡路堤上方适当地方，拦截路基上方流向
路基的地表水，保护挖方边坡和填方坡脚不收流水冲刷，必要时可设多 通截水沟。
沟底纵坡不小于0.5%，平整密实，不滞流，不渗水，沟底宽不小于
7.1 概述
7.1.3 应遵循的一般原则要点
（1）查清水源：地表水（雨、雪的江水区域，降水量， 江、河、湖、水田等分布）；地下水（上层滞水、潜水、 层间水，与地表水的关系等）；
（2）全面规划，综合治理：地表水与地下水的处理相配 合，各种排水结构物相配合；路基排水设施与农田水利设 施统一规划，沿线生态平衡，水土保持等。 （3）因地制宜，就地取材。
以采用管道或沟槽，从路基底
部或上部架空跨越，前者称倒 虹吸，后者为渡水槽，分别相
当于涵洞和渡水桥。两者属于
路基地面排水的特殊结构物， 且其中绝大部分是配合农田水
利所需而采用。
图7-18 倒虹吸管上游进口构造图
7.2 路基排水设施
图7-19 水北调北京永定河倒虹吸
图7-20 引大入秦先明峡倒虹吸
图7-21 东江－深圳渡水槽
铺砌厚度（cm） 单层 迭铺 2～3 3～5 10～15 10～15 15～25 15～25 20～25 20～25 6～10
7.2 路基排水设施
（4）跌水和急流槽
①跌水 在陡坡或深沟地段设置的沟底为阶梯，水流呈瀑布式跌落的沟 槽称作跌水，跌水的作用是在较短的距离内，降低水流流速， 消减水流能量，进而防止冲刷。
蒸发池的容量应以一个月内路基汇流入池中的雨水能及
时完成渗透与蒸发作为设计依据。每个蒸发池的容水量 不宜超过200～300m3，蓄水深度不应大于1.5～2.0m。 蒸发池的设置不应使附近地面形成盐渍化或沼泽化。
7.2 路基排水设施
7.2.2 地下排水设施
用于拦截、引导、排除路基或边坡土体的地下水，或者降低地下水水 位。 常用路基地下排水设施有盲沟（暗沟）、渗沟、渗井。 （1）盲沟（暗沟） 设置在路基边沟以下或其他适当位置的简易沟渠，沟内分层填以不同 粒经的颗粒材料。利用其透水性将地下水汇集于沟内，沿沟排泄至路 基范围以外，目的是拦截和降低地下水位。 盲沟(暗沟）的布置
纵坡（%） 加固类型 ＜1 不加固 加固类型与沟底纵坡关系 1～3 3～5 5～7 表7-1 ＞7
土质好，不加固； 土质不好，简易加固
简易加固或 干砌式加固
干砌式或浆 砌式加固
表7-2
浆砌式加固 或改用跌水
沟渠加固类型
型式 名称 平铺草皮 竖铺草皮 简易式 水泥砂浆抹平层 石灰三合土抹平层 粘土碎（砾）石加固层 石灰三合土碎（砾）石加固层 干砌片石 干砌式 干砌片石砂浆匀缝 干砌片石砂浆抹平 浆砌片石 浆砌式 混凝土预制块 砖砌水槽
7.2 路基排水设施
（3）排水沟
①排水沟的功能
将路基范围内各种水流（如边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积 水），引排至桥涵或路基范围以外的指定地点。 ②排水沟的布置 排水沟的布置可以根据需要并结合当地地形条件而定，距离路基坡脚 不宜小于3～4m，平面上应力求直捷，需要转弯时亦应尽量圆顺，做 成弧形，其半径不宜小于10～20m，连续长度宜短，一般不超过 500m。 排水沟应具有合适的纵坡，以保证水流畅通，不致流速太大而产生冲 刷，亦不可流速太小而形成淤积，为此宜通过水文水力计算而择优选 定。一般情况下，可取0.5～1.0%，不小于0.3％，亦不宜大于3％。 排水沟水流注入其他沟渠或水道时，应使原水道不产生冲刷或淤积。 通常应使排水沟与原水道两者成锐角相交，交角不大于45，有条 件可用半径R=10b（b为沟顶宽）的圆曲线朝下游与其它水道相接。
7.3 路面排水设计
（3）路面内部排水方式 采用密实型防渗水基层，在基层表面做沥青封层，防止水分从基层裂 缝下渗。 采用路面边缘排水系统，即沿路面边缘设置透水性填料集水沟，排水 管和横向出水管，过滤织物组成边缘排水系统 。 设置基层排水系统，即直接在面层下设置透水性排水基层，在其边缘 设置集水沟和排水管以及横向出水管等，组成基层排水系统。 设置排水垫层，即在有地下水、临时滞水、泉水有可能进入路面结构 或者需要迅速排除负温作用引起的积聚在路基上层的自由水时，设置 透水性排水垫层，在其边缘设置集水沟和排水管以及横向出水管等组 成的排水系统。
7.2 路基排水设施
③排水沟的横断面 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。 ④排水沟的防护 包括排水沟在内的土质沟渠在有可能受到冲刷和渗漏时必须进 行防护和防渗处理。