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公路排水設計規范范文1
【關鍵詞】公路;瀝青混凝土攔水緣石;設計
瀝青混凝土攔水緣石作為高等級公路路面排水設施的組成部分,在國外很常見。我國自京津塘高速公路采用后,已在多條高速公路建設中采用,效果良好。但是,目前國內論及瀝青混凝土攔水緣石設計與施工的文獻資料不多,在設計與施工規范中,只提出了簡單的要求?,F行《公路瀝青路面施工技術規范》(JTJ032-94)中,有關瀝青混凝土路緣石施工的要求,是參照美國路緣石規范(SS-3)的有關規定編寫的,不盡周詳。
1 設計目的
水是影響公路質量和使用品質和一大要素,設計完善的排水系統是十分重要的。路面排水主要是排出路面范圍內的降水即路面徑流,使之不沖刷填方邊坡,保持路基穩定,提高路面的使用壽命,保證行車安全。對于高速公路來說,因其路幅寬,降到路面上的雨水量較多,排水不暢的路面將形成積水,高速行車會使積水霧化,迷霧遮擋駕駛員視線,增加行車事故。而且,積水會降低路面的抗滑性能,增加行車的危險性。另外,高速公路必須確保長年通車,以及路基、路面和各種結構物經久耐用,保持完好的路容,減少養護工作量。因此,在路肩外側邊緣處設置攔水帶,攔截路面水流以形成側溝,通過泄水口、急流槽將側溝內的水排入路基外的排水溝,以達到既保障路面排水暢通,又防止路面漫流沖刷路堤邊坡的要求。
2 設計原則
《公路瀝青路面設計規范》(JTJ014-97)的6.2.3條“高速公路、一級公路的路面排水”中,將路面排水劃分為路面排水、路肩排水和中央分隔帶排水三個部分組成。路面排水設施由路面橫坡、攔水帶(或矩形邊溝)、泄水口和急流槽組成,并對路面橫坡、泄水口的設置作了一般性規定,對于攔水帶的設置原則,沒有提及。而《公路路基設計規范》(JTJ014-95)的4.4.3條“路肩排水設施”中,將攔水帶作為路肩排水設施的一個組成部分,規定其縱坡應與路面的縱坡一致,“當路面縱坡小于0.3%時,可采用橫向分散排水方式將路面水排出路基,但路基填方應進行防護;當路堤邊坡較高,采用橫向分散排水不經濟時,應采用縱向集中排水方式,在硬路肩邊緣設置攔水帶,并通過急流槽將水排出路基”。這里對是否設置攔水帶提出了兩個概念:一個是縱坡0.3%,另一個是路堤邊坡高度。
3 施工設備
瀝青混凝土攔水緣石成型機,國內尚無成熟的產品,需進口,已配備該設備的施工單位也不多。待到施工前安排生產時再進口該設備,往往是措手不及。
從現有進口的該類設備來看,以美國產的Technotest瀝青混凝土緣石成型機為例,其料斗很小,且相對位置高,施工中無法用運料車直接將拌和好的瀝青混合料倒入料斗,而且因為配重的要求,料斗不能改大。通過實踐,施工中一般在運料車后拖一低底盤平板車,進料時先由運料車卸一部分熱料在平板車上,再由人工鏟入料斗內。因此,一般需5~8個工人同時操作,且工作溫度高,工人勞動強度大,瀝青混合料也因攤鋪時間長,易于冷卻,影響質量。
另外,該設備無自行能力,其前進的力量來自擠壓瀝青混凝土成型時的反作用力,因此速度不快,一般只能達到2~3.5m/min,遇到彎道、上坡等情況速度更慢。除掉天氣和檢修時間等影響因素,通常情況下一天只能完成2km。而且,每行進20~50m還需停機一次,設置水簸箕以接上邊坡急流槽,大大影響了行進速度。再加上該設備的螺旋輸送桿、傳動鏈條、擠壓模型等均為磨擦易損件,需要經常維護、修補、更新,在使用中很麻煩。
4 進一步完善設計理論
目前,我國對暴雨狀態下路面積水在路面合成坡度等因素的綜合作用下如何流動,以及由此對公路本身造成的危害如何產生,尚沒有充足的理論依據。依靠經驗數據,對于各種相關因素之間的經濟性分析更是無據可查。過去,部分專家以縱坡0.5%作為是否設置攔水帶的界定標準。后為提高可靠度,將界定標準改為縱坡0.3%,這里雖然坡度只差0.2個百分點,但在工程數量上的差別卻很大。
5 邊坡防護綜合設計
邊坡防護有植草防護、干(漿)砌片石防護和襯砌拱防護等多種形式,因原材料、人工費用不同而使得各種防護形式的價格也高低不一。各地應結合當地的實際情況,對設置瀝青混凝土攔水緣石進行綜合分析、設計。對于一般性低矮路堤,且漿砌片石防護單價不高的情況下,可不考慮路面縱坡大小,均采取滿砌防護而不設攔水帶;或者可以依據地形并結合排水設計,將邊坡改為局部緩坡,不設攔水帶,而采用路面漫流排水方式;另外,從美觀及施工方便角度出發,對于兩個挖方段之間設置瀝青混凝土攔水緣石長度不足100m的段落,也可不設,而相應加大防護工程的投入??傊?,通過攔水帶和邊坡防護等從多方面加以綜合分析比較,在節約投資、保證質量、節省工期的前提下,盡量減少設置攔水帶的數量。
6 加強施工組織管理
在施工組織計劃中,應盡早安排瀝青混凝土攔水緣石的生產,提前落實施工設備、人員與施工方案,并在購置設備的同時預先準備充分的備件,落實專人負責,在施工過程中勤保養勤維護,保證設備最有效地工作。并且,應加強施工組織管理,合理安排生產,歇人不停機,盡量延長設備的運轉時間,盡量減少對其它設施及整個工程的制約作用。
同時,建議我國的公路機械設備生產單位加緊對國產瀝青混凝土緣石成型機的開發與研制,以滿足我國日益增長的高等級公路的建設需要。
總之,對于高等級公路瀝青混凝土攔水緣石的設計,應當立足于各地區自然條件、降水量和原材料的來源等情況,因地制宜,結合整個道路排水系統,從功能性、質量可靠性、經濟性等多方面加以綜合考慮,不可簡單片面而造成浪費。目前,我國高等級公路的建設還處在發展階段,某些設計理論和設計思想還不夠成熟,各施工單位的施工方法及施工水平也不盡相同。只有各級公路設計、建設、管理等部門形成共識,深入研究,才能不斷提高設計與建設水平。
參考文獻
[1]《公路瀝青路面設計規范》(JTJ014-97)
公路排水設計規范范文2
關鍵詞:高速公路 排水設計
1 概述
高速公路排水設計對于高速公路路基的穩定性及路面的使用壽命有著顯著的影響。高速公路排水設計應包含以下兩個方面的內容:其一是要考慮如何減少地下水、農田排灌水對路基穩定性及強度的影響,一般稱之為第一類排水;其二是要考慮如何將路表水迅速排出路基之外,最大限度地減少雨水對路基、路面質量的影響,減少因路表水排水不暢或路表水下滲對路基、路面結構和使用性能產生的損害,這稱為第二類排水。
第一類排水設計通常采用適當提高路基最小填土高度或在路基底部設置隔水墊層等辦法。施工期間一般都考慮在施工前開挖臨時排水邊溝,排除施工期地表水并降低地下水,同時在路基底部摻加低劑量石灰處理,設置40cm厚的穩定層等。采用這一系列措施可起到事半功倍的效果。
第二類排水設計一般包括:
(1)通過路面橫坡、邊溝、邊溝急流槽等,將路表水迅速排出路基以外;
(2)設計中央分隔帶縱向碎石盲溝、軟式透水管及橫向排水管,將施工期進入中央分隔帶的雨水及運營期中央分隔帶的下滲水迅速排出路基之外;
(3)設計泄水孔以迅速排除橋面水;
(4)設計中采用瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝或排水管,將滲入路面面層的水引出路基之外。
綜上所述,筆者結合揚州西北繞城高速公路在設計以及施工中出現的問題談一點自己的體會。
2 邊溝排水設計
邊溝設計在高速公路排水設計中占有很大的比重,設計人員都給予高度重視,但在設計過程中往往會忽視一些施工中的問題,如邊溝的尺寸不考慮具體情況,死搬硬套有關規范、規定;又如施工單位大都未能按有關設計要求將原地表土、河塘清淤土等棄土運送至取土坑內用于復墾還田,而是棄放于路線兩側河塘中,造成部分河塘無法將路基水排入。另外由于沿線農田為分戶承包,當地鄉鎮為了減少地方矛盾的產生,常常要求增加、改移和調整小型構造物設置位置。還有一點就是設計中沒有充分考慮利用高速公路施工中超寬填土土方等。
2.1 邊溝尺寸選定
邊溝的排水能力主要取決于以下幾個設計參數:邊溝底流水坡度、邊溝截面尺寸、形狀、邊溝的表面粗糙程度。
依據江蘇省高速公路設計及公路排水設計規范要求,高速公路的邊溝一般采用邊坡為1∶1的梯形明溝,因此,可采用《公路設計手冊路基》中梯形斷面溝渠的水力計算公式計算梯形排水邊溝的排水能力:
式中:Q—流量;
W—邊溝斷面面積;
C—流速(謝才)系數;
R—水力半徑;
i—邊溝溝底縱坡。
根據高速公路所處地理位置,采用揚州市歷史最大小時降雨量,以流入邊溝的水不溢出邊溝為限,并假設揚州西北繞城高速公路的路基平均填土高度為3.5m,由此,匯水帶寬約為23m,則可依據不同的邊溝溝底坡度、不同的邊溝底寬(或邊溝截面積)的排水能力,計算出所能承受的路面排水最大長度。揚州西北繞城高速公路一般每公里設置三道涵洞,即300m左右有一道涵洞,也就是說路面排水長度一般在100m~200m之間。
通過分析、計算確定,揚州西北繞城高速公路邊溝采用50cm的梯形邊溝即可滿足路基排水需要。
2.2 邊溝設計的原則
(1)一般路段的路基邊溝設計原則:以填筑式邊溝為主,盡量減少路基邊溝積水現象的發生。這主要是吸取已建成的高速公路中的教訓:1部分路段在汛期內路基水不能及時排除。2地方群眾干擾路基水排入灌溉涵洞內。
(2)路基邊溝縱坡的要求:根據交通部部頒《公路路基排水設計規范》要求,采用漿砌片石修筑的邊溝為滿足排水需要,邊溝縱坡應不小于0.12%,由于本項目位于丘陵崗區和沖積平原區,原地形既有較大起伏又有部分平坦地段,本著既要解決路基排水問題,又要經濟合理的原則,確定路基排水邊溝溝底縱坡一般情況下不小于0.15%。
(3)對于邊溝水進入涵洞及跨越通道等情況的處理:沿線設置的涵洞有排涵、灌涵和灌排兩用涵。對于需排入排涵的邊溝,其邊溝底標高不低于涵洞中心的標高;需排入灌涵的邊溝,其溝底標高不低于涵頂標高;而對于灌排兩用的涵洞應按灌涵要求設置,特殊情況時可適當降低。為防止沖刷涵洞,原則上采用邊溝急流槽連接邊溝和涵洞洞口。一般情況下邊溝盡量少穿越通道,當排水需通過通道排入涵洞時,應優先采用邊溝蓋板涵,特殊情況下可采用邊溝倒虹吸穿越通道。
(4)對邊溝標高及縱坡方向的問題:根據路線縱斷面和沿線自然地形情況綜合確定,通常以沿線自然地形為主確定排水方向。邊溝底標高控制應以該段路肩邊緣最低點標高以下大于1.7m為宜,原因是考慮到路線中央分隔帶橫向排水管不能因邊溝積水而引起倒灌。對于個別特殊路段不能滿足1.7m要求的,可放寬至1.4~1.5m,若另一側邊溝較低時應優先采用單側布設橫向排水管。
(5)對于挖方段邊溝:考慮到中央分隔帶橫向排水管排水要求,邊溝底標高不低于路肩標高1.2m,同時要求邊溝縱坡不小于0.5%。施工期要求各施工單位必須首先在挖方段邊坡頂開挖截水溝以防止路基外側水進入路基,并且應做好挖方段本身臨時排水溝的設置工作。
3 中央分隔帶排水設計
高速公路中央分隔帶排水設計主要為排除中央分隔帶內積水,可分為施工期間和道路營運期下滲水的排除。
施工期間排水量取決于最大瞬時降雨量及中央分隔帶的匯水面積。一般情況下,由于高速公路中央分隔帶內設置有通訊、監控用管線的人手孔,因此,中央分隔帶排水長度應為兩個人手孔之間的間距,一般路段的最大間距為180m。
揚州市歷年最大瞬時降雨量為28.8mm/10min,根據本次設計中央分隔帶寬為2m,計算出中央分隔帶施工期需要的最大排水能力為:
Q=Aγ=2×180×0.0028.8=1.0368m3/S
式中:A—中央分隔帶匯水面積;
γ—最大瞬時降雨量
橫向排水管的排水能力按長管自由出流的流量計算公式進行計算:
式中:K—流量模數,與管道斷面形狀、尺寸和粗糙度有關;
H—水頭高度;
L—橫向排水管長度
由以往高速公路設計經驗可知,高速公路橫向排水管長為15m左右,橫向排水管坡度為2%,采用以上公式
計算出施工期最大瞬時降雨量時所需要的橫向排水管管徑為255mm。如果按有關排水設計規范要求50m設置一道橫向排水管,即排水長度縮短為50m,則需要的橫向排水管管徑為75mm。
但在實際施工過程中存在許多問題,如中央分隔帶是在基層施工后進行開挖施工的,開挖的邊溝表面粗糙,瀝青不易粘結牢固,不能形成均勻、無破損的防滲層。土工布因有接縫,不能形成整體而達到完全不透水的程度。因此,當盲溝積水時側面仍將無法阻止水滲入路基。
由于施工質量不易控制,造成橫向排水管標高誤差或產生淤塞,從而使上游橫向排水管排水不暢,大量的水流向最低處,而最低處的橫向排水管由于設計時包裹無紡土工布或產生淤塞,使排水能力嚴重不足,從而導致下游中央分隔帶積水嚴重,有的下雨后幾天中央分隔帶仍有積水,使路基長時間浸泡,影響了路基、路面的強度。
由于通訊、監控管線人手孔的設(下轉第9頁)(上接第13頁)置阻斷了中央分隔帶排水,造成中央分隔帶積水或積水滲入人手孔。
為了解決這些問題,采用以下辦法處理:對于設計底坡小于0.3%的,采用鋸齒形縱向矩形碎石盲溝,并于盲溝底部設置軟式透水管和每隔30~50m設置集水槽匯集中央分隔帶雨水或滲水;根據以上計算,中央分隔帶每隔30~50m設置一道橫向排水管,將盲溝中的水排出路基以外;在中央分隔帶內設置2cm厚水泥砂漿層、瀝青防滲層及土工布防滲層,防止中央分隔帶中水從側面向路基滲透。
4 路面滲水的排水設計
沿路面邊緣設置由透水性填料集水溝、橫向出水管和過濾織物(土工布)組成的路面邊緣排水系統。
通過設置瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝和排水管,將滲入路面面層的水引出路基之外。由于通過瀝青面層下滲的水量有限,考慮到排水路徑的限制,因此,設計中采用每10m左右設置一道Ф5cm橫向排水管以確保路面下滲水的排除。
參考文獻
公路排水設計規范范文3
關鍵詞:路線幾何設計; 路側安全凈空區; 交通安全;
中圖分類號:U491文獻標識碼: A
影響道路安全的設計要素有人、車、路。路的原因歸結為道路的幾何線形及路側,合理的線形能消除事故隱患,而寬容的路側能降低事故概率。近年來,由路側安全問題誘發的交通事故越來越嚴重。據公安部每年的交通事故白皮書對2003-2005年路側事故的統計,該事故占總數的8%左右,但卻造成了約12%的死亡人數,道路線形的設計不合理,同樣造成了巨大的人員傷亡,因此從公路的設計階段,對路線幾何、路側安全凈空區、路面結構等方面的合理設計顯得尤為重要。
1.路線幾何設計
本項目路線全長28.8km。其中黃河西岸的平原路段以及黃河灘涂路段約23公里范圍內,地形起伏很小,路線平縱指標高;黃河東岸,約6公里范圍,路線選擇沿紅三、紅四兩井田邊界通過,平面線形平順,縱面受地形限制,略有起伏,但均在規范允許值范圍之內。
路線平縱面設計完成后,首先應進行運行速度檢驗,通過對運行速度計算以及路線平縱指標的分析研究,檢驗結論如下:
1) 設計符合性
全線總體設計采用的平、縱指標符合現行規范、標準的規定要求,平縱組合得當。
2) 運行速度協調性
通過計算顯示全線相鄰路段的運行速度差均滿足協調性要求,線形連續性好,指標均衡、協調。
3) 運行速度與設計速度協調性
小客車與貨車的運行速度與設計速度的差值均能滿足±20km/h范圍內的一致性要求。
黃河東路,路線沿井田邊界通過的路段,存在約4.6公里的長直線。在該范圍內,設計上通過縱坡的變化,結合設置有效的交通標志、標線等手段,來消除駕乘人員的視線疲勞,提高該路段的行車安全度。
2.路基、路面設計
2.1.路側安全凈空區設計
1)路側安全凈空區概念
路側安全凈區是指公路行車方向最右側車行道以外、相對平坦、無障礙物、可供失控車輛重新返回正常行駛路線的帶狀區域,如圖2-1所示。從保障行車安全角度考慮,要求路側安全凈區內不存在任何危險物,該區域能確保駛出的車輛不發生傾覆與碰撞危險,駛出車輛能夠在凈區內無障礙行駛并安全返回行車道。
路側安全凈區是一種理想的路側安全環境,是路側安全設計的一種追求,建立路側安全凈區是防止路側事故最為理想的對策。路側安全包括硬路肩、土路肩以及可控制行車的緩坡,其寬度根據預測交通量、運行速度以及道路幾何指標而定。在未采取保護措施的情況下,路側安全凈空區禁止任何對失控車輛具有潛在危險的物體存在。
圖2-1路側凈區范圍示意圖
2)路側安全凈空區寬度
根據《公路項目安全性評價指南》(JTG/T B05-2004),計算出直線段填、挖方區的路側凈空寬度分別為9m和5m,曲線段路側安全凈空區的寬度為直線段安全凈空區寬度乘以曲線系數CF。本項目大部分路段能夠滿足《公路項目安全性評價指南》(JTG/TB05 2004)規定的路側安全凈區要求,但也有受周邊地形地貌條件和歷史建設條件的限制,個別地方不滿足路側安全凈區要求。根據路側安全凈區的設計理念,在路側安全凈區范圍內,應特別注意的危險物有路側邊溝、標志立柱、上跨橋橋墩等。
3)、凈空區內存在的障礙物及路側危險情況
(1)路側凈空區內的障礙物
為了保障行車安全,盡可能避免路側事故的發生,總體上可從如下三個層次采取措施:①盡量維持車輛在行車道內行駛;②盡量使駛出路外的車輛不與路側危險物發生碰撞;③盡量減輕車輛與危險物碰撞的嚴重性。
(2)標志等的立柱
位于路側安全凈空范圍的標志立柱是行車安全隱患,當車輛駛入路側有碰撞標志立柱的危險,在設計時應采取一定的處理措施??梢栽O置護欄進行防護,以有效減少事故發生的機率,保障行車安全。
(3)高填方危險路段路堤填方較高路段,為減少車輛,尤其是大型貨車沖出路外事故的發生,應提高護欄高度和強度。建議在填土高度3-8m路段路側采用A級加強型波形梁護欄,填土高度8-20m路段路側采用SB級加強型波形梁護欄,填土高度大于20m 路段路側采用SA級加強型波形梁護欄,護欄等級的提高可以減少車輛駛出路外事故的發生,提高行車安全性。
(4)小結為保證路側行車安全,應盡可能設置路側安全凈區,通用公司曾在試驗室對此進行了研究,總結出路側安全凈區對道路安全的影響曲線(如圖2-2所示)。
圖2-2 路側安全凈區與事故率關系圖
從圖中可以看出,20%的事故發生在路側9m以外,80%的事故發生在路側9m以內,可見路側安全凈區對行車安全有著十分重要的意義。Kennedy-Hutchinson在州際公路上的研究證實了通用公司結論的正確性。因此在設計過程中,建議結本項目公路沿線地形地貌條件,盡可能獲得最大的、有效的路側安全凈區。設計中可以從如下方面考慮:
a)盡量使用可返回式邊坡,條件受限時可考慮設置可穿越式邊坡。
b)在一些無法移除的障礙物無法采用解體消能式的設計,或因為路基很高而存在危險,應使用路側護欄進行防護,但路側護欄本身也是一種障礙物,需確認安裝護欄后是否能減輕碰撞的嚴重程度。同時也可考慮設置護欄的效益費用比,即從經濟角度考慮,安裝護欄引起費用與帶來的安全效果之比是否值得。
2.2.路面結構設計
公路路面材料的選用,除考慮行車荷載外,還應重點考慮區域環境因素,項目所在區域氣候類型屬半干旱區,為大陸性氣候,冬季嚴寒,夏季炎熱,具有氣候干燥,降雨量稀少,日照充分,日溫差大,蒸發量大,多風沙,因此低溫應該考慮為影響路面結構耐久性和路面抗滑性的重要因素。本項目面層采用的密集配改性瀝青混凝土具有抗高溫、低溫穩定性,良好的水穩定性,良好的耐久性和表面功能(抗滑、車轍小、平整度高、噪音小、能見度好),較好的滿足了行車安全的要求。
在我國,公路中央分隔帶的主要功能是隔離對向車輛,并設置路緣石。美國撞車試驗結果表明,車速高的公路上應盡可能不設路緣石。因此,中央分隔帶的路緣石的設置特別考慮為半圓弧狀,并向中分帶內側退讓10-12cm的側向寬度。
圖2-3中央分隔帶路緣石設計圖
2.3 排水設施
邊溝是公路排水系統中一個重要的結構,它對于及時排除路面積水,保障雨天行車安全具有重要意義。但是邊溝位于路側凈區內,過大或過深的邊溝也是一種嚴重的路側安全隱患。根據美國交通事故數據,與路側排水設施有關的路側事故占路側事故總數的19%,可見路側排水系統設計合理與否對路側安全有重要的影響。在進行路側安全設計時,對于處于路側凈區內的排水結構物采取的措施按優先采取的順序依次為去除、移位、使可穿越、防護和承擔風險。在滿足排水要求的情況下,去除和移位是最安全的方法,但是并不是在任何情況下都能實現,在無法去除和移走排水結構物時,最好的辦法是運用寬容路側設計理念,保障車輛在發生意外情況下,即使遇到排水結構物仍能安全地駛回公路而不發生危險。
3. 小結
影響道路安全性除了道路平縱面設計、路基路面設計之外,還有交叉口渠化設計、交通標志標線設計等因素,但道路的平縱橫設計是安全設計的根本,通過對項目實例的研究分析,得出以下結論:
(1)合理的道路平縱面設計是保證行車安全的最重要因素。
(2)為保證路側行車安全,應盡可能設置路側安全凈區。
參考文獻:
[1]《公路項目安全性評價指南》(JTG/T B05-2004),人民交通出版社
[2]《公路交通安全設施設計規范》(JTGD81-2006) ,人民交通出版社
[3]《公路工程技術標準》(JTG B01-2003),人民交通出版社
[4]《公路路線設計規范》(JTG D20-2006),人民交通出版社
[5]《公路路基設計規范》(JTG D30-2004),人民交通出版社
[6]《公路瀝青路面設計規范》(JTG D50-2006),人民交通出版社
公路排水設計規范范文4
關鍵詞:高速公路;排水設計;路基
一、高速公路排水設計概述
高速公路排水設計對于高速公路路基的穩定性及路面的使用壽命有著顯著的影響。高速公路排水設計應包含以下兩個方面的內容:其一是要考慮如何減少地下水、農田排灌水對路基穩定性及強度的影響,一般稱之為第一類排水;其二是要考慮如何將路表水迅速排出路基之外,最大限度地減少雨水對路基、路面質量的影響,減少因路表水排水不暢或路表水下滲對路基、路面結構和使用性能產生的損害,這稱為第二類排水。
第一類排水設計通常采用適當提高路基最小填土高度或在路基底部設置隔水墊層等辦法。施工期間一般都考慮在施工前開挖臨時排水邊溝,排除施工期地表水并降低地下水,同時在路基底部摻加低劑量石灰處理,設置40cm厚的穩定層等。采用這一系列措施可起到事半功倍的效果。
第二類排水設計一般包括:
(1)通過路面橫坡、邊溝、邊溝急流槽等,將路表水迅速排出路基以外;
(2)設計中央分隔帶縱向碎石盲溝、軟式透水管及橫向排水管,將施工期進入中央分隔帶的雨水及運營期中央分隔帶的下滲水迅速排出路基之外;
(3)設計泄水孔以迅速排除橋面水;
(4)設計中采用瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝或排水管,將滲入路面面層的水引出路基之外。
綜上所述,作者結合高速公路在設計以及施工中出現的問題談一點自己的體會。
二、高速公路邊溝排水設計
邊溝設計在高速公路排水設計中占有很大的比重,設計人員都給予高度重視,但在設計過程中往往會忽視一些施工中的問題,如邊溝的尺寸不考慮具體情況,死搬硬套有關規范、規定;又如施工單位大都未能按有關設計要求將原地表土、河塘清淤土等棄土運送至取土坑內用于復墾還田,而是棄放于路線兩側河塘中,造成部分河塘無法將路基水排入。另外由于沿線農田為分戶承包,當地鄉鎮為了減少地方矛盾的產生,常常要求增加、改移和調整小型構造物設置位置。還有一點就是設計中沒有充分考慮利用高速公路施工中超寬填土土方等。
2.1邊溝尺寸選定
邊溝的排水能力主要取決于以下幾個設計參數:邊溝底流水坡度、邊溝截面尺寸、形狀、邊溝的表面粗糙程度。
依據江蘇省高速公路設計及公路排水設計規范要求,高速公路的邊溝一般采用邊坡為1∶1的梯形明溝,因此,可采用《公路設計手冊路基》中梯形斷面溝渠的水力計算公式計算梯形排水邊溝的排水能力:
Q=WC
式中:Q—流量;
W—邊溝斷面面積;
C—流速(謝才)系數;
R—水力半徑;
i—邊溝溝底縱坡。
根據高速公路所處地理位置,采用當地歷史最大小時降雨量,以流入邊溝的水不溢出邊溝為限,并假設高速公路的路基平均填土高度為3.5m,由此,匯水帶寬約為23m,則可依據不同的邊溝溝底坡度、不同的邊溝底寬(或邊溝截面積)的排水能力,計算出所能承受的路面排水最大長度。高速公路一般每公里設置三道涵洞,即300m左右有一道涵洞,也就是說路面排水長度一般在100m~200m之間。
通過分析、計算確定,高速公路邊溝采用50cm的梯形邊溝即可滿足路基排水需要。
2.2邊溝設計的原則
(1)一般路段的路基邊溝設計原則:以填筑式邊溝為主,盡量減少路基邊溝積水現象的發生。這主要是吸取已建成的高速公路中的教訓:1部分路段在汛期內路基水不能及時排除。2地方群眾干擾路基水排入灌溉涵洞內。
(2)路基邊溝縱坡的要求:根據交通部部頒《公路路基排水設計規范》要求,采用漿砌片石修筑的邊溝為滿足排水需要,邊溝縱坡應不小于0.12%,由于本項目位于丘陵崗區和沖積平原區,原地形既有較大起伏又有部分平坦地段,本著既要解決路基排水問題,又要經濟合理的原則,確定路基排水邊溝溝底縱坡一般情況下不小于0.15.
(3)對于邊溝水進入涵洞及跨越通道等情況的處理:沿線設置的涵洞有排涵、灌涵和灌排兩用涵。對于需排入排涵的邊溝,其邊溝底標高不低于涵洞中心的標高;需排入灌涵的邊溝,其溝底標高不低于涵頂標高;而對于灌排兩用的涵洞應按灌涵要求設置,特殊情況時可適當降低。為防止沖刷涵洞,原則上采用邊溝急流槽連接邊溝和涵洞洞口。一般情況下邊溝盡量少穿越通道,當排水需通過通道排入涵洞時,應優先采用邊溝蓋板涵,特殊情況下可采用邊溝倒虹吸穿越通道。
(4)對邊溝標高及縱坡方向的問題:根據路線縱斷面和沿線自然地形情況綜合確定,通常以沿線自然地形為主確定排水方向。邊溝底標高控制應以該段路肩邊緣最低點標高以下大于1.7m為宜,原因是考慮到路線中央分隔帶橫向排水管不能因邊溝積水而引起倒灌。對于個別特殊路段不能滿足1.7m要求的,可放寬至1.4~1.5m,若另一側邊溝較低時應優先采用單側布設橫向排水管。
(5)對于挖方段邊溝:考慮到中央分隔帶橫向排水管排水要求,邊溝底標高不低于路肩標高1.2m,同時要求邊溝縱坡不小于0.5%。施工期要求各施工單位必須首先在挖方段邊坡頂開挖截水溝以防止路基外側水進入路基,并且應做好挖方段本身臨時排水溝的設置工作。
三、高速公路中央分隔帶排水設計
高速公路中央分隔帶排水設計主要為排除中央分隔帶內積水,可分為施工期間和道路營運期下滲水的排除。
施工期間排水量取決于最大瞬時降雨量及中央分隔帶的匯水面積。一般情況下,由于高速公路中央分隔帶內設置有通訊、監控用管線的人手孔,因此,中央分隔帶排水長度應為兩個人手孔之間的間距,一般路段的最大間距為180m.
假定當地歷年最大瞬時降雨量為28.8mm/10min,根據本次設計中央分隔帶寬為2m,計算出中央分隔帶施工期需要的最大排水能力為:
Q=Aγ=2×180×0.0028.8=1.0368m3/S
式中:A—中央分隔帶匯水面積;
γ—最大瞬時降雨量
橫向排水管的排水能力按長管自由出流的流量計算公式進行計算:
式中:K—流量模數,與管道斷面形狀、尺寸和粗糙度有關;
H—水頭高度;
L—橫向排水管長度
由以往高速公路設計經驗可知,高速公路橫向排水管長為15m左右,橫向排水管坡度為2%,采用以上公式計算出施工期最大瞬時降雨量時所需要的橫向排水管管徑為255mm.如果按有關排水設計規范要求50m設置一道橫向排水管,即排水長度縮短為50m,則需要的橫向排水管管徑為75mm.
但在實際施工過程中存在許多問題,如中央分隔帶是在基層施工后進行開挖施工的,開挖的邊溝表面粗糙,瀝青不易粘結牢固,不能形成均勻、無破損的防滲層。土工布因有接縫,不能形成整體而達到完全不透水的程度。因此,當盲溝積水時側面仍將無法阻止水滲入路基。
由于施工質量不易控制,造成橫向排水管標高誤差或產生淤塞,從而使上游橫向排水管排水不暢,大量的水流向最低處,而最低處的橫向排水管由于設計時包裹無紡土工布或產生淤塞,使排水能力嚴重不足,從而導致下游中央分隔帶積水嚴重,有的下雨后幾天中央分隔帶仍有積水,使路基長時間浸泡,影響了路基、路面的強度。
由于通訊、監控管線人手孔的設置阻斷了中央分隔帶排水,造成中央分隔帶積水或積水滲入人手孔。
為了解決這些問題,采用以下辦法處理:對于設計底坡小于0.3%的,采用鋸齒形縱向矩形碎石盲溝,并于盲溝底部設置軟式透水管和每隔30~50m設置集水槽匯集中央分隔帶雨水或滲水;根據以上計算,中央分隔帶每隔30~50m設置一道橫向排水管,將盲溝中的水排出路基以外;在中央分隔帶內設置2cm厚水泥砂漿層、瀝青防滲層及土工布防滲層,防止中央分隔帶中水從側面向路基滲透。
四、高速公路路面滲水的排水設計
沿路面邊緣設置由透水性填料集水溝、橫向出水管和過濾織物(土工布)組成的路面邊緣排水系統。
通過設置瀝青封層、土路肩縱橫向碎石盲溝和排水管,將滲入路面面層的水引出路基之外。由于通過瀝青面層下滲的水量有限,考慮到排水路徑的限制,因此,設計中采用每10m左右設置一道Ф5cm橫向排水管以確保路面下滲水的排除。
參考文獻
[1]杜云,夏麗燕,郭兆軍。沈大高速公路路基路面排水設計淺析[J].遼寧交通科技,2004,(11)
[2]陳昕。高速公路排水設計淺談[J].河南科技,2005,(02)
公路排水設計規范范文5
關鍵詞:高速公路,路基,排水,設計
引言
近年來隨著國民經濟的不斷發展,交通運輸需求迅速增長,高速公路建設進入快車道。而在高速公路建設過程中,幾乎每條高速公路均或多或少的暴露出排水問題,水是形成高速公路病害的一個主要因素,許多病害成因都與水有關,設計人員存在對排水設計生搬硬套,施工過程中臨時防水措施不及時到位,部分高速公路出現路基損毀,由此造成的路基沉陷、路面開裂、結構層懸空、防護工程損毀等工程病害也日益增多,給高速公路后期運營與養護工作造成了一定的經濟損失,為進一步提高公路的使用性能,應當認真做好高速公路排水系統,保證高速公路建設質量。
1排水系統
高速公路排水的主要目的是迅速排除路面水、路面結構層間水,降低影響路基穩定的地下水水位。同時還應對路堤、路塹邊坡采取必要的防護措施,防止雨水沖刷造成破壞,影響公路正常運營及使用安全。高速公路排水系統主要包括路基、路面、構造物、改河改溝及臨時排水設施等。排水系統對沿線地區生產生活也有重要影響,高速公路排水系統主要功能是防治地下水影響路基穩定性及強度,將地面匯水快速平穩排出路基之外,最大限度地減少排水過程中對路基、路面結構出現損毀。合理選擇排水設計方案是決定高速公路排水系統優劣的控制因素,在設計前應總結項目地區已有的成功經驗和失敗教訓,設計過程中做到趨利避害、有的放矢,設計過程中需對沿線地區各項建設條件詳細調查,根據項目特點合理選擇排水方案。
2路基排水
路基排水是整個排水系統的基礎,需做好總體規劃、綜合防治,結合天然地形和水系分布,使路基上游及路基范圍內雨水盡快融入天然排水溝,路基排水系統主要由地面排水系統及地下排水系統兩部分組成,路基地面排水系統主要由挖方邊坡急流槽、路塹邊坡平臺流水槽、路塹邊溝、填方邊溝、填方泄水槽及自然溝渠組成,排除坡面及路面水,同時設置地下盲溝、滲溝、滲井等排出可能滲入路基的地下水,保證路基強度和邊坡穩定性。填方和挖方排水段落不宜過長,路基有壩阻效應,改變了原有散排水方式,在排水出口形成集中排水,這種排水段落使水流集中,對下游道路或溝槽形成沖刷,應就近分流,縱橫向排水需綜合考慮,特殊條件下可調整邊溝深度進行反向排水,填挖方邊溝形式的選擇根據排水需求合理選擇,農田灌溉渠道一般不應匯入路基邊溝,邊溝與改溝合并時邊溝的斷面尺寸應加大,并進行防護,保證路基穩定。排水設計要結合當地水文條件和氣候條件等具體情況,注意因地制宜,以防為主,既要安全可靠,還要注重經濟效益。
3路面排水路面排水原則
應使路面水盡快匯入路基排水系統,減少在排水過程中滲水對路面結構層形成破壞。路面排水主要有降雨時的表面徑流和降水后的路面結構中滲水排水兩個過程。排放方式可根據地區特點合理選擇,路面隔水層應結合地區特點和水文氣象條件合理選用,施工過程中也應注意避免隔水層破壞而影響路面結構層壽命。
4加強排水構造物設計
排水構造物是高速公路排水系統的主要出口,大、中、小橋涵跨徑依據水文計算確定,根據高速公路所處區域位置,采用合理適合于地域特點的水文計算公式計算出跨徑及排水坡度,避免出現排水不暢淤堵或沖刷路基,使路基路面及上游匯水通過構造物快速排出,融入自然排水系統。另外由于小橋涵數量眾多,對沿線地區生產生活有較大社會影響,對小橋涵的跨徑、位置、角度、凈空等應仔細斟酌,結合附近水網、路網、前后構造物間距、排水需求全盤統籌考慮,另外平原、山區小橋涵側重點不同,應區別對待。
5加強改移工程排水設計
在高速公路設計階段往往重視主線排水,而忽視線外的改路改溝工程,近年來因這方面設計不足而暴露出問題也不在少數,改移工程應緊密配合主體工程,各專業做好協調工作,改溝改河斷面應通過水文計算確定,過水斷面不宜小于天然水溝過水斷面面積,過水斷面需滿足過水能力需求,改河改溝工程宜遠離路基,條件受限改河改溝靠近路基段時,應注意路基防護措施是否到位,山區改河路基段防護應加強,改路工程跨溝渠時也應設置合理的構造物,避免因改路減弱過水能力,同時也影響改路安全。
6臨時排水措施
高速公路施工建設過程中的臨時排水措施也對提高高速公路質量有十分重要作用,主要應做好以下幾方面工作:路堤在填筑之前需先完成臨時邊溝,通過臨時排水邊溝將雨水排入天然河道;填方邊坡做好臨時邊坡泄水槽,挖方路塹開挖前做好臨時攔水埂或截水溝,路塹施工完畢后,修建路塹邊溝排除路基范圍內雨水;路基填筑并經過邊坡整修后,即進行防護工程施工;橋、涵構造物在施工前都需做好防洪備案,預留防護通道,施工便道需占用河道時需增設臨時排水構造物,另外需疏通橋涵上下游河道,使洪水能順利無害通過;取棄土場做好臨時截、排水邊溝,防止水土流失。改河改路、擋土墻工程應盡早完成,以免雨季來臨時影響主體工程。加強施工過程控制,是完善高速公路排水系統的重要一環,及時、有效、合理的臨時防護措施是排水設計方案的重要補充和組成部分,做好臨時排水將大幅提升高速公路建設質量。
7結語
做好高速公路排水是一項系統性工程,需要高速公路建設參與者加強對每一個環節的過程控制,在高速公路建設各階段均應注重細節問題,設計階段應加強調查,借鑒既有類似地區項目成功的排水設計經驗,做好各專業排水設計并加強協調,因地制宜,結合項目特點,做好高速公路排水系統設計工作,施工過程中也需加強管理,貫徹落實好設計意圖并做好臨時排水措施,多方形成合力,才能建成品質優良的精品之路。
參考文獻:
[1]JTGB01—2014,公路工程技術標準[S].
[2]JTG/TD33—2012,公路排水設計規范[S].
公路排水設計規范范文6
關鍵詞:路基;路面;優化設計
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
引言
隨著我國公路事業的發展,現在己經達到了村村通、路路通。但隨之而來的是新建的道路未達到使用年限,就己經破壞嚴重。究其原因,一方面是道路使用時的嚴重超載;另一方面是施工未達到設計指標;再有就是設計時考慮的不到位。種種原因導致好多新建的道路再次改建或者維修,造成了巨大的資源浪費。所以,道路設計者要本著科學嚴謹的態度對待道路設計,不留下設計隱患,保證設計質量。
一、路基路面的勘察
1、路基勘察
路基勘測應充分調查沿線地質情況,通過現有道路構造物調查、文獻資料查閱、沿線群眾調查、挖探、手鉆探孔等手段,進行路線地質調查和地質勘探。調查沿線土壤種類、性質,包括含水量、密實度、密度及塑、液性指數及砂礫土的顆粒組成等;查明沿線不良地質現象,包括軟土、地下水位及地表積水情況;查明路線區段內地震的情況、確定地震基本烈度。調查收集沿線地質、水文、地形及氣象、氣候等與路基設計有關的資料;調查沿線地表的水流方向、設計洪水頻率的地面天然積水深度;河溝洪水位、地下水位;改建工程進行勘察。對路基填料的來源、性質、征用方式及運輸條件等進行調查;對路基棄方發生的路段、集中堆棄的場地、征地及運輸條件等進行調查。對取土場的確定,應在沿線有關部門的配合下,充分征求沿線地方政府的意見。對取土場的地質勘探可以采取挖探、手鉆探孔、機鉆探孔等手段,并進行必要的土工試驗,查明其土質的各項指標。
2、路面的勘察
路面是用各種筑路材料鋪筑在公路路基上供車輛行駛的構造物。在外業調查階段,主要調查沿線筑路材料分布特征、己建成的道路路面結構、交通量的組成等內容,通過交通量分析確定技術標準,再根據相關設計、施土規范來確定路面結構組成,一般還要進行路面結構方案的比選,最后確定出因地制宜、合理選材、便于施工、利于養護、節約投資并符合路面強度、穩定性、平整度等要求的路面結構。路面勘察包括以下內容:產地產量;開采運輸條件;價格調查;利用工業廢渣后對環境及其它方面產生的影響進行調查;利用工業廢渣后,國家或地方政府給出的優惠政策;對水、土、石灰、粉煤灰等工業廢渣、水泥、碎石等原材料取樣按路面設計要求,進行有關的物理、化學、強度試驗,提供設計的依據。對擬定的路面結構按路面設計要求取樣進行組成設計,對各結構組成按照有關要求進行不同齡期的抗壓、抗拉強度及模量等試驗。調查區域內在建和已建公路項目,了解其成功經驗和教訓。
3、地質水文的勘察
應調查河水流向、水位、河勢、匯水面積,確定設置構造物的具置、長度和型式;應實地放出調治構造物軸線,測量壩頭、壩身、壩根橫斷面及軸線高程;沿河、湖、海、水庫等地段路基,應調查洪水位、潮水位、波浪高,岸、灘的沖刷和淤積情況。調查全線地質情況,對于地質不良地段調查,應調查其具置、涉及地質不良地段調查。應調查其具置、涉及的范圍、屬于哪一類地質病害,對路基、路面有何影響,根據這些確定治理措施。復雜的地質不良地段應測繪比例尺為1:5001:2000的地形圖。
二、路基路面的設計
1、路基設計
路基設計時應總體考慮,不應只看局部,不片面追求高指標,這樣才能避免路基的高填深挖。當無法避免高填方時,應多做幾個方案,進行經濟比選。
(1)路基的排水設計
路基排水是根據地形、地勢、沿線土質、地面縱坡、橫坡等因素進行綜合排水設計,路基排水設計應防、排、疏結合,并與路面排水、路基防護、地基處理以及特殊路基地區的其他處治措施相互協調,形成完善的排水系統。二級及二級以下公路路面排水一般采用散排方式,通過路拱坡度直接將路面上的水流排出,高速及一級公路路面排水主要根據分隔帶寬度、綠化要求、交通安全設施的形式、分隔帶表面的處理方式等因素選擇不同的排水方案。
(2)低填路段的路基設計
對于低填路段,路基邊坡宜采用植物防護,對填方路基超寬填筑的土方不必清除,既節約資源和資金,又體現邊坡坡率的靈活、自然。對于挖方邊坡,為保證挖方邊坡的穩定,在地質環境允許的前提下,挖方邊坡盡量放緩,并優先考慮植物防護。
(3)超高路段的路基設計
對于超高路段,結合既有已建公路的成功經驗和教訓,四車道段宜采用橫向直排方式,六車道段宜采用沿內側路緣帶縱向設暗溝集水井的排水形式。
(4)防護與支檔設計
各級公路應根據沿線的水文、地質、地形、筑路材料分布情況、路基填高、挖深及路面排水情況等采取土程防護和植物防護相結合的綜合措施,防治路基病害,保證路基穩定,并與周圍環境景觀相協調。
(5)路基改建設計
對于公路路基改建設計,應注意路基路面綜合設計,拓寬的路基與原有公路路基之間保持良好的銜接,并采取必要的工程措施減少拓寬路基與原有公路路基之間的差異沉降,防止產生縱向裂縫。
2、路面設計
路面設計要根據交通量、使用任務、性質、氣象、水文、地質、材料等因素,合理確定路面等級和路面結構,廣泛調查路面材料料源、運距、運價,材料性能,并取樣進行原材料及混合料試驗,根據試驗結果并考慮材料可能的波動,合理確定各項設計參數。路面結構設計應遵循《公路瀝青路面設計規范》、《公路瀝青路面施工技術規范》、《公路水泥混凝土路面設計規范》等規范進行設計。全線設計不應采用同一種材料、同一種結構、同一種標準,應根據上行交通情況,下行交通情況,每一路段氣候、環境條件,上坡、下坡路段,分別設計,做到與環境、交通量、交通荷載、速度相適應。氣溫高、上坡路段、速度慢、交通量大、交通荷載重的路段應加強設計,不僅在路面結構上下工夫,還應對路面材料做選擇,施工時更應加強監理和監督。投入運營后,養護是關鍵,應采取預防性養護,將路面病害消滅在初期。如果在瀝青混凝土面層、基層、底基層實施新技術、新工藝,應進行科研立項、室內試驗研究、新舊技術方案比選,最后現場鋪筑同尺寸試驗路段,形成文字的施工指導書,除指導施工外,便于存檔。采用的路面結構與施工工藝應進行經濟技術綜合比較,不僅滿通量和使用要求,還要適合當地環境與氣候,料源充足,施工工藝簡單,今后養護維修方便。選擇技術科學合理、先進可行、經濟節省、安全可靠、適合工廠化、機械化施工的技術方案。
結語
綜上所述,路基路面設計是否科學合理,需要多方案比較。每一個方案都應以全面調查為基礎,只有調查資料詳實,才能設計出優質的路基路面,只有通過多方案比較才能盡可能地減少工程投資,避免路基病害,保證路基穩定,得到平整、抗滑、耐久的路面。
參考資料
[1]吳文閣,顧鳳玲.路基處理若干方案淺談[J].林業科技情報.2007年