路基排水设施学习笔记

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路基排水设施学习笔记

水是路基病害中最具决定性的因素之一。填筑时，接近最佳含水率的土最容易压实；一旦水过量，冲刷、下渗、冻胀、翻浆便接踵而至。路基排水要做的，是在水进入路基之前拦住它，进来之后汇集它，汇集之后送走它，并在送走的过程中不让水流反过来伤害路基。

一、路基排水的目的与要求

路基填筑与压实，最好在接近最佳含水率时进行，这时水是有益的；但浸入路基的水分过多，就会走向反面——土体过湿、强度下降，路面随之变形破坏。水往往是路基病害的决定性因素，排水设计也因此成为路基设计的必备内容。

影响路基的水流分两类。地面水包括降水以及海、河、湖、渠、水库的水，它对路基的作用是冲刷和下渗：冲刷会掏空坡脚、冲毁边坡，形成水毁；下渗使土体过湿，强度降低。地下水包括上层滞水、潜水、层间水等，轻则使路基湿软，重则引起冻胀、翻浆、边坡滑坍，甚至让路基沿倾斜基底整体滑动。

排水的目标，就是把路基范围内的土基湿度控制在容许限度以内，让路基常年保持干燥，保证路基和路面有足够的强度与稳定性。落到设计上，地面水要拦截、排除在用地范围之外，地下水要隔断、疏干、降低并引到范围以外；施工前先校核全线排水系统，临时排水尽量与永久设施结合。

二、路基排水设计的一般原则

排水设施要因地制宜、全面规划、合理布局，充分利用有利地形和自然水系。沟渠宜短不宜长，让水流尽快分散、就近排出，避免长距离集中过流。

排水系统不是孤立的。设计前要查明水源和地质条件，重点路段做全线规划，并与桥涵布置、路基路面设计、分期修建相衔接；排水困难或地质不良的路段，还要与防护加固配合，必要时做特殊设计。与农田水利相邻时，要防止农业用水影响路基稳定；边沟一般不用作灌溉渠道，必须合并使用时，断面要加大并加固。

还要注意防冲防淤。不轻易合并自然沟溪、改变水流性质，土质松软、纵坡较陡的地段，沟渠应做防护加固。设施既要稳固适用，也要讲究经济效益。

三、路基地面排水设施的构造与布置

地面水从降落到流出路基范围，要经过拦截、汇集、输送、消能和跨越几个环节，每种设施对应其中一环。

边沟

挖方路基、填土高度低于临界高度的路堤，在路肩外缘或坡脚外侧设置纵向沟渠，这就是边沟，也叫侧沟。它负责收集路面和边坡汇下来的水，是整个系统的入口。断面有梯形、矩形、三角形、碟形几种：高速和一级公路宜用三角形或碟形，需要矩形时顶面要加带槽孔的混凝土盖板；二级及以下公路土质边沟用梯形，石质用矩形；易积雪积砂的路段用碟形，矮路堤可用三角形，两侧是农田时用石砌矩形以减少占地。边沟纵坡宜与路线纵坡一致，不宜小于0.5%；单向排水长度不宜超过300~500m，否则要增设排水沟或涵洞把水引出。

截水沟

截水沟设在路基上方，作用是在水进入路基之前先把它截住，多布置在挖方边坡坡顶外侧或山坡路堤上方。它保护边坡不受冲刷，也减少边沟的负担，是多雨山区的重要设施。长度不宜超过500m，过长时要在中间设泄水口，用急流槽或急流管分流引排。

排水沟

排水沟承接边沟、截水沟或其他水源的水，把它送到就近的桥涵或河谷，是排水系统的输送段。断面一般采用梯形，尺寸由水力水文计算确定。

跌水与急流槽

沟渠纵坡角度大时流速就会快，冲刷随之而来。跌水和急流槽是山区陡坡地段的特殊沟渠形式，纵坡可达7%以上，急流槽更陡。跌水把沟底做成台阶，由进水口、消力池和出水口组成，靠台阶逐级消能；急流槽由进口、槽身和出口组成，用于短距离排泄急流。两者都必须用浆砌片石或混凝土砌筑，并埋设牢固。

倒虹吸管与渡水槽

水流要横跨路基、高程又受限时，可以从路基底部穿过，也可以从上部架空跨越：前者是倒虹吸管，后者是渡水槽，分别相当于特殊的涵洞和渡水桥。

蒸发池

气候干旱、地势平坦、排水困难的地段，可以在离路基适当距离处利用取土坑或专门开挖的凹坑修蒸发池，汇集路界地表水，靠蒸发和下渗排除。

四、路基地下排水设施的构造与布置

地下排水重在拦截和降低。设施投资大、维修难，因此应尽量不设或少设；只有地下水位高、路基高程受限，造成路基水温状况不良并影响强度与稳定性时，才考虑采用。三类设施的差别可以概括为一句话：暗沟只导不渗，渗沟靠渗流汇集，渗井往下渗。

暗沟

暗沟设在地面以下，只负责引导水流，没有渗水和汇水功能。它把泉水或渗沟汇集的水排到路基范围以外，分洞式和管式两类。沟宽或管径按流量确定，一般20~30cm，净高约20cm。两侧为石质时，盖板可直接搁在石壁上，盖板周围用碎砾石做反滤层，顶部铺双层反铺草皮，再用黏土夯实。沟底纵坡不小于1%，不能出现倒灌；冰冻地区埋深应大于当地冻深。

渗沟

渗沟靠渗流吸收地下水，汇集、拦截流向路基的水，再经沟底通道排走，使路基上部保持干燥。它可设在边沟、路肩、路基中线以下或上侧山坡。按构造分填石渗沟（盲沟）、管式渗沟和洞式渗沟，都由排水层、反滤层和封闭层组成。地下水流量大、埋置深时用洞式；流量更大或排水距离长时用管式，管径由水力计算确定，一般为0.4~0.6m，管壁留交错排列的渗水孔。

渗井

渗井是把排不出去的地表水或边沟水，通过透水材料填筑的竖井渗入地下含水层。它分上部集水和下部排水两部分，断面为矩形或圆形，尺寸不小于0.6m。填料由外向内粒径由小到大，顶部用黏土夯实并加混凝土盖板。

结语

把这些设施放回同一条水路上看：截水沟负责拦，边沟负责收，排水沟负责送，跌水和急流槽负责消能，倒虹吸和渡水槽负责跨越，蒸发池负责收尾；地下则由暗沟导、渗沟汇、渗井渗。位置对了，功能就不会混。