路面边缘排水系统的应用与分析.pdf
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1、1 6 4 防洪排水 城 市道桥 与 防洪 2 0 1 3 年 8 月第 8 期 路面边缘排水系统的应用与分析 谢签 ( 上海兰德公路工程咨询设计有限公司, 上海市 2 0 0 0 6 5 ) 摘 要: 该文介绍了沪青平公路路面边缘排水系统的构造, 从水力计算和实际使用效果两个方面说明了该路面边缘排水系统可 迅速排出路面结构内部的积水 , 延长道路使用寿命。 关键词 : 碎石化 ; 渗入率; 渗透系数 ; 路面边缘排水系统 中图分 类号 : U 4 1 7 3 文献标识码 : B 文章编号 : 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 3 ) 0 8 0 1 6 4 0 2 1 沪 青
2、平 公 路 路 面 边 缘 排 水 系 统 鬈 要 系 统 , 将 积 蓄 在 路 面 结 构 内 部 1 1 设置路面边缘排水系统 的原 因 原 公路排水设计规范 ( J T J 0 1 8 9 7 ) 1规定年 降雨量 6 0 0 m m以上的湿润和多雨地区, 路基由透 水性差的细粒土( 渗透系数不大于 1 0 c m s ) 组成 的高速公路 、一级公路或重要 的二级公 路宜设 置 路面内部排水系统。上海市的年平均降雨量和路 基 土 的组 成均符 合设 置 路面 内部 排水 系统 的条 件 , 但由于规范未强制要求设置, 所以“ 白改黑” 工 程前 的沪青平公路未设置路面内部排水系统 。
3、 沪青平公路( 广济桥一 拦路港大桥, 即K 4 1 + 8 0 0 K 5 3 + 9 3 0 ) 在 2 0 0 8年实施 了“ 白改黑 ” 工程 , 其工艺 是 既有水 泥混凝土板块碎石化后加罩三层式 ( 总 厚度 1 8 c m左右 ) 沥青面层 。 “ 白改黑 ” 工程前的沪青平 公路 的路面结构组 合为 : 2 2 c m水泥混凝 土板块 ; 3 0 c m三 渣 基层 ; 1 5 c m砾石砂。 既有水泥混凝土板块碎石化后 ,由不透水的 水泥混凝土板块变成了可透水 的碎石层 ,其水稳 定性能远不及三渣等半刚性基层 ,如果不设置路 面内部排水系统,沥青面层渗入的雨水会积蓄在 三渣基
4、层顶面以上的路面结构内部 ,浸湿各结构 层材料 , 使其强度下降, 变形增加 , 从而降低路面 结构的承载力,碎石层中的自由水在行车荷载的 作用下 , 形成孑 L 隙水压力和高流速的水流, 冲刷面 层材料, 并从裂缝处向外“ 唧泥” , 促使沥青面层出 现松散等病害。 因此 , 为改善路面使用性能, 延长路面使用寿 命 , 沪青平公路“ 白改黑” 工程在机动车道外侧设 收稿 日期 : 2 0 1 3 0 6 1 8 作者简介: 谢鑫( 1 9 7 7 一 ) , 男, 四川南充人 , 工程师 , 从事市政 工程设计工作。 1 2 路面边缘排水系统的构造 沪青平公路路面边缘排水系统由多孔塑料排
5、水板 、级配碎石集水沟 、纵向 8 0钢圈滤布透水 管、横向 I O O U P V C出水管和反滤土工布等组成 ( 见图 1 ) 。 图 1路面边缘 排水 系统示惹 图【 单位 : C m) 沥青 面层和碎石化材料 内渗人 的雨水 , 先流至 机动车道外侧边 缘 ,经多孑 L 塑料排水板 向下进 入 纵向级配碎石集水沟,集水沟的底部设有 8 O 钢 圈滤 布透水 管 ,其 最小 排水 纵坡 为 0 3 ,纵 向 8 0钢 圈滤布透水管 内的水 由每 8 0 m一根 的横 向 I O O U P V C ( 管底纵 坡为 2 ) 出水 管排 出路基 范围 , 最后经道路两侧的排水边沟就近 出浜
6、 。 1 3 路面边缘排水系统水力计算 1 3 1 表面水设计渗入量 机动车道沥青混凝土路面表面水渗入路面结 构 的水量按下式计算 : Q e = K B 式 中: Q 为纵向每延米机动车道路面表面水 深入 量 , m3 ( d i n ) ; K a 为每平 方米 沥青路面的表面 设计渗入率 , m 3 ( d m 2 ) , 可取为 0 1 5 m 3 ( d m 2 ) ; B为 单向坡度机动车道路面的宽度, m。 该段 沪青平公 路的机动车道宽度 为 8 3 i i 1 , 可 算得 p 1 2 4 5 m 3 ( d i n ) 。 横向出水管的间距为 8 0 1T I ,因此 ,
7、8 0延米内 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 3 年 8 月第 8 期 城 市道桥 与防洪 防洪排水 1 6 5 表面水设计渗入量 : Q 帅 = Q p 8 0 m= 9 9 6 ( m3 d ) 1 3 2 纵向集水沟泄水能力计算 纵向集水沟的泄水能力按下式计算 : Q o = k A 式 中 : Q 。 为纵 向集水 沟的泄水 能力 , m3 d ; k为 纵向集水沟的级配碎石渗透系数 , m d ; i 为纵向集 水沟 的沟底纵坡 , ; A 为纵 向集水 沟 的过水 断面 面积 , m 。 纵 向集水 沟 的级 配碎 石渗透 系数 k按下
8、式 计算 : k =0 07 4 2Vu-0 47 3 7 式 中: k为纵 向集水沟的级配碎石渗透系数 , 0 0 1 c m s ; V u为级配碎石 的孔 隙率 , 。 该工程级配碎石的级配参照 公路路面基层 施工技术规范 ( J T J 0 3 4 2 0 0 0 ) 【3 J表 6 2 4中 1 号级 配, 由于施工过程 中没有充分压实的条件 , 因此其孑 L 隙率均大于 2 0 , 该工程进行水力计算时取为 2 0 , 由此可算得 : k = 1 0 1 0 3 ( 0 0 1 c r r d s ) = 8 7 2 9 ( m d ) 。 沪青平公路位于平原地区,路面纵坡一般在
9、2 以内, 当路面纵坡不小于 0 3 时 , 集水沟的沟 底纵 坡与路面纵坡相 同 ,该工程纵 向集水沟 的沟 底纵坡按 0 3 、 1 和 2 三种情况进行计算。 纵 向 集 水 沟 的 过 水 断 面 面 积 : A: O 1 8 m 0 2 5 m=0 0 45 m 。 不同沟底纵坡的 Q 。 值见表 1 所列。 表 1 不 同沟底 纵坡 的纵向集水 沟泄水 能力一 览表 1 3 3 横 向出水管泄水能力计算 横向出水管采用直径 l O c m的 U P V C管, 管底 纵坡为 2 , 取充满度 = O 5 , 其泄水能力按下式 计算 : Q h = v A; =n 一 R 式 中,
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