路基路面排水设计

二、渗沟
渗沟及渗井用于降低地下水位或拦截地下水。当地下水 埋藏较浅或无固定含水层时，宜采用渗沟，如图5-20，图521，图5-22所示。
根据使用部位、结构形式，将渗沟分为填石渗沟、管式 渗沟、洞式渗沟、边坡渗沟、支撑渗沟、无砂混凝土渗沟。 填石渗沟，也称为盲沟，一般适用于地下水流量不大、 渗沟不长的地段，填石渗沟较易淤塞。
渗沟的排水孔（管），应设在冻结深度以下不小于0.25 米处。截水渗沟的基底宜埋入隔水层内不小于 0.5米。边坡 渗沟、支承渗沟的基底，宜设置在含水层以下较坚实的土层 上。寒冷地区的渗沟出口，应采取防冻措施。渗沟、渗井的 断面尺寸，应根据构造类型、埋设位置、渗水量、施工和维 修条件等确定。渗沟侧壁及顶部应设置反滤层，底部应设置 封闭层。
边沟的横断面形式：有梯形、矩形、U形（或带盖板 矩形、U形）、三角形、碟形横断面，以及暗埋式边沟。
高速、一级公路边沟的底宽和深度不应小于0.6米，其 他等级公路不应小于0.4米。
2.截水沟（天沟）
设置在挖方路基边坡坡顶以外，或山坡路堤上方的适当 处，用于截引路基上方流向路基的地面径流，防止冲刷和侵 蚀挖方边坡和路堤坡脚，并减轻边沟的泄水负担，保证挖方 边坡和填方坡脚不受流水冲刷。
二、路基排水的目的
路基排水的任务：
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，确保路基具有足够的强度与稳定 性。 设计： 地面水：排除和拦截于路基用地范围以外，防止漫流、 滞积或下渗。 地下水：予以隔断、疏干和降低，并引导至路基范围以 外的适当地点。
施工：
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。
急流槽槽底每隔2.5～5.0米应设置一个凸榫，嵌入坡体 内0.3～0.5米，以避免槽体顺坡下滑。
5.蒸发池（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 专门开挖的凹坑修筑蒸发池，以汇集路界地表水。并通过蒸 发和渗漏使之消散。 蒸发池边缘距路基边沟不应小于 5米，面积较大的蒸发 池不得小于20米。容量应以一个月内地表水汇入池中的水量 能及时完成渗透和蒸发作为依 据，但每个池的容量不宜超过 200～300立方米，蓄水深度不 应大于1.5～2.0米。蒸发池的 设置不应使附近地面盐渍化或 沼泽化。
6.油水分离池
一般情况下，路基地表排水沟应尽可能地将水引排至桥 涵或自然排水沟渠中，不得已排入对水质特别敏感的水体中 （如饮用水源），且所排污水水质不能满足《污水综合排放 标准》（GB 8978）中的规定时，可设置油水分离池。
油水分离池宜采用沉淀法处理。污水进入油水分离池前， 应先通过格栅和沉淀池。
3.排水沟
主要用途在于引水，将路基范围内的各种水源的水流, 引排至桥涵或路基范围以外的指定地点。
排水沟的横断面形式一般采用梯形，尺寸大小应经过水 力水文计算选定。边坡1：1.0～1：1.5，深度和底宽不宜小 于0.5米。 排水沟的位置，离路基尽可能远些，距路基坡脚不宜小 于2米；平面上应力求直捷，连续长度宜短，长不宜超过500 米。 排水沟应具有合适的纵坡，通过水力水文计算选定，一 般情况下，可取0.5%～1.0%，沟底纵坡不宜小于0.5%。
路基排水设计
路基路面排水设计
路基排水的目的及设计的一般原则
一、危害路基的水源
水源：地面水、地下水； 排水工程：地面排水、地下排水。 地面水：产生冲刷（导致路基整体稳定性受损害，形成 水毁）和渗透（降低路基强度）。
地下水：使路基湿软，降低路基强度；引起冻胀、翻浆 或边坡滑坍，甚至整个路基沿倾斜基底滑动。水还可能造成 掺有膨胀土的路基工程毁灭性的破坏。
排水管可采用带槽孔的塑料管或水泥混凝土管。
管径按设计渗流量确定，但最小内径宜为15厘米（渗沟 长度不大于150米时）或20厘米（渗沟长度大于150米时）。
排水管周围回填透水性材料，管底回填料的厚度为15厘 米，管两侧的回填料宽度不宜少于30厘米。透水性回填料可 采用粒径5～40毫米的碎石或砾石，但粒径小于2.36毫米的 细粒含量不得大于5%。 在渗沟的迎水面沟壁处应设置反滤织物。
急流槽的构造按水力计算特点，亦由进口、槽身和 出口三部分组成。 急流槽可采用由浆砌片石铺砌的矩形横断面或者由水泥 混凝土预制件铺筑的矩形横断面。
浆砌片石急流槽的槽底厚度可为0.2～0.4米，槽壁厚度 为0.3～0.4米。混凝土急流槽的厚度可为0.2～0.3米。槽顶 应与两侧斜坡表面齐平。槽深最小0.2米，槽底宽最小 0.25 米。
渗井一般为直径1.0～1.5米 的圆柱形或边长为1.0～1.5米的 正方形。
四、检查、疏通井
深而长的暗沟（管）、渗沟及渗水隧洞，在直线段每隔 一定距离及平面转弯、纵坡变坡点等处，宜设置检查、疏通 井。兼起渗井作用的检查井的井壁，应设置反滤层。 检查井直径不宜小于 l米，井内应设检查梯，井口应设 井盖，当深度大于20米时，应增设护栏等安全设施。
无砂混凝土渗沟
无砂混凝土既可作为反滤层，也可作为渗沟，是近几年 在公路地下排水设施中应用的新型排水设施，用无砂混凝土 作为透水的井壁和沟壁以替代施工较复杂的反滤层和渗水孔 设备，并可承受适当的荷载，具有透水性和过滤性好、施工 简便、省料等优点。
预制无砂混凝土板块作为反滤层，用在卵砾石、粗中砂 含水层中效果良好；如用于细颗粒土地层，应在无砂混凝土 板块外侧铺设土工织物作为反滤层，用以防止细颗粒土堵塞 无砂混凝土块的孔隙。
洞式及管式渗沟，一般适用于地下水流量较大、引水较 长的地段，条件允许时，应优先采用管式渗沟。
边坡渗沟、支撑渗沟，主要用于疏干潮湿的土质路堑边 坡坡体和引排边坡上局部出露的上层滞水或泉水，坡面采用 干砌片石覆盖，以确保边坡干燥、稳定。

管式渗沟
埋置深度按地下水位的高程、地下水位需下降的深度以 及含水层介质的渗透系数等因素考虑确定。
填石渗沟最小纵坡不宜小于1%，无砂混凝土渗沟、管式 及洞式渗沟最小纵坡不宜小于0.5%。渗沟出口段宜加大纵坡, 出口处宜设置栅板或端墙，出水口应高出地表排水沟槽常水 位0.2米以上。
三、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，可设置渗井，穿过 不透水层，将路基范围的上层地下水，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。
油水分离池的大小应根据所在路段排水沟汇入的水量确 定，并保证流入分离池的油水能有足够的时间分离或过滤净 化。
二、沟渠加固类型
§5-3
路基地下排水设施
路基地下排水设施包括暗沟(管)、渗沟、渗井、仰斜式 排水孔、检查疏通井等。
一、暗沟（管） 暗沟（管）用于排除泉水或地下集中水流，无渗水和汇 水的功能。 暗沟横断面一般为矩形，泉井壁和沟底、沟壁用浆砌片 石或水泥混凝土预制块砌筑，沟顶设置混凝土或石盖板，盖 板顶面上的填土厚度不应小于0.50米。 沟底的纵坡不宜小于1%,条件困难时亦不得小于0.5%,出 水口处应加大纵坡,并应高出地表排水沟常水位0.2米以上。
设置施工现场的临时性排水措施，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。 养护： 定期检查与维修，保证排水设施正常使用，水流畅通， 并不断改善路基排水条件。
三、路基排水的设计原则
1.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和自然水系。
截水沟长度以200～500米为宜；超过500米时，可在中 间适宜位置处增设泄水口，由急流槽或急流管分流排引。 截水沟一般采用梯形横断面，沟坡坡度为1:1.0～1:1.5; 沟底宽度和沟的深度不宜小于0.5米。地质或土质条件差， 有可能产生渗漏或变形时，应采取相应的防护措施。沟底纵 坡不宜小于0.5%。
洞式渗沟
在渗沟底部，以片石浆砌成矩形排水槽，糟顶覆盖水泥 混凝土条形盖板、形成排水洞，其横断面尺寸按设计渗流量 的要求确定。 盖板顶面铺以透水的土工织物，沟内回填透水性填料， 沟顶覆盖20厘米厚的不透水封闭层。
当含水层内的细粒有可能随着渗流进入沟内而堵塞渗沟 时，应在渗沟的迎水面沟壁处按渗滤要求设置若干层粒料反 滤层；每层反滤层由厚度为15～25厘米的粒料组成，其级配 组成按要求设计。
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°。
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， 需要消能或改变水流方向。
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。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。
2.各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合，必要时可 适当地增设涵管或加大涵管孔径，以防农业用水影响路基稳定。 3.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。 4.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。 5.路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，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。
按照水力计算特点，跌水的基本构造可分为进水口、 消力池和出水口三个组成部分。如图5-13所示。各组成 部分的尺寸，由水力计算而定。
一般情况下，如果地质条件良好，地下水位较低，设计 流量小于1.0～2.0立方米/秒，跌水台阶（护墙）高度P，最 大不超过2米。常用的简易多级跌水,台高约0.4～0.5米，护 墙用石砌或混凝土结构，墙基埋置深度为水深 a的1.0～1.2 倍,并不小于1.0米,且应埋入冰冻线以下,石砌墙厚约0.25～ 0.3米。消力池起消能作用,要求坚固稳定，底部具有1%～2% 的纵坡，底厚约0.30～0.35米,壁高应比计算水深至少大0.2 米，壁厚与护墙厚度相仿。消力池末端设有消力槛，槛高 c 依计算而定,要求低于池内水深,约为护墙高度的1/5～1/4， 一般取c=15～20厘米。消力槛顶部厚约为0.3～0.4米，底部 预留孔径为5～10厘米的泄水孔,以利水流中断时排泄池内的 积水。