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1、第三章 路基路面排水第二篇 路基工程（第一分篇）教学要求1.根据影响路基两类水源，分析危害路基的地面水和地下水各自包括的范畴；2.描述路基和路面各自的排水目的，以及路基路面排水设计的一般原则；3.描述路基常用的各种地面排水设施及其各自的作用；4.描述各种地下排水设施及其各自的作用；5.描述路面表面排水设计应遵循的原则，描述路面三类排水设施的内容及各自的作用。第三章 路基路面排水o路基排水的目的与要求o地面排水设施的构造与布置o地下排水设施的构造与布置o明渠的水文水力计算o地下排水设施的水文水力计算o排水系统的综合设计第一节 排水设计的目的、要求与原则 把降落在路界范围内的表面水有效的汇集并迅速
2、排除出路界；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；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。4第二节 路基常用的地面排水设施一、路基边沟5p 边沟p 截水沟p 排水沟p 跌水与急流槽p 倒虹吸与渡水槽边沟设置的相关要求 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。边沟断面形式及尺寸应根据地形地质条件、边坡高度及汇水面积等确定。边沟不宜过长。边沟的纵坡（出水口附近除外）一般与路线纵坡一致，并不宜小于0.3%。困难情况下，可减小至0.1%。边沟形状路基排水2.截水沟挖方段截水沟:
3、1-截水沟；2-土台；3-边沟功能 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。布置 截水沟一般布置在路堑边坡或陡坡路堤上侧，垂直于山坡水流方向或基本与等高线平行。视降雨量，可以不设或设计多道。填方截水沟截水沟挖方截水沟5m 截水沟的纵坡不宜小于0.3，长度的考虑以汇水既不造成过大的冲刷，又不淤积为原则。一般为梯形，沟的边坡坡度，因岩土条件而定，一般采用1：1.01：1.5。沟底宽度b不小于0.5m，沟深h按设计流量而定，亦不应小于0.5m。土质石质截水沟的纵坡与长度、截面案例三、排水沟 将路基范围内各种水源的水流（如边沟、截水沟、取土坑、
4、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。1.排水沟的功能排水沟与水道衔接示意 图1排水沟；2其它渠道；3路基中心 线；4桥涵 3.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纵坡（%）1 13 35 57 7加固类型 不加固1.土质好，不加固2.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浆砌式加固或改用跌水加固类型与沟底 纵坡关系 2.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。四、跌水与急流槽 1.跌水的功能 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
5、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（用于坡度大于10，水头高差大于1.0m 的陡坡地段）。2.跌水的布置和运用边沟与涵洞单级跌水连接图1-边沟；2-路基；3-跌水井；4-涵洞多级跌水纵剖面图1沟顶线；2沟底线 跌水的基本构造：分为进水口、消力池和出水口三个组成部分。跌水构造示意图1-护墙，2消力坎3.急流槽 在陡坡或深沟地段设置的坡度较陡、水流不离开槽底的沟槽称作急流槽。急流槽的作用是在较短的距离内以沟渠的方式引排水流、降低水头，进而防止冲刷（可用于比跌水更陡的坡度,可达60）急流槽 暗沟（管）渗沟（井）盲沟 检查井特点：排水量不大，主要以渗流方式汇集水流，并就近排出路基
6、范围以外。第三节 路基常用的地下排水设施1.暗沟（管）暗沟是设置在地面以下引导水流的沟渠，无渗水和汇水作用。用于将泉水和地下集中水流排除出路基范围以外。当路基范围内遇有个别泉眼，泉水外涌，路线不能绕避时，为将泉水引至.填方坡脚以外或挖方边沟，加以排除，可在泉眼与出口之间开挖沟槽，修建暗沟。暗沟造价一般高于明沟，同时，如果一旦淤塞，疏通费事，甚至需开挖重建。因此，设计时必须与修建明沟方案进行经济比较，择优选用。2.渗沟 含义：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，此种地下排水设备统称为渗沟。作用：降低地下水位或拦截地下水。结构形式：盲沟式渗沟、洞式渗沟和管式渗沟。沟内分
7、层填以大小不同的颗粒材料，利用渗水材料透水性将地下水汇集于沟内，并沿沟排泄至指定地点。一侧边沟下设盲沟 二侧边 沟下设盲沟1盲沟；2层间水；3毛细水；1原地下水位；2降低后地下水位；4可能滑坡线 3盲沟 盲沟底部中间填以粒径较大(35cm)的碎石，其空隙较大，水可在空隙中流动。粗粒碎石两侧和上部，按一定比例分层(层厚10cm)填以较细粒径的粒料，逐层粒径比例大致按6倍递减。盲沟顶部和底面，一般设有30cm 以上的不透水层，或顶部设有双层反铺草皮。塑料盲沟是由改性聚丙烯的乱丝热熔后相互搭接而成的框架结构，外包裹一层土工布。泥水通过外覆土工布过滤成清水进入塑料盲沟内，排放出去。3.渗井 当地下存在
8、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。案例：集水井+横向排水管+渗透池当渗透池底部位于地下水位之上时，渗透池起储水和渗水作用。渗透池底部采用过滤材料进行防污处理。一、路面表面排水第四节 路面排水设施 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。（1）避免积水。（2）预防冲刷。（3）合理排水（4）优化衔接基础要求：中央分隔带排水划分为三种类型：（1）封闭型分隔带向两侧排水（小于3m）
9、（2）超高断面设集水管，浅沟或泄水口（3）未封闭分隔带采用盲沟加横向排水管排水（大于3m）二、中央分隔带排水图2-1-3-12 不铺面中央分隔带防排水系统示意（尺寸单位：m)图2-1-3-13 设铺面中央分隔带防排水系统示意（尺寸单位：m)三、路面内部排水水对路面结构的影响(1)浸湿各结构层材料和路基土，易造成无粘结粒状材料和地基土的强度降低；(2)使混凝土路面产生唧泥，随之出现错台、开裂和整个路肩破坏；(3)进入空隙的自由水在行车荷载的作用下，会形成高孔隙水压力和高流速的水流，引起路面基层的细颗粒产生唧泥，结果失去支承；(4)在冰冻深度大于路面厚度的地方，高地下水位会造成冻胀，并在冻融期间降
10、低承载能力；(5)水使冻胀土产生不均匀冻胀；(6)与水经常接触将使沥青混合料剥落，影响耐久性。路面排水 由 沿 路 面 边 缘 设 置 由 透 水 性 填 料 集 水 沟、纵 向 排 水 沟、横 向 出 水 管 和 过 滤 织 物 组 成 的 边 缘 排 水 系 统，该 系 统 是将 渗 入 路 面 结 构 内 的 自 由 水，先 沿 路 面 结 构 层 间 空 隙 或某 一 透 水 层 次 横 向 流 入 纵 向 集 水 沟 和 排 水 管，再 由 横 向出水管排引出路基。该方案主要用于基层透水性小的水泥混凝土路面。便 于 将 面 层-基 层-路 肩 界 面 处 积 滞 的 自 由 水 排
11、离 路 面结构。四、边缘排水系统图2-1-3-14 边缘排水系统（cm）a)新建路面边缘排水系统；b)改建路面边缘排水系统1-面层；2-基层；3-垫层；4-路肩面层；5-集水沟；6-排水管；7-出水管；8-反滤织物；9-回填路肩面层 基层排水系统是直接在面层下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。采用透水性材料做基层，使渗入路面结构内的水分，先通过竖向渗流进入排水层，然后横向渗流进入纵向集水和排水管，再由横向出水管排引出路基。五、排水基层图2-1-3-15 排水基层排水系统1-面层；2-排水基层；3-不透水垫层；4-路肩面层或水泥混凝土路肩面
12、层；5-集水沟；6-排水管；7-出水管；8-反滤织物；9-路基 排水效果优于边缘排水系统，适用于新建路面。排水层的透水性材料可以采用经水泥或沥青处治的开级配碎石集料。排水设施综合设计本 章 小 结（1）根据水源的不同，影响路基的水源可分为地面水和地下水两大类。危害路基的地面水和地下水各自包括一定的范畴。（2）路基排水的目的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与中湿状态。路面排水的目的是设法将水在路面以外尽快排除，防止渗入下面的结构层和路基。这样确保路基及路面具有足够的强度与稳定性。（3）路基地面排水设施分别有边沟、截水沟、排水沟、跌水与急流槽、渡槽与倒虹吸等。常用的有边沟、截水沟和排水沟。这些地面排水设施分别有各自的作用。（4）常用的路基地下排水设施有：暗沟、渗沟和渗井等。它们也分别有各自的作用。（5）路面排水设施可分为路面表面排水、中央分隔带排水、路面内部排水3类。路面内部排水又可分为边缘排水系统和排水基层排水系统两类。1.影响路基的水源分为哪两类？危害路基时各自包括哪些范畴？2.路基排水与路面排水的目的有什么不同？3.路基常用的地面排水有哪些设施？各自起什么作用？4.渗沟按流量的不同可分为哪几种？5.路面表面排水应遵循哪些原则？6.路面排水有哪3 类设施？路面内部排水又可分为哪两种系统？各自的适用性如何？思考题与习题43END44