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公路設計中,路面排水設計的重要性
公路施工中路基路面的強度與穩定性同水的關(guān)系十分密切。路基路面的病害有多種,形成病害的因素亦很多,但水的作用是主要因素之一。
路基沉陷、沖刷、坍塌、翻漿,瀝青路面松散、剝落、龜裂,水泥混凝土路面積泥、錯臺、斷裂等病害,都不同程度的與地表水和地下水的侵蝕有關(guān)。水的作用加劇了路基和路面結構的損壞,加快了路面使用性能的變壞,縮短了它們的使用壽命。因此路基路面設計、施工和養護中,必須十分重視路基路面排水工程。
路基路面排水的一般原則
(1)排水設施要因地制宜、就地取材、經(jīng)濟適用,并做到系統規劃,合理布局,與當地排水設施相協(xié)調,并充分利用有利地形和自然水系;
(2)路基排水溝渠的設置盡量與環(huán)境協(xié)調,必要時(shí)可適當地增設涵管或加大涵管孔徑;
(3)設計前必須進(jìn)行深入細致的調查研究,詳細劃分流域,重點(diǎn)路段要進(jìn)行排水系統的全面規劃,做到路基路面綜合設計和分期修建;
(4)路基排水要注意防止附近山坡的水土流失,盡量不破壞天然水系,盡量選擇有利地質(zhì)條件布設人工溝渠;
(5)路基排水要結合當地水文條件和道路等級等具體情況,注意就地取材,以防為主;
(6)為減少水對路面的破壞作用,應盡量阻止水進(jìn)入路面結構,并提供良好的排水措施,以便迅速排除路面結構內的水,建筑亦可具有能承受荷載和雨水共同作用的路面結構。
路面表面排水、基本原則:
(1)降落在路面上的雨水,應通過(guò)路面橫向坡度向兩側排流,避免行車(chē)道路路面范圍內出現積水;
(2)在路線(xiàn)縱坡平緩、匯水量不大、路堤較低且邊坡坡面不會(huì )受到?jīng)_刷的情況下,應采用在路堤邊坡上橫向漫坡的方式排除路面表面水;
(3)在路堤較高,邊坡坡面在未做防護而易遭受路面表面水流沖刷,或者坡面雖已采取防護措施但仍有可能受到?jīng)_刷時(shí),應沿路肩外側邊緣設置攔水帶,匯集路面表面水,然后通過(guò)泄水口和急流槽排離路堤;
(4)設置攔水帶匯集路面表面水時(shí),攔水帶過(guò)水斷面內的水面,在高速公路及一級公路上不得漫過(guò)右側車(chē)道外邊緣,在二級及二級以下公路上不得漫過(guò)右側車(chē)道中心線(xiàn)。
攔水帶可由瀝青混凝土現場(chǎng)澆筑,或者由水泥混凝土預制塊鋪砌而成。
采用水泥混凝土預制塊攔水帶時(shí),應避免預制塊影響路面內部水的排泄。攔水帶的頂面應略高于過(guò)水斷面的設計水面高(水深),按設計流量公式計算確定。
圖:流量計算公式
超高路段中央分隔帶、三個(gè)要求:
(1)寬度小于3m且表面采用鋪面封閉的中央分隔帶排水,降落在分隔帶上的表面水排向兩側行車(chē)道,其坡度與路面的橫坡度相同;
在超高路段上,可在分隔帶上側邊緣處設置緣石或泄水口,或者在分隔帶內設置縫隙式圓形集水管或碟形混凝土淺溝和泄水口,以攔截和排泄上側半幅路面的表面水;
緣石過(guò)水斷面的泄水口可采用開(kāi)口式,格柵式或組合式;碟形混凝土淺溝的泄水口采用格柵式;
(2)寬度大于3m且表面未采用鋪面封閉的中央分隔帶排水,降落在分隔帶上的表面水匯集在分隔帶中央的低洼處,并通過(guò)縱坡排流到泄水口或橫穿路界的橋涵水道中;
(3)表面無(wú)鋪面且未采用表面排水措施的中央分隔帶,降落在分隔帶上的表面水下滲,由分隔帶內的地下排水設施排除。
路面結構內部排水路面結構內部水的危害:
(1)浸濕各結構層材料和路基土,易造成無(wú)粘結粒狀材料和地基土的強度降低;
(2)使水泥混凝土路面產(chǎn)生唧泥,隨之出現錯臺、開(kāi)裂和整個(gè)路肩破壞;
(3)進(jìn)入空隙的自由水在行車(chē)荷載的作用下,會(huì )形成高孔隙水壓力和高流速的水流,引起路面基層的細顆粒產(chǎn)生唧泥,結果失去支承;
(4)在冰凍深度大于路面厚度的地方,高地下水位會(huì )造成凍脹,并在凍融期間降低承載能力;
(5)水使凍脹土產(chǎn)生不均勻凍脹;
(6)與水經(jīng)常接觸將使瀝青混合料剝落,影響瀝青混凝土耐久性和產(chǎn)生龜裂。
設置條件:
(1)年降水量為600mm以上的濕潤和多雨地區,路基由透水性差的細粒土(滲透系數不大于10-5cm/s)組成的高速公路、一級公路或重要的二級公路;
(2)路基兩側有滯水,可能滲入路面結構內;
(3)嚴重冰凍地區,路基為由粉性土組成的潮濕、過(guò)濕路段;
(4)現有路面改建或改善工程,需排除積滯在路面結構內的水份;
(5)路面內部排水系統中各項排水設施的泄水能力均應大于滲入路面結構內的水量,且下游排水設施的泄水能力應超過(guò)上游排水設施的泄水能力;
(6)滲入水在路面結構內的最大滲流時(shí)間,冰凍地區不應超過(guò)1小時(shí),其它地區不應超過(guò)2小時(shí)(重交通)~4小時(shí)(輕交通)。滲入水在路面結構內的滲流路徑長(cháng)度不宜超過(guò)45m~60m;
(7)各項排水設施不應被滲流從路面結構、路基或路肩中帶來(lái)的細料堵塞,以保證系統的排水能力不隨時(shí)間推移而很快喪失。
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