公路路面结构内部排水系统分析与设计

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浅谈路基路面及排水结构设计

浅谈路基路面及排水结构设计

浅谈路基路面及排水结构设计摘要:随着公路建设的快速发展,其路面路基的排水设计也非常重要。

设计不当,可能会带来很多的工程病害,本文论述了公路路面路基的排水设计的一些基本情况和设计的原则,在此基础上详细论述了公路的边沟排水设计和公路路面渗水排水设计。

关键词:路基;防护;排水;挡土墙一、路基的类型和构造1、路堤,设计标高高于天然地面标高时,需要进行填筑,这种路基形式称为路堤。

按填土高度的不同,划分为高路堤、矮路堤和一般路堤。

路基边坡坡度取1:1.5和1:1.75,在路基的两侧设置边沟。

高路堤的填方数量大,占地多,为使路基稳定和横断面经济合理,可以在适当位置设置挡土墙。

为防止流水侵蚀和坡面冲刷,高路堤的边坡采取适当的坡面防护和加固措施。

2、路堑,路基设计标高低于天然地面标高时,需要进行挖掘,这种路基形式称为路堑。

挖方边坡根据高度和岩土层情况设置成直线或者折线,一般坡度取1:0.5和1:0.75.挖方边坡的坡脚设置边沟,以汇集和排除路基范围内的地表径流,路堑的上方设置截水沟,以拦截和排除流向路基的地表径流。

二、路基填土与压实1、填土的选择,路基的强度与稳定性,取决于土的性质和当地的自然因素。

并与填土的高度和施工技术有关。

在填土时应综合考虑,据《路基设计规范》可知,二级公路的路基填料最小强度和最大粒径如下表:项目分类路面底面以下深度(cm) 填料最小强度(CBR)(%)填料最大粒径(cm)填方路基上路床0~30 6 10下路床30~80 4 10上路提80~150 3 15下路提150以下 2 15零填及路床0~30 6 10不同土质填筑路堤,如透水性较小的土层,位于透水性较大的土层下面,则透水性较小的土层表面应自填方轴线向两边做成不小于4%的坡度。

如透水性较大的土层位于透水性较小的土层下面,则透水性较大的土层表面应做成平台。

为防止雨水冲刷,可覆盖透水性较小的土层。

允许使用取土场内上述各种土的天然混合物。

水的土与不透水的土,不能非成层使用,以免在填方内形成水蘘。

高速公路沥青路面结构内部排水系统设计优化

高速公路沥青路面结构内部排水系统设计优化

高速公路沥青路面结构内部排水系统设计优化随着交通日益便利,高速公路系统越来越成为人们出行的首选。

然而,高速公路建设和维护面临着排水系统等许多挑战。

其中一个关键问题是如何在不影响高速公路交通流量的情况下,确保沥青路面结构内部排水系统的高效率和长寿命。

本文将探讨这个问题,并提出一些解决方案。

首先,让我们了解一下沥青路面的结构。

沥青路面一般由沥青混合料层、散粒层、基层和路基组成。

其中,沥青混合料层被认为是最关键的部分,因为它能够承受车辆的载重和各种天气的影响。

然而,沥青混合料层还必须具有排水和疏水的双重功能,以确保路面的稳定性和性能。

为了实现这个目标,必须在沥青混合料层内部设计一个排水系统。

目前,常用的内部排水系统主要有两种:骨架式排水和管网式排水。

骨架式排水是通过在沥青混合料层中添加骨架材料来实现,这些材料可以在沥青混合料层内部形成预制凹槽,以便排水。

然而,这种方法存在一些缺点,最主要的是骨架材料的加入可能会影响混合料的质量和性能。

此外,骨架式排水容易造成沥青混合料层表面的齿轮状裂缝,从而降低路面的寿命和安全性。

相反,管网式排水是在沥青混合料层内部加入特殊的排水管,这些管道可以帮助排水、消除水压和保持路面的平整。

这种方法具有高效率、可靠性和可重复性,并且不会对沥青混合料层的质量造成任何损害。

因此,管网式排水被广泛应用于现代高速公路建设和运营中。

然而,对于管网式排水系统而言,设计和维护成本可能会很高,因为管道需要定期清理和检查。

同时,大型交通工具和恶劣天气也可能对管道造成损坏。

因此,为了确保沥青路面结构内部排水系统的长寿命和高效率,需要采取一些措施来优化设计。

首先,需要使用高质量的材料来制造排水管道,以确保其强度和耐用性。

同时,管道必须经过适当的防腐处理和稳固固定,以抵御恶劣天气和车辆的冲击。

其次,为了降低维护成本和减少可能的损坏,应该避免将排水管道安装在道路中心线上,而应该将其放在路侧。

此外,还应将沥青混合料层的排水系统与路基排水系统结合起来,以促进排水效果。

道路施工组织设计中的排水系统设计

道路施工组织设计中的排水系统设计

道路施工组织设计中的排水系统设计道路施工组织设计在道路建设中起着重要的指导和规划作用,其中排水系统设计是其中一个关键方面。

本文将探讨道路施工组织设计中排水系统设计的相关内容。

一、排水系统设计的背景意义道路施工中,排水系统设计是为了解决道路上出现的雨水、地下水和污水等排水问题。

合理的排水系统设计能够有效地保持道路的平整、稳定和安全,确保车辆和行人的顺畅通行。

二、排水系统设计的原则和目标在进行排水系统设计时,需要遵循以下原则和目标:1. 设计合理、经济高效:要在保证排水效果的前提下,尽可能减少工程造价,实现经济高效。

2. 保持道路平整:确保道路表面的平整度,避免积水和坑洼现象的出现。

3. 控制地下水位:地下水位应在合理范围内,避免对道路基础结构和路面造成不利影响。

4. 考虑环境保护:合理设计排水系统,避免对周边环境的污染和破坏。

三、排水系统设计的具体内容1. 雨水排水设计:针对道路表面的雨水进行排水设计,主要包括设立雨水口、雨水管道的布设和排水管的连通等。

2. 地下水排水设计:通过设置排水沟、渠道等设施,将地下水引导到指定位置进行排放,以控制地下水位。

3. 污水排水设计:考虑到道路周边的污水排放问题,设计污水管道和污水处理设施,保证污水排放的合规性。

4. 排水设施维护设计:在排水系统设计中也需考虑设施的维护问题,包括排水沟的清理、下水道的疏通等。

四、排水系统设计的注意事项在进行排水系统设计时,需要注意以下几个方面:1. 考虑预留空间:排水系统设计时需考虑未来发展的需求,预留相应的空间,以便进行后续的改造和扩展。

2. 选用合适材料:选用耐久性好、抗腐蚀性强的材料进行排水系统设施的建设,确保其使用寿命和稳定性。

3. 定期检查和维护:排水系统应定期进行检查和维护,及时清理堵塞物和修复破损部分,保持系统的正常运行。

4. 考虑道路功能:不同道路的排水系统设计需根据其功能和用途进行差异化设计,以满足特定需求。

五、结语在道路施工组织设计中,排水系统设计是确保道路平整、安全、畅通的重要环节。

路面结构内部排水分析

路面结构内部排水分析

路面结构内部排水分析摘要:本文分析了路面内部积水的表现特征,提出了路面内部排水设施方案。

关键词:路面结构;内部排水;材料组成;Abstract: This paper analyzes the features of internal water, puts forward the pavement internal drainage scheme.Key Words: pavement structure; Internal drainage; Material composition;公路与城市道路路面是在路基表面上用各种不同材料或混合料分层铺筑而成的一种层状结构物。

它的功能不仅是提供汽车在道路上能全天候地行驶,而且要保证汽车以一定速度,安全、舒适而经济地运行。

所以要求路面在地域气候条件下,具有足够的稳定性。

而往往造成路面不稳定的主要因素就是路面结构的渗水。

路面上的汇水大部分通过路表面的纵横向坡度,沿边坡、急流槽、中央分隔带的浅跌沟、渗水井、纵横向排水管等,排到路基之外。

但是总有相当一部分会沿路面接缝和裂缝的缝隙、路面混合料的孔隙、路面和路肩的接缝以及无铺筑的路肩渗入路面结构内。

在地下水位高时,地下水会通过毛吸渗流进人路面结构下部;在季节性冰冻地区,积聚在路床上部的自由水会进入路面结构下部。

当路面为透水性体系时,可通过向路基和两侧路肩结构渗流而逐渐排走,当路面为非透水性体系时,进人路面结构的这部分自由水向外渗流的速度很慢,整个路面结构或部分结构层便类似于被封闭在水槽中。

如果不采取措施会永远存留在路面结构内。

一、路面内部积水的表现特征路面结构内的水,会浸湿各结构层材料和土基,使其强度下降,变形增加,从而使路面结构的承载力降低;而积滞在空隙内的自由水,在行车荷载的作用下,形成高孔隙水压力和高流速水流,冲刷层面材料,并从缝隙处向外“唧泥” ,使沥青面层出现剥落、松散和坑槽,水泥混凝土面层出现错台、板底脱空和断裂等病害。

公路路基路面排水设计

公路路基路面排水设计

公路路基路面排水设计随着交通网络的不断发展,公路建设在我国的重要性也越来越突出。

而公路路基路面排水设计作为公路建设中的重要环节,对于公路的使用寿命和安全运营具有重要的影响。

做好公路路基路面排水设计工作是公路建设中不可或缺的一部分。

一、排水设计的重要性公路路基路面排水设计,其重要性主要表现在以下几个方面:1. 提高公路使用寿命在道路使用过程中,排水系统的不良设计会导致路面或者路基水浸,加速道路结构的损坏,降低道路的使用寿命。

利用科学的排水设计,可以有效减少水分对路面路基的侵蚀,从而延长道路的使用寿命。

2. 保障交通安全排水不畅会导致路面出现积水,增加车辆行驶摩擦力,增加车辆打滑的风险,从而影响交通安全。

排水系统的合理设计可以保障道路通行的安全性,降低交通事故的发生率。

3. 提高行车舒适度积水会对行车产生一定的影响,影响行车舒适度,提高车辆燃油消耗和停滞时间。

良好的排水系统可以有效减少道路积水,提高行车舒适度,降低车辆维护费用。

公路路基路面排水设计主要包括排水系统设计和排水设施设计两部分。

1. 排水系统设计排水系统设计应考虑到沟槽与管渠集水的合理布置,包括道路中央排水和路肩排水。

中央排水通常采用沥青面层横向坡度和纵向横坡,将雨水由路肩向路中央引导,然后通过沟槽或者管渠排走;路肩排水则利用路肩横向坡度和距路基一定距离的排水沟将雨水引导至路基外部。

合理的排水系统设计可以最大限度地减少雨水对路面和路基的侵蚀。

2. 排水设施设计排水设施主要包括排水沟、排水管、检查井等,其设计需要考虑道路的类型、路段的特殊情况和排水需求等因素。

排水沟的布置应符合道路特点,确保排水系统通畅;排水管的材质和规格应根据实际排水需求进行选择;检查井的位置和设置应方便排水系统的检修和维护。

公路路基路面排水设计需要根据实际情况进行合理规划和设计,确保排水系统的畅通和有效性。

1. 采用横向坡度横向坡度是指路面的横向倾斜度,通常采用向路中央倾斜的方式,让雨水顺着路面坡度流向路中央,然后通过排水系统排走。

道路路基排水系统的设计与施工

道路路基排水系统的设计与施工

道路路基排水系统的设计与施工在道路工程中,路基排水系统的设计与施工至关重要。

良好的排水系统可以有效地延长道路的使用寿命,提高行车安全性,降低维护成本。

本文将就道路路基排水系统的设计原则、常用排水结构及施工技术等方面进行探讨。

设计原则道路路基排水系统的设计应遵循以下原则:1. 综合考虑地形地貌和气候条件,合理确定排水方案。

不同地形地貌和气候条件下,排水系统的设计方案会有所不同,需要根据实际情况进行综合考虑。

2. 确保排水系统的畅通性和稳定性。

排水系统中的各个组成部分应设计合理,确保排水畅通,避免因排水不畅而导致的路面积水和结冰现象。

3. 考虑周边环境的影响,合理设置排水设施。

在设计排水系统时,需要考虑周边环境的影响,如建筑物、树木等,合理设置排水设施,确保排水系统的正常运行。

常用排水结构道路路基排水系统的常用结构包括:1. 排水沟:排水沟是道路路基排水系统中常见的排水设施,主要用于收集路面雨水和路基渗水,将其导向排水口排出。

排水沟的设计应考虑排水量、坡度和排水口位置等因素。

2. 排水管道:排水管道主要用于将路面和路基的雨水和渗水排出至排水沟或排水管网。

排水管道的材质应具有良好的耐腐蚀性和承载能力,确保排水系统的稳定运行。

3. 排水井:排水井通常设置在排水沟和排水管道的交汇处,用于收集和分流排水,保持排水系统的畅通性。

排水井的设计应考虑井壁的稳定性和井盖的密封性,避免污物进入排水系统。

施工技术道路路基排水系统的施工技术包括:1. 排水沟的挖掘和整形:在施工排水沟时,需要根据设计要求进行排水沟的挖掘和整形,确保排水沟的坡度和平整度,保证排水畅通。

2. 排水管道的铺设:在铺设排水管道时,需要注意管道的坡度和连接密封,确保排水管道的稳定性和畅通性。

3. 排水井的安装:在安装排水井时,需要注意井壁的稳定性和井盖的密封性,保证排水井的功能正常。

4. 排水系统的验收:在施工完成后,需要进行排水系统的验收,检查排水设施的安装质量和运行效果,确保排水系统的正常运行。

高速公路沥青路面排水系统设计分析

高速公路沥青路面排水系统设计分析

高速公路沥青路面排水系统设计分析【摘要】:高速公路沥青路面排水系统的设计是高速公路设计及建设的重要环节,也是里面排水结构设计的重要保障。

本文主要针对排水系统的设计理念出发,分别对路面拦水带、中央分隔带排水结构以及沥青路面内部结构排水设计三个方面进行了分析,并且给出了必要的设计图纸。

在沥青路面内部结构排水设计分析时并不是仅仅针对设计本身展开讨论,而是分析了结构设计的必要性以及适合的结构,对于实际高速公路沥青路面的排水系统设计具有重要的参考价值。

【关键词】:高速公路,沥青路面,排水系统设计,路面排水结构Abstract:Highway asphalt pavement drainage system design is an important part of highway design and construction, inside the drainage structure design protection. In this paper, the design concept of the drainage system of pavement stone check with the central reserve drainage structures, as well as three aspects of the internal structure of asphalt pavement drainage design, analysis, and gives the necessary design drawings. Discuss the analysis of the internal structure of asphalt pavement and drainage design is not just the design itself, but the necessity of structural design and the appropriate structure has important reference value for the real highway asphalt pavement drainage system design.Key words: highways, asphalt pavement, drainage system design, road drainage structures1 引言排水设计是当前公路建设过程中重要的设计步骤,对于实际的公路工程建设具有重要的意义。

高速公路沥青路面结构内部排水系统设计优化

高速公路沥青路面结构内部排水系统设计优化

高速公路沥青路面结构内部排水系统设计优化随着交通工具的快速发展,公路建设也得到了巨大的改善和提升,其中高速公路成为了现代化快捷路网的主体。

而高速公路沥青路面作为其中至关重要的部分,其优良的排水系统设计也是决定其建设和使用效果的关键,因此,对其内部排水系统的设计优化有着重要的研究意义。

首先,我们需要了解高速公路沥青路面的结构及其现有排水系统的构成。

一般而言,高速公路沥青路面结构由基层、底层、面层和防水层组成。

其中,基层为公路路基的最下部分,用来承载沥青路面结构的重量,同时还能分散荷载,使压力均匀分配。

基层下部的还可以放置一层砂石或同等级的填土,以便于加强路基的承载能力,提高其抗沉降性。

而在基层之上,底层则采用了专用的基层砂浆等材料,以进一步加强路面的承载能力和抗沉降性。

面层则是高速公路沥青路面最上层的部分,一般采用铺设好的格栅板等材料,以符合高速公路的坡度和弯曲度等设计要求,同时还能有效提高路面的抗滑性和防滑性。

而高速公路沥青路面的排水系统则是构成其设计中至关重要的一个环节。

现有的高速公路沥青路面的排水系统一般分为两种,一种是基础排水系统,另一种则是道路面排水系统。

基础排水系统主要是采用地下排水沟或者排水管道等形式,将路基中的积水排除,从而保持路面的整体稳定性。

而道路面排水系统则是通过设置雨水槽、护栏、排水沟等形式,将路面表面的积水快速排走。

然而,现有的排水系统设计还存在一些不足之处。

首先,基础排水系统对地下排水沟或管道管路的选材和排列等方面还需要进一步优化,才能满足公路基础的全面排水需求,确保路基的持续稳定性。

其次,道路面排水系统也有一定的不足,主要表现在排水槽的设计不合理和管道疏通不畅等问题,导致路面排水不畅,降低了公路的安全性和实用性。

因此,优化其排水系统是高速公路沥青路面设计的重要课题之一。

为了妥善解决这些问题,我们可以考虑从以下几个方面进行排水系统的优化:一、基础排水系统优化。

我们可以采用更先进的材料来构建地下排水沟或管道,如使用高强度玻璃钢材料等,能有效提高其承载能力和抗震、抗压性。

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公路路面结构内部排水系统分析与设计──董磊靳世富刘建国王永献李志强2006-12-13摘要:由于降水而形成的路面结构内部滞水是导致高等级公路水泥混凝土路面早期损坏的重要原因,本文通过对公路试验段的研究分析,设计出合理的路面结构内部排水系统,从而为路面结构的安全性和耐久性提供了一定的保障。

关键词:水泥混凝土路面破坏机理排水系统设计水利工程中的交通工程,大多数采用高等级的水泥混凝土公路,其损坏主要是路基、路面的损坏,而水是促使路面过早损坏的主要因素之一。

现有的路基路面排水系统往往只把路基地表水的处理作为重点,忽视由于降水而形成的路面结构内部滞水的排放,在没有设置有效的路面结构内部排水系统的情况下,这种内部滞水的危害性是相当大的,是导致一部分高等级公路路面早期损坏的重要原因之一。

1 水泥混凝土路面的破坏机理由于与生俱来的缺陷,水泥混凝土路面面层多接缝,降水会沿着接缝和板边缘下渗。

另外,在地下水位高的路段,地下水会通过毛细渗透进入路面结构下部。

据测算,进入路面结构内部的自由水,当下基层材料渗透系数K≤10-5cm/s时,排除0.1m3自由水约需1d以上;而下基层材料的渗透系数K≤10-7cm/s时,排除时间可达数日之久。

在这种情况下,这部分水被封闭在“浴盆式”的路床内,形成路面结构内部积水。

路面结构内部积水会浸湿各结构层材料和路基土,使其强度下降、变形增加,从而降低路面结构的承载力。

在荷载的作用下,水泥混凝土路面板边缘处的挠度大于板中,而板角隅的挠度又大于板边缘。

轴载重、作用次数多,土基或基层软弱时,板边缘和角隅下的基层或土基会产生塑性变形,在分界处形成板底脱空,下渗的水积聚在脱空区内,当车轮行驶在后板上时,带有细料的水向前方喷射,而当车轮驶向前方板时,后方板出现脱空,前方板下的水向后方喷射,将水中细料冲积在后方板下的脱空区内,从而抬高板端,形成错台。

板边角是挠度的最不利荷位,在板底脱空的情况下,过大的挠度会使板角隅断裂,进一步发展即形成碎裂。

因此在缺乏足够排水设施的路面结构中,渗入基层的水将排不出去,而滞留于混凝土板——基层——路肩交界处,在荷载的作用下,产生唧泥、错台等病害。

如果基层是多孔性材料,则孔隙水压力很低。

通过对水泥混凝土路面的使用性能进行调查,分析基层类型对使用性能的影响,结果发现采用透水基层的路面使用性能最好,基本上未出现错台或开裂。

因此,为了减少路面各种病害的产生,改善路面的使用性能,提高路面的使用寿命,必须对路面的内部排水问题给予足够的重视。

2 排水系统的设计2.1 路面边缘排水系统路面边缘排水系统是将渗入路面结构内的自由水,先沿路面结构层的层间空隙或某一透水层次横向流入由透水性材料组成的纵向集水沟,并汇流入沟中的带孔集水管内,再由间隔一定距离布设的横向出水管排引出路基。

设置边缘排水系统,便于将面层——基层——路肩界面处积滞的自由水排离路面结构。

然而,自由水在路面结构层内沿层间渗流的速率要比向下渗流的速率慢许多倍,并且部分自由水仍有可能被阻封在路面结构内,因而,边缘排水系统的渗流时间较长,路面结构处于潮湿状态的时间要比排水层排水系统长许多。

为此,我们在高等级公路设计中,采取了一系列措施,以使表面水的渗入量最小,对水泥混凝土路面,首先选用优质的接缝板和填缝料,为防止卿泥、面层反射裂缝,基层采用水稳定性好、耐冲刷、干缩性小的材料,并且,我们在面层与基层之间设置下封层,以防渗入水侵蚀基层。

图1 路面边缘排水系统图1为路面边缘排水系统的典型方案。

也可在纵向盲沟内设置集水管与横向出水管相接,以加强水的纵向流动,其中,横向出水管的管径、间距是影响系统泄水能力的主要变量,设计时,横向出水管的管径不宜过小,横向出水管的间距不宜过大。

2.2排水基层排水系统的类型排水基层排水系统是采用碎石做上基层,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沟和集水管,再由横向出水管排引出路基。

这种排水系统,由于自由水进入排水层的渗流路径短,在透水材料中的渗流速度快,其排水效果要比边缘排水系统好得多。

排水基层设在面层下,作为路面结构的基层或基层的一部分,共同承受车辆荷载的作用(如图2)。

图2 排水基层排水系统排水层也可采用横贯路基整个宽度的形式,不设纵向集水沟和集水管以及横向出水管(如图3)。

渗入排水层内的自由水,横向渗流,直接排泄到路基坡面外。

这种形式便于施工,但其主要缺点是,排水层在坡面出口处易于生长杂草或被其它杂物堵塞,从而在使用几年后便不再能排泄渗入水,而集中积滞在排水层内的自由水反而使路面结构,特别是路肩部分,更易出现损坏。

图3 全宽式排水基层排水层的厚度视需要排泄的渗入水水量和所选透水材料的渗透系数而定,一般变动于8cm~15cm范围内。

虽然所需厚度可以通过水力计算确定,但计及施工方便和施工容许偏差,通常选用10cm厚,便足以满足排水需要。

作为路面结构的基层或基层的一部分,也可按承受荷载的需要增加排水基层的厚度。

3 水力学计算原理3.1 路面结构表面水的渗入量计算美国H.H.Ridgeway曾进行过水通过路面裂缝和接缝渗透渗入量的测定,其结果为:对于水泥混凝土路面,水分通过裂缝或接缝的渗入率大约变化在每厘米缝0~74cm3/h,平均约为每厘米缝34cm3/h。

我国《公路排水设计规范》规定,每延米水泥混凝土路面接缝或裂缝的表面水设计渗入率为150cm3/(h·cm),即0.36m3/(d·m)。

水泥混凝土路面渗入量计算公式为 Qi =k*IC* B,式中:Qi(m3/(d·m))——纵向每延米路面结构表面水的渗入量;IC(m3/(d·m2))——每m2水泥混凝土路面接缝或裂缝的表面水设计渗入量,水泥混凝土路面按规范可取0.36 m2/d·m2;B (m)——单向坡度路面的宽度;k ——安全系数,一般取2.0。

以山东菏泽定陶下穿桥公路为例:试验段半幅主车道和硬路肩宽度之和为12m,则路面结构内部表面水渗入量为:Qi=2×0.36×12=8.64m3/d·m=10-4m3/s·m 3.2 排水基层材料渗透系数的确定水泥混凝土路面渗透系数计算公式为KbKb——渗透系数;Qi(m3/(d·m))——纵向每延米路面结构表面水的渗入量;h——基层的有效厚度;gih——基层表面被上层水泥砂浆堵塞的深度。

定陶下穿公路试验段的排水基层厚度选用为0.16m,设:面层施工时,基层表面被上层水泥砂浆堵塞的深度为0.02m,基层的有效厚度为0.14m,则透水性材料所要求具有的渗透系数为:Kb= =3085m/d=3.57cm/s因此排水沟与排水基层材料的渗透系数应取为3085m/d。

3.3 自由水在路面结构层内的渗流时间和渗流路径长《公路排水设计规范》规定:渗入水在路面结构内的最大渗流时间,冰冻地区不应超过1h,其它地区不应超过2h(重交通时)-4h(轻交通时)。

渗入水在路面结构内的渗流路径长度不宜超过45m-60m。

渗流时间t(h):t=LS /(3600*VS);渗流路径长LS (m):LS=B*[1+(iz/ih)2]1/2;渗流速度VS (m/s):VS=Kb*(iz2+ ih2)1/2 /ne。

式中:Kb(m/s )——透水材料的渗透系数,取值为3085m/d;ne——透水材料的有效孔隙率,取值为15%;i h ——路面横坡,取值为2%;iz——路线纵坡,下穿道路取值为3%。

则定陶下穿公路的渗流时间为:V S =Kb*(iz2+ ih2)1/2 /ne=3085*(0.022+ 0.032)1/2 /0.15=741.54m/d=0.0086m/sL S =B*[1+(iz/ih)2]1/2=12×1.8=21.63m<45~60mt=LS /(3600*VS)=21.63/(3600×0.0086)=0.6988h<2h,满足规范要求。

3.4 排水沟管设计横向出水管的间距为40 (m) ,管径为0.08 (m)(以0.05m~0.10m为宜),管壁的粗糙系数为n,取值为0.01,则:集水沟需要排泄的表面水渗入量为Q40=40·Qi=40×10-4=0.004 m3/s,横向出水管的水力半径R=d/4(m)=0.02m,横向出水管的过水断面积A=π*d2/4=0.00503(m2),横向出水管的管内流速v=n-1*R2/3*iz1/2=100×0.022/3*0.031/2= 1.276(m/s),横向出水管的泄水量Q0=v*A= 1.276×0.00503=0.00642(m3/s)> Q40;排水管的泄水能力满足要求。

所以定陶下穿公路排水管的间距取40m,排水管和出水管的管径取8cm能满足要求。

4 路面结构内部排水基层的材料选用及测试排水基层与集水沟填料均采用透水性水泥稳定碎石混合料。

对原材料的要求:粗集料采用5~30mm的机轧碎石,选用洁净、坚硬的花岗岩集料,压碎值不大于30%,硫化物及硫酸盐含量不大于15%,含泥量不大于1%。

细集料选用质地坚硬、洁净、人工轧制的石屑,硫化物及硫酸盐含量不大于1%,含泥量不大于3%。

透水性水泥稳定碎石排水基层的集料级配以表1的级配为参考,进行室内材料组成设计。

为了保证集料的质量和料源的稳定,透水性水泥稳定碎石排水基层选用0~5mm、5~10mm和10~30mm三档集料。

表1 透水性水泥稳定碎石级配试验路段完成养生28d后,进行了透水性水泥稳定碎石钻芯取样试验,分别测定其空隙率、渗透系数和强度,试验结果见表2表2 透水性水泥稳定碎石芯样测试值从试验数据可看出,透水性水泥稳定碎石基层的平均空隙率为21.05%,变化范围19.07%~23.56%,大于设计要求的20%。

平均渗透系数为2.21cm/s,变化范围为1.87~2.41,大于设计要求的1.736cm/s。

芯样平均28d抗压强度为6.52MPa,满足设计强度3.5MPa。

由此可见,透水性水泥稳定碎石基层各项指标都达到了设计所预期的目标,可满足排水性和力学强度两方面的要求。

5 结语在水泥混泥土公路系统中设置排水基层排水系统,其作用和优点是明显的,随着路面用材料的研究和发展,排水基层排水系统必将进一步完善和得到推广,逐渐成为水泥混泥土公路和高等级公路路面结构内部排水的主流。

参考文献:[1]姚祖康道路路基路面工程[M]。

上海:同济大学出版社,1994.5 P298。

[2] JTJ 018—97 ,排水设计规范[S]。

[3] JTG D62—2004 ,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]。

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