路基工程教案5和6章

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1、路基工程讲义路基工程讲义宋高嵩宋高嵩哈尔滨理工大学哈尔滨理工大学第五章第五章 路基排水设计路基排水设计n本章主要内容本章主要内容n1、路基排水的作用、要求及设计的一般原则;n2、路基排水设施的一般构造、布置与适用范围; n3、地面排水设计和地下排水设计；n4、排水系统综合设计。n本章重点本章重点:n排水设施的布置;n 地面排水设计；n 路面排水设计。 概述概述n一、路基路面排水的目的与任务一、路基路面排水的目的与任务 ：n、路基排水的任务、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就是将路基范围内的土基湿度降低到一定范围内，保持路基常年处于干燥或中湿状态。范围内，保持路基常年处于干燥或

2、中湿状态。n、基路面排水的目的、基路面排水的目的把降落在路界范围内的表面水有效地汇把降落在路界范围内的表面水有效地汇集并迅速排除出路界，同时把路界外可能流入的地表水拦截在路界集并迅速排除出路界，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以及对行车安全的不利。范围外，以减少地表水对路基和路面的危害以及对行车安全的不利。n二、危害路基的水源：二、危害路基的水源：n、地面水、地面水-大气降水、海、河、湖、水渠、水库水大气降水、海、河、湖、水渠、水库水nl l 大气降水汇聚路基范围内的水大气降水汇聚路基范围内的水边沟边沟nl l 路基上方流向路基的水路基上方流向路基的

3、水截水沟截水沟nl l 大小河道流穿路基的水大小河道流穿路基的水桥桥n、地下水、地下水nl l 上层滞水上层滞水明沟明沟nl l 潜水潜水渗沟，渗水井渗沟，渗水井nl l 层间水（承压水）层间水（承压水）泉泉暗沟暗沟n三、路基排水设计的一般原则三、路基排水设计的一般原则n、排水设施要因地制宜，全面规划，合理布局，综、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，并充分利用有利地形合治理，讲究实效，注意经济，并充分利用有利地形和自然水系。和自然水系。n、排水设施应注意与农田水利相结合，但边沟不宜、排水设施应注意与农田水利相结合，但边沟不宜做农田灌渠道。做农田灌渠道。n、排

4、水系统的综合规划。、排水系统的综合规划。n、防止水土流失，加强防护加固。、防止水土流失，加强防护加固。n、注意就地取材，以防为主，既要稳固，又必须讲、注意就地取材，以防为主，既要稳固，又必须讲究经济效益。究经济效益。n 为减少水对路面的破坏作用，尽量减少水进入路面为减少水对路面的破坏作用，尽量减少水进入路面结构，搞好路面排水设计。结构，搞好路面排水设计。 路基地面排水设计路基地面排水设计n一、地面排水设施地面排水设施边沟、截水沟，排水沟，跌水急槽，边沟、截水沟，排水沟，跌水急槽，倒虹及渡水槽与积水池等。倒虹及渡水槽与积水池等。n、边沟、边沟n位置位置n边沟的功能边沟的功能汇聚路基范围的水引向桥

5、涵或低洼处。汇聚路基范围的水引向桥涵或低洼处。n断面形式断面形式n梯形梯形底宽底宽:0.4m，深深0.4-0.6m，过坡过坡1:1或或1:1.5，且高出水位，且高出水位至少至少0.2m；n三角形三角形机械化施工内边坡机械化施工内边坡1:2-1:3；n矩形矩形减少占农田，石砌，底宽减少占农田，石砌，底宽0.4m；n流线型流线型积雪或积砂积雪或积砂n长度不大于长度不大于300300m m或或500500米米n2、截水沟、截水沟n位置位置n功能（又称天沟）拦截山坡流向路基的水流。功能（又称天沟）拦截山坡流向路基的水流。n断面形式断面形式一般采用梯形，底宽一般采用梯形，底宽0.5m，深度深度0.5m,

6、边坡边坡1:1-1:1.5,沟底纵坡沟底纵坡0.5%.n3、排水沟（又称引水沟）、排水沟（又称引水沟）引出边沟和截水沟的水或在路基上引出边沟和截水沟的水或在路基上方将一个天然水沟引入另一个水沟，减少桥涵的设置。方将一个天然水沟引入另一个水沟，减少桥涵的设置。n断面形式断面形式梯形，底宽，深度梯形，底宽，深度0.5，边坡，边坡1:1-1:1.5。n4、关于沟渠的一些规定、关于沟渠的一些规定边沟、截水沟，排水沟统称沟渠。边沟、截水沟，排水沟统称沟渠。nl l 当流量变化时，底宽由当流量变化时，底宽由b1b2 沟底的渐变长沟底的渐变长L：n （b2-b1）/L=1/5-1/10nl l 地形变化，沟

7、渠转折处尽量采用较大半径：地形变化，沟渠转折处尽量采用较大半径：R 520mnl l 沟渠连接应用锐角，相交沟渠连接应用锐角，相交 0.3% ,以免於塞以免於塞nl l 单向出水口长度不大于单向出水口长度不大于300-500mn (300多雨地区适用多雨地区适用,500一般地区一般地区,且三角形边沟不宜且三角形边沟不宜200m)n5、跌水与急流槽、跌水与急流槽(沟底纵坡可达沟底纵坡可达45) )n 应铺砌石块应铺砌石块; 7%应修跌水急流槽应修跌水急流槽n 接引水流接引水流,降低流速降低流速,清减能呈清减能呈,防止对路基与桥涵结构物的危害防止对路基与桥涵结构物的危害nl l 跌水与急流槽的断面

8、形式跌水与急流槽的断面形式n A)跌水跌水-分进水分进水,台阶和出水三部分（单级或多级）：台阶作用台阶和出水三部分（单级或多级）：台阶作用-消能消能(台阶高台阶高0.30.4m, 0.50.6m).若设清力槛若设清力槛,槛顶宽槛顶宽 0.4m,泄水孔泄水孔5*5或或10*10cmn B)急流槽（比跌水更陡）急流槽（比跌水更陡）一种很陡的人式水槽一种很陡的人式水槽,作用是将水流作用是将水流引至桥涵进口或路基下方共分为进水部分引至桥涵进口或路基下方共分为进水部分,槽身槽身(包括消力池包括消力池)和出水三和出水三部分部分. 基础基础每隔每隔1.52.5m设一个耳墙或平台伸入基底设一个耳墙或平台伸入基

9、底(0.30.5M深深)防止防止滑动滑动.槽底嵌入槽底嵌入10*10的坚硬石块的坚硬石块,增加粗糙度增加粗糙度.n 6、倒虹吸与渡水槽、倒虹吸与渡水槽当水流需要横跨路基，同时受到标高限制时，当水流需要横跨路基，同时受到标高限制时，可以采用管道或上部可以采用管道或上部架空跨越，前者称倒虹吸，后者为渡水槽架空跨越，前者称倒虹吸，后者为渡水槽 。nl l 倒虹吸倒虹吸有箱形和圆形管，易漏和淤塞有箱形和圆形管，易漏和淤塞175图图7-14nl l 渡水槽渡水槽分为进水口，槽身和下部支承三部分分为进水口，槽身和下部支承三部分P176图图7-16n7、蒸发池、蒸发池气候干旱，排水困难地段，可利用沿线的集中

10、取坑或气候干旱，排水困难地段，可利用沿线的集中取坑或专门设置蒸发池排除地表水。专门设置蒸发池排除地表水。每个蒸发池的容水量不大于每个蒸发池的容水量不大于200300立方米，蓄水深度不大于立方米，蓄水深度不大于1.5-2.0m.nl l 蒸发池的布置不应使附近地面形成盐渍化或沼泽化蒸发池的布置不应使附近地面形成盐渍化或沼泽化.n二、地面排水结构物加固二、地面排水结构物加固与土壤性质，水流速度，与土壤性质，水流速度，沟底纵坡有关沟底纵坡有关P172n、加固类型与沟底纵坡的关系加固类型与沟底纵坡的关系：P172表表7n2、常用的沟渠加固类型、常用的沟渠加固类型P172表表71P,173图图79沟渠加

11、固图沟渠加固图沟底纵坡工沟底纵坡工加固类型加固类型不加固不加固1. 土质好不加固土质好不加固2. 土质不好土质不好,简易加简易加固固简易加固或简易加固或干砌加固干砌加固干砌或浆砌干砌或浆砌加固加固浆砌或改用浆砌或改用跌水急流槽跌水急流槽n三、沟渠断面设计（计算）三、沟渠断面设计（计算）P189n1、水文计算水文计算设计流量的确定设计流量的确定n路界内各项排水设施所需排泄的设计径流量按下式计算确定：路界内各项排水设施所需排泄的设计径流量按下式计算确定： n当地气象站有当地气象站有10年以上自记雨量计资料时，可利用气象站观测资年以上自记雨量计资料时，可利用气象站观测资料按下式整理分析得到设计重现期