路基防排水设计
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公路路基路面排水设计公路路基路面排水设计是指为了保证公路的正常运转和使用,使雨水能迅速排除,保持公路路面的干燥和平整,减少水毁对路基和路面的破坏,建立合理的排水系统,对公路进行适当的排水设计。
下面将介绍公路路基路面排水设计的相关内容。
一、排水设计的目的和原则公路路基路面排水设计的目的是保证公路的通行条件和安全,并减少水毁对公路的损害。
排水设计的原则包括合理、经济、简便、可靠、安全等。
1. 合理性:排水设计应根据道路交通量、地理环境和降雨情况等因素进行合理分析和论证,确定合适的排水系统和措施。
2. 经济性:排水设计应充分考虑工程投资和维护成本,选择合适的排水设施和材料。
3. 简便性:排水设计应尽量简化工程量,减少工程繁琐和施工难度。
4. 可靠性:排水设计应保证排水设施的可靠性,确保能够顺利排水。
5. 安全性:排水设计应保证公路路面的安全,避免因排水不畅造成的交通事故和灾害。
二、排水设计的内容和要求公路路基路面排水设计的内容主要包括轮廓线设计、纵断面设计、横断面设计和加固设计等。
1. 轮廓线设计:排水设计应根据公路的地势起伏和排水需要,确定合适的水平线和纵向坡度,使雨水能够顺利排除。
4. 加固设计:排水设计应根据公路的交通量和重载情况,确定适当的路基和路面加固措施,避免因排水不良引起的路面变形和沉陷。
1. 排水设施的布置要合理,覆盖全面,保证排水的畅通。
2. 排水设施的设计要合适,能承受预期的雨水流量和水压。
3. 排水设施的材料要具有耐久性和防腐蚀性能,保证设施的寿命。
4. 排水设施的施工要规范,确保工程质量,减少施工缺陷和故障。
5. 排水设施的维护要及时,保持设施的正常运行和清洁。
三、利用现代排水技术进行排水设计随着科技的进步和社会的发展,现代排水技术在公路路基路面排水设计中得到广泛应用。
常用的现代排水技术包括雨水花园、生态反渗透工程、雨水集中利用等。
1. 雨水花园:雨水花园是一种通过布置植物、雨水收集系统和土壤过滤层等,将雨水与植物有机结合起来,能够起到净化雨水的作用。
公路路基路面排水设计一、引言公路路基的排水设计在公路建设中占据着重要的地位。
排水设计的好坏直接关系到公路的正常使用和寿命。
公路路基和路面排水设计的目的主要是为了将雨水流出路面,保持路面的平整和干燥,预防积水和泥淖现象的发生。
本文将从公路路基路面的排水原理、排水设计要求和常见的排水设施等方面进行综述。
二、公路路基路面排水原理1. 雨水径流公路路基和路面排水设计的根本目的是将雨水迅速排除路面,以免对路面造成破坏。
在设计排水系统时,首先需要对雨水径流进行计算,确定设计排水量。
雨水径流主要受到降雨强度和降雨时长的影响。
通过统计降雨历时和频率资料,可以得到不同年限的设计降雨强度。
然后根据设计降雨强度和设计的径流系数,计算出设计排水量。
2. 路基排水路基排水是指雨水渗入路基后的排水问题。
路基排水的主要工作是确保路基处于干燥状态,防止路基软弱和沉降。
为了实现路基排水,需要采取以下措施:(1) 路基的纵向和横向坡度应合理设计,以便雨水能够自然排出路基。
(2) 路基横截面的开挖和填方应满足排水的需要,避免积水现象的发生。
(3) 路基表层应设置适当的排水设施,如排水沟和过水管等。
三、公路路基路面排水设计要求1. 设计排水量设计排水量是指单位时间内雨水从路面排出的体积。
设计排水量的大小直接影响到排水设施的尺寸和数量。
根据不同地区的气候和地形条件,设计降雨强度和径流系数会有所不同。
在设计排水量时,应根据实际情况综合考虑,确保排水设施能够满足排水要求。
2. 排水坡度排水坡度是指排水设施的纵向和横向坡度。
排水设施的坡度应合理设计,以确保雨水能够迅速排出路面。
纵向坡度通常沿着道路走向进行设计,以便雨水沿着路面流动。
横向坡度通常沿着路面横截面进行设计,以防止积水现象的发生。
3. 排水设施排水设施是指用于排水的设施,主要包括排水沟、过水管、雨水篦子和排水井等。
排水设施的设置应满足排水要求,并与路面结构相匹配。
排水沟通常设置在路基和路面之间,用于收集和排出雨水。
公路路基路面排水设计公路路基和路面排水设计是指为了保证道路的正常通行和维护道路的稳定性,采取一系列的措施来排除和导引降雨水以及路面积水,从而减少水害对公路的影响。
公路路基和路面排水设计工作是公路设计的重要组成部分,下面将详细介绍公路路基和路面排水设计的内容。
一、排水原则公路排水设计的基本原则是:保证道路排水安全、快捷、经济和持久。
具体而言,公路排水设计应遵循以下原则:1.水流量原则:公路排水设计需要合理估算并处理降雨和融雪时刻的水流量,以及考虑到未来可能发生的洪水情况。
2.规整流态原则:公路道路设计需要使得水流在排水设施内保持规则流态,避免因水流剧烈变化而造成水流堆积和冲刷。
3.排水深度原则:公路排水设计需要合理确定排水设施的深度,以确保排水设施能够完全排除降雨和融雪水。
4.泄洪原则:对于经常发生洪水的地区,公路排水设计需要考虑到泄洪渠道和水沟的规划,以便排除大量的洪水水量。
5.合理投资原则:公路排水设计需要经济合理,既要满足排水要求,又要控制设计的投资成本。
公路路基排水设计是指对公路路基进行排水工程设计,以保证路基的稳定性和排水能力。
主要的设计内容包括:1.剖面设计:公路排水设计需要根据道路的地势和存在的水体情况,合理确定剖面的高程和坡度。
3.路基排水层:公路排水设计需要合理设置路基排水层,以便排除路基内部积水。
2.雨水收集设施:公路排水设计需要设置雨水收集设施,如排水沟、雨水篦子等,以便将路面上的降雨水快速导入到排水设施中。
4.雨水篦子:公路排水设计还需要设置雨水篦子,以防止杂物进入排水系统,保持排水设施的畅通。
公路路基和路面排水设计是保证公路通行和保持道路稳定的关键环节。
只有合理设计和设置排水设施,才能确保公路的正常使用和延长道路的使用寿命。
所以,在公路设计过程中,排水设计必须得到足够的重视和合理的安排。
城市道路的路基排水设计城市道路的路基排水设计是指对城市道路路基进行合理的排水设计,确保道路在降雨或融雪期间能够有效排除积水,保持道路的安全和通行能力。
城市道路的路基排水设计的目标是:排水系统能够有效排除降水,防止积水对道路结构造成损坏,并保证行车安全。
城市道路的主要排水形式有:自然排水、边沟排水和排水系统排水。
1. 自然排水:依靠自然地形的坡度和路基表面的横坡来排水。
这种排水方式一般适用于路基较高的区域,如山区或高处的城市道路。
2. 边沟排水:通过设置边沟来排水。
边沟一般设置在道路两侧,通过边沟将积水引导至排水沟或收水井。
这种排水方式适用于道路横坡较小的平坦地区。
3. 排水系统排水:推荐使用下水道排水系统进行排水。
下水道一般按照城市区域的排水规划进行设计和布置,将道路积水通过下水道输送到污水处理厂或排入河流。
1. 路基的纵横坡:纵坡主要是为了保证雨水能够迅速排到下游。
横坡则是为了保证道路两侧的积水能够迅速排到排水系统中。
纵横坡的设计需要结合雨水径流量和路面的材料和状况来确定。
2. 排水沟和边沟的设置:排水沟和边沟的设置需要有足够的容量来接纳降水和路面积水。
它们的距离和形状也需要根据道路的横坡和纵横坡来确定。
3. 排水系统的设计:排水系统的设计需要根据道路的规模和雨水径流量来确定。
排水系统包括排水管道、井盖和出水口等设施。
4. 排水设施的维护:城市道路的排水设施需要定期清理和维护,以确保其畅通。
清理排水井和沟渠的垃圾和杂物,修复损坏的排水管道和井盖等都是常规的维护工作。
城市道路的路基排水设计是一个复杂的工程,需要综合考虑道路的横纵坡、排水系统的设计和维护等因素,以确保道路的排水畅通,保证行车安全。
科学合理的排水设计也能够减少对环境的影响,提高城市的整体质量。
路基防护及排水路基防护及排水是公路建设过程中重要的环节之一,目的是为了保护路基及路面不受水害的侵袭,确保公路通行安全。
路基防护及排水的工程,包含路基和路面两个部分。
本文将分别从以下几个方面探讨路基防护及排水的关键性质和操作方法。
一、路基防护路基防护主要是保护路基的稳定性和抗水性,以及防止土层侵蚀和沉降。
路基防护主要从以下三个方面来进行:(一)路基排水路基排水是一项重要的措施,排水系统的建设及维护需要大量的资金,但是却在公路建设工程中起着举足轻重的作用。
路基排水系统主要包括侧向排水、纵向排水和横向排水。
在建设路基排水系统时,应优先考虑侧向排水和纵向排水的设计,因为它们对路基侵蚀和沉降的影响最大。
(二)路基加固路基加固是为了增强路基的承载能力和稳定性而进行的,主要包括反渗透措施、扩展路基断面、加筋、加厚和覆盖等。
路基加固的设计应根据当地地质条件和气候条件,对路基的质量、厚度和结构等要素进行全面考虑。
(三)路基维护路基维护是为了确保路基的良好状态而进行的,主要包括清理路基桥梁、排水口和岸坡等,确保路基的稳定性。
在维护路基时,应根据路段状况和当地气候条件,及时采取相应的措施,加强路基的稳定性和抗水性。
二、路面排水路面排水主要是为了排除降雨、融雪等水作用,保证路面状况良好,公路交通通畅和安全。
路面排水主要包括路面横向排水、纵向排水和侧向排水。
(一)路面横向排水路面横向排水措施主要包括路面横向坡度、屏障和排水沟。
路面横向坡度能够引导雨水流向路侧,而屏障则可以防止大型杂物进入排水系统。
排水沟是一种经济实用的排水设施,可以将雨水及时排出路面,保持路面干燥。
(二)路面纵向排水路面纵向排水主要是为了排除路面上的水,防止水流进入到路基中,主要采用倒弧和排水障碍物二种措施。
倒弧能够将路面上的积水引导到路面两侧,排水障碍物能够使路面上的水流向排水口,最终排出路面。
(三)路面侧向排水路面侧向排水主要是为了防止侧向渗水进入路基层,防止路面裂开和变形。
公路路基工程防护及排水工程施工方案及施工方法本合同段路基防护工程主要有:路肩式挡墙、拱型骨架护坡、浆砌片石护面墙等。
排水工程主要有:浆砌片石边沟、排水沟、截水沟急流槽等。
一、路肩式挡墙1、挡土墙用片石厚度不小于15cm,片石长度及宽度不小于厚度的1.5倍,抗压强度不低于30MPa,砂浆抗压强度不低于8MPa。
2、基础开挖:土质基础采用机械开挖,石质基础采用钻孔爆破。
若遇有不良地质,及时请示监理工程师和设计单位,尽快采取措施。
基坑开挖尺寸视基础具体情况确定,以满足基础施工为原则,一般基坑底面尺寸比基础设计尺寸大0.5~1.00m,以免施工干扰;若基坑有积水,则采取措施及时排水,以免基底受到浸泡。
开挖后采用8%灰土垫层垫层厚度不小于80cm,分层压实,压实度95%。
3、墙身施工:7.5号浆砌片石:采用坐浆法分层砌筑,砌筑上层时,尽量不扰动下层,做到砂浆饱满,密实,不留空隙。
上下层交错排列,避免竖缝、通缝。
不得在已砌好的砌体上抛郑、滚动、翻转和敲击石块。
砌体外露面采用粗料石镶面。
C15号片石混凝土:模板采用大块钢模板,混凝土由拌合站集中拌合,混凝土输送车运至现场。
墙体间隔10~15米设置一道伸缩缝,缝内用沥青麻絮填塞。
片石混凝土墙身与浆砌片石墙身相接,将片石混凝土表面凿成锯齿状后,再行施工,以利于连接。
4、按设计及规范要求设置泄水孔5、墙背回填:需待砌体砂浆或混凝土强度达70%以上时,方可回填墙背,墙背回填采用砂砾石,基坑回填采用石灰稳定土,并按设计要求进行墙背处理。
压实时不能使墙身受到较大的冲击影响,临近墙背1.0m范围内采用小型打夯机夯实。
二、护面墙施工护面墙用于挖方路段边坡防护,采用7.5号砂浆浆砌片石。
护面墙施工时各道工序应紧密衔接,连续施工,严禁爆破,以免坡面长期暴露或爆破松动造成边坡坍滑。
护面墙边坡平台相互之间衔接顺适,护面墙墙背超挖部分须采用片石回填。
墙背与坡面应密贴结合,砌体咬口紧密,砂浆饱满,砌体勾缝牢固美观。
路基路面防排水设计在道路建设中,路基路面防排水设计是十分重要的环节。
良好的防排水设计可以有效地保护路基路面,防止因湿润和积水引起的破坏和沉陷,延长路面使用寿命,提高道路安全性和舒适度。
本文将分别从路基和路面两个方面探讨路基路面防排水设计的要点和方法。
1.路基表面的平整度与坡度设计:路基表面应保持相对平整,以便排除积水。
路基的坡度应正确设计,保证雨水能够顺利排放。
通常采用纵向坡度与横向坡度相结合的方式,确保路基的整体坡度正确,避免水坑和积水。
2.路基的疏导设计:在路基设计中,应考虑地形的疏导性能。
避免路基在高地势处形成陡坡,而在低地势处形成凹陷,容易导致水流积聚和滞留,造成路基损坏。
通过合理设计路基的高低差,使水能够迅速排向路基两侧的排水沟或排水管道。
3.路基材料的选择:在路基防排水设计中,正确选择路基材料也是关键。
路基材料应具有较好的排水性能,以保证雨水能够顺利渗透并排到下层路面或路基。
4.路基的排水设施:通过设置路基的排水设施,如路基排水沟和孔隙排水层等,可以有效引导和排除路基内的积水。
合理设计和设置这些排水设施,可以帮助保持路基的稳定性和可靠性。
1.路面横向坡度设计:路面设计中,应保持适当的横向坡度,使雨水能够顺利流入路基的排水设施中。
横向坡度的大小需要根据路面的宽度和交通流量来确定,以确保水流不会积聚在路面上。
2.路面纵向坡度设计:路面的纵向坡度也非常重要,可以帮助雨水迅速排放。
正常情况下,纵向坡度应向路边或路缘较低处倾斜,以确保水能顺利排向路边的排水设施。
3.路面材料的选择:在路面防排水设计中,正确选择路面材料也是至关重要的。
路面材料的排水性能直接影响整个路面的防排水效果。
一些具有良好排水性能的路面材料,如透水性沥青混凝土,可以有效地帮助水流渗透。
4.路面排水设施的设置:为了使路面能够顺利排除积水,需要合理设置路面的排水设施。
包括设置雨水口、排水沟和渗水井等,以确保雨水能够及时从路面排入路基或雨水处理系统等地方。
公路路基路面排水设计公路路基路面排水设计是公路工程中非常重要的一环,它对公路的使用寿命、安全性和舒适性都有着很大的影响。
好的排水设计可以有效地排除雨水和地下水,防止路基路面的沉降和塌陷,减少路面的水损,延长路面使用寿命,同时也能提高路面的抗滑性,减少交通事故的发生。
公路路基路面排水设计必须认真对待,严格按照相关标准和规范进行设计。
一、路基路面排水设计的基本原则1. 排水系统应符合公路纵坡的要求,确保雨水和地下水都能够顺利地排出。
2. 排水系统应结合地形地貌和水文地质条件,根据当地的雨水量和降雨规律进行设计。
3. 排水系统应避免排水死角,确保水流能够顺畅地流走,避免水坑和积水现象。
4. 排水系统应能够保持道路的平整度,避免因排水设计不当而引起的路面变形和损坏。
5. 排水系统应便于维护和清理,确保排水通畅,减少因为植被和杂物堵塞而引起的排水问题。
1. 路基排水的基本要求在公路建设中,路基排水是非常重要的,它直接关系到路基的稳定性和安全性。
路基排水的基本要求主要包括以下几点:(2)路基应合理设置排水设施,如明沟、塑料排水板等,以便有效地排除雨水和地下水。
(3)路基应做好排水处理,采取适当的排水措施,确保路基排水的畅通和稳定。
2. 路基排水的设计方法路基排水的设计方法主要包括以下几种:(1)自然排水:利用路基自然的坡度和地形,让雨水和地下水沿着路基的坡度自然流出。
(3)复合排水:将自然排水和人工排水相结合,充分利用自然条件,同时又进行一定的人工处理。
(1)路面应具有一定的横坡和纵坡,确保雨水能够顺利地流入排水设施。
(3)路面排水设施应具有一定的排水能力,能够有效地排出雨水,避免水损问题。
(1)雨水井:在路面上设置雨水井,通过雨水井将雨水引到排水管道,再排出。
1. 路基路面排水设计应根据当地的气候条件和降雨特点进行设计,确保排水系统在各种气候条件下都能正常工作。
3. 路基路面排水设计应符合公路工程的相关标准和规范,确保排水系统的合理性和科学性。
路基防护及排水工程施工方案一、环保、水土保持目标在当地环保部门的指导下,按照有关要求,在施工过程中和施工后采取有效措施全面到达环保标准。
必须做到以下几点:1、控制施工时段及机械噪音,防止噪音污染影响施工沿线居民的正常生活。
2、控制粉尘污染,保护人民安康。
3、保证原有交通的正常通行和维持沿线村镇的居民饮水、农田灌溉、生产生活用电及通讯等管线的正常使用。
4、确保施工沿线排水通畅,防止积水现象发生。
二、工程简介路基防护工程设计1、挡土墙在填方坡脚与构造物、河渠发生干扰路段以及在稳定性差的斜坡路段,设置路肩墙〔含护肩〕或路堤墙,以收缩坡脚、防止冲刷及增强路基的整体稳定性。
位于较陡纵向坡度基岩面上的挡土墙,可在满足承载力要求的基岩内开挖纵向错台根底。
位于较陡横坡基岩面上的挡土墙,为减少挡土墙基坑开挖、节省砌体工程,设置横向台阶形根底。
墙背内侧根底最小厚度≮1m,最外侧台阶宽度≮2m墙趾外侧顶面设置≮30cm的根底襟边。
台阶形根底采用片石砼与内侧开挖基坑浇满。
根底顶面以上挡土墙高度作为有效高度,选用挡土墙墙身尺寸。
挡墙分段长度结合地质情况可按10~15m长设置一道沉降缝并以沥青麻絮填塞,挡墙最低一排泄水孔以下局部基坑回填采用8%石灰土并要求逐层压实;墙背回填应在圬工砌体强度到达70%以后,方可采用砂卵砾石或片碎石等水稳性较好的粗粒料逐层回填、压实,并注意勿使墙身受到较大冲击力的影响。
墙背内侧基坑顶设机织防渗土工布隔水,挡墙施工时在墙身内上下左右交织地预埋由内向外倾斜的Φ50mm软式透水管,以形成间距2~3m的泄水孔。
墙背排水设施所用机织防渗土工布采用二布一膜,2、护肩及护脚在横坡较陡处的路基边缘设置现浇C20砼护肩以加固路基并收缩坡脚。
护肩与路肩挡土墙相接时,护肩面坡应与挡墙面坡一致。
当填方路基受地形地物限制或路基稳定性缺乏时,采用浆砌片石护脚以减少征地拆迁和增强其整体稳定性。
护肩根底应设在基岩或夯实的土基中,护脚根底应设在基岩上。
第一章引言公路工程实践证明,路基路面的强度与稳定性与水的关系十分密切。
路基路面的病害有很多种,导致病害的因素也很多,但水的作用是主要因素之一,水直接影响道路的使用寿命。
因此,在路基路面设计、施工和养护中,必须重视路基路面排水工程。
根据水源的不同,影响路基路面的水流可分为地面水和地下水两大类,与此相适应的路基路面排水工程可分为地面排水和地下排水。
地面水包括大气降水(雨和雪)以及海、河、湖、水渠及水库水。
地面水对地基产生冲刷和渗透作用,冲刷可导致路基整体稳定性受损,形成水毁现象。
渗透到路基土体的水分可使土体过湿而降低路基强度。
地下水包括上层滞水、潜水及层间水等。
它们对路基的危害程度因条件而异。
轻者能使路基湿软,降低路基强度;重者会引起冻胀、翻浆和边坡滑塌,甚至整个路基沿倾斜基底滑动。
水还可能改造成掺有膨胀土的路基工程毁灭性的破坏。
水对路面的危害主要表现为:降低路面材料的强度,在水泥混凝土路面的接缝和路肩处造成唧泥;移动荷载作用引起的唧泥和高压水冲刷,造成路面基层承载能力下降;在冻胀地区,融冻季节水会引起路面承载能力的普遍下降。
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内,保持路基常年处于较干燥状态,从而确保路基及路面具有足够的强度和稳定性。
路基设计中,必须考虑将路基范围内的地面水,排除和拦截在路基用地范围以外,并防止地面水漫流、滞积或下渗。
对于影响路基稳定性的地下水,则应予以隔断、疏干和降低,并引导至路基范围以外的适当地点。
路基施工中,先应校核全线路基排水系统的设计是否完备、妥善,必要时应予以补充或修改,还应重视排水工程的质量和使用效果。
然后,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。
路基养护中,应定期检查与维修排水设施,以保证排水设施能够正常使用,水流畅通,并需要根据实际情况不断改善路基排水条件。
路界地表排水的目的是把降落在路界范围内的表面水有效地汇集并迅速排除路界,同时把路界外可能流入的地表水拦截在路界范围外,以减少地表水对路基和路面的危害和对行车安全的不利。
通常路界地表排水可分为路面表面排水、中央分隔带排水和坡面排水三部分。
中央分隔带排水,视其宽度和表面横向坡度倾向,可以包括中央分隔带和左侧边缘带,或者仅为中央分隔带,而在设超高路段,它还包括上侧半幅路面的表面水。
坡面排水包括路堤坡面、路堑坡面和倾向路界的自然坡面的排水。
路面内部排水同样尤为重要。
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。
降低在路面表面的水,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孔隙渗入路面结构内部。
此外,道路两侧有滞水时,水分也可能侧向渗入路面结构内部。
路面内部排水系统的设计通常需满足三方面的要求:一是各项设施应具有足够的泄水能力,排除渗入路面结构内的自由水;二是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;三是排水设施要有较好的耐久性。
第二章路基排水设计2.1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。
设计前必须进行调查研究,查明水源与地质条件,重点路段要进行排水系统的全面规划,考虑路基排水与桥涵布置相配合,地下排水与地面排水相配合,各种排水沟渠的平面布置与竖向布置相配合,做到路基路面综合设计和分期修建。
对于排水困难和抵制不良的路段,还应与路基防护加固相配合,并进行特殊设计。
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,不轻易合并自然沟溪和改变水流性质,尽量选择有利地质条件布设人工沟渠,减少排水沟渠的防护与加固工程。
对于重点路段的主要排水设施,以及土质松软和纵坡较陡地段的排水沟渠,应注意必要的防护与加固。
路基排水要结合当地水文条件和道路等级等情况,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。
为了减少水对路面的破坏作用,应尽量阻止水进入路面结构,并提供良好的排水设施,以便迅速排除路面结构内的水。
2.2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。
2.2.1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,如图1所示。
边沟横断面一般采用梯形,梯形边沟内侧边坡坡度为1.0:1.5,外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。
石方路段的边沟宜采用矩形横断面,其内侧边坡直立,坡面应采用浆砌片石防护,外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。
少雨浅挖地段的土质边沟可采用三角形横断面,其内侧边坡坡度宜采用1:3~1:2,外侧边坡坡度与挖方边坡坡度相同。
三角形边坡的水流条件较差,流量较大时沟深宜适当加大。
梯形边沟的底宽与深度为0.4~0.6m,水流少的地区或路段,取低限或更小一些,但不宜小于0.3m;降水量集中或地势偏低的路段,取高限或更大一些。
流线型边沟是将路堤横断面的边角整修圆滑,可以防止路堤旁侧积沙或堆雪,适用于沙漠或积雪地区的路基。
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,图2是涵洞进口设置窨井的实例。
此外,还应根据地形等条件,在桥涵进口前或其他水流落差较大处,设置急流槽与跌水等结构物,将水流引入桥涵或其他指定地点。
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。
2.2.2截水沟截水沟又称天沟,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,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。
降水量较少或坡面坚硬和边坡较低以致冲刷影响不大的路段,可以不设截水沟;反之,如果降水量较多,且暴雨频率较高,山坡覆盖层比较松软,坡面较高,水土流失比较严重的路段,必要时可设两道或多道截水沟。
图3是路堑段挖方边坡上方设置的截水沟图例之一,图中距离d一般应大于5.0m,地质不良地段可取10.0m或更大。
截水沟下方一侧,可推着挖沟的土方,要求做成顶部向沟倾斜2%的土台。
路堑上方设置弃土堆时,截水沟的位置及断面尺寸。
截水沟的横断面形式,一般为梯形。
沟的边坡坡度,因岩土条件而定。
一般采用1.0:1.5~1.0:1.0,如图6所示。
沟底宽度b不小于0.5m,沟深h按设计流量而定,不应小于0.5m。
截水沟的位置,应尽量与绝大多数地面水流方向垂直,以提高节水效能和缩短沟的长度。
截水沟应保证水流畅通,就近引入自然沟内排出,必要时配以急流槽或涵洞等泄水结构物将水流引入指定地点。
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,并进行防护。
沟底应具有0.5%以上的纵坡,沟底和沟壁要求平整密实,不滞流、不渗水,必要时予以加固和铺砌。
截水沟的长度宜为200~500m。
2.2.3排水沟排水沟的主要用途在于引水,将路基范围内各种水源的水流(如边沟、截水沟、取土坑、边坡和路基附近积水)引至桥涵或路基范围以外的指定地点。
当路段受到多段沟渠和水道影响时,为保护路基不受水害,可以设置排水沟或改移渠道,以调节水流,整治水道。
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。
用于边沟、截水沟及取土坑出水口的排水沟,横断面尺寸根据设计流量确定,底宽与深度不宜小于0.5m,土沟的边坡坡度为1.0:1.5~1.0:1.0。
排水沟的位置,可根据需要并结合当地地形等条件而定,离路基尽可能远些,距路基坡脚不宜小于2m,平面上应力求直捷,需要转弯时以应尽量圆顺,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二者成锐角相交,以及角度不大于45°,有条件可使半径R=10b(b为沟顶宽)的圆曲线朝下游与其他水道相接,如图7所示。
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%。
路基排水沟渠的加固类型有多种,表1为土质沟渠各种加固类型,图8为沟渠加固横断面图,设计时可结合当地条件,根据沟渠土质、水流速度、沟底纵坡和使用要求等而定。
2.2.4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°。
由于纵坡陡、水流速度快、冲刷力大,要求跌水与急流槽的结构必须稳固耐久,通常应采用浆砌块石或水泥混凝土预制块砌筑,并具有相应的防护加固措施。
跌水的构造有单级和多级之分,沟底有等宽和变宽之别。
单级跌水适用于排水沟渠连接处,由于水位落差较大,需要消能和改变水流方向。
图9表示路基边沟水流通过涵洞排泄时,采用单级跌水(相当于雨水井)的示例之一。
较长陡坡地段的沟渠,为减缓水流速度,并予以消能,可采用多级跌水,图10即为示例之一。
多级跌水底宽和每级长度,可以采用各自相等的对称形,亦可根据实地需要,做成变宽或不等长度与高度。
急流槽的纵坡比跌水的平均纵坡更陡,结构的坚固稳定性要求更高,是山区公路回头曲线沟通上下线路基排水及沟渠出水口的一种常见排水设施。