高速公路路面设计及排水设计.doc

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1、第三章排水设计计算说明书3.1气候与地质条件介绍项目工程区属亚热带湿润季风气候区，整体气温变化幅度小，年均温13-14℃，1月均温3.0-6.3℃，7月均温19.8-22.0℃。极端最高气温为32.8℃，最低气温为-12℃。多年平均降水量达到1350毫米/年。蒸发量最大的月份为2～5月份，无霜期230-300天。冬暖夏凉，气候宜人。地形起伏较大，局部地区气候差异明显。全市总水量约142.18亿立方米，其中地表水体平均年流量64亿立方米。项目工程区地处长江水系和珠江水系的分水岭地区。长江水系以乌江上游三岔河为干流，展布于市境北部；珠江水系以北盘江为

2、干流，由西向东横贯市境中部；南盘江支流分布于市境南部边缘。受岩溶地貌影响，地表河网与地下河网均有发育，互有衔接，且反复出现。境内10公里以上河流43条，多呈现河谷深切，河床狭，水流急，落差大，水利资源丰富。工程区年降水量具明显的季候性特征，5～10月为雨季，多暴雨，降水量占全年总量的三分之二，暴雨常造成洪水灾害，并诱使崩塌、滑坡等地质灾害发生。项目工程区所属境内岩溶地貌类型齐全，发育典型。山峦众多，延绵起伏；沟壑纵横，深履险峻。地势西北高，东南低。地面最高点为乌蒙山脉的韭菜坪，海拔在2900.3米，人称“贵州屋脊”；最低点在六枝特区毛口乡北盘江河

3、谷，海拔586米。境内平均海拔在1400-1900米之间。沿线地质情况为覆盖层以种植土、亚砂土和亚粘土为主，含少量的碎石质土，覆盖层厚2m左右，稻田中种植土厚0.6m左右。下伏基岩为硅化板岩。3.2边沟设计验算在K10+983.396至K11+020之间的左侧挖方段为挖方最大汇水面积段，本次设计以沥青混凝土路面为例。硅化板岩路堑（坡度为1：0.5,坡面流长度为7.5m），路基宽度21.5m,取单侧路面和路肩横向排水宽度为12m,路拱横坡为2%在纵断面方面，此处属于竖曲线上，采用平均纵坡i=（1518.14-1516.70）/36.604=0.03

4、%,边沟坡脚和路肩边缘间设置矩形形边沟。计算简图如图4.2-1.1.1.1计算汇水面积和径流系数：由图一计算汇水区域在路堑一侧（由平台沟到边坡平台）的面积A1=7.5×36.604=274.53m2。由于坡面上采用拱式护面墙防护，则由《公路排水设计规范》得坡面径流系数取C1=0.78。汇水区域在边沟平台上的面积A2=1×36.604=36.604m2,取坡面径流系数(浆植草护面)C2=0.53，汇水区域在路面一侧(公路路中线到边沟）的面积为A3=36.604×12=439.248m2,由表查得沥青路面径流系数为C3=0.95。由此，总的汇水面积为

5、F=274.53+36.604+439.248=750.382m2，汇水区的径流系数为C=。图01边沟计算示意图1.1.1计算汇流历时：由克毕公式计算坡面汇流历时，其中：L——坡面流长度；i——坡面流坡度；m——地表粗糙系数；由表查得拱式护面墙防护路堑边坡的粗度系数m=0.4，且路堑坡度为1：0.5,得路堑坡面汇流历时。由表查得边沟平台（植草护面）的粗度系数m=0.4,横向坡度为4%，则查表得沥青混凝土路面粗糙系数为m=0.013，横坡4%，坡面流长度为12m，所以历时时间为。因此取坡面汇流历时t=3.816min(取最大值)。设边沟底宽为0.

6、6m，高0.65m，以浆砌片石砌筑，沟壁粗糙系数n=0.025。设计水深为0.5m。求得过水断面段面积为A=，水力半径为R=m。按曼宁公式,得沟内平均流速为：，因此沟内汇流历时为。由上可得汇流历时为。1.1.1计算降雨强度：据设计手册，高速公路路界内坡面排水设计降雨重现期为15年。求设计重现期和降雨历时内的降雨强度（mm/min）,由于公路在贵州六盘水境内，据《公路排水设计手册》，可取公式。1.1.2计算设计径流量：可按降雨强度由推理公式确定：，式中Q---设计径流量；C---径流系数；F---汇水面积（Km）;所以。1.1.3检验径流：设定边沟

7、的截面形式为矩形，底宽0.6m,过水断面为底宽0.6m，水深0.5m，断面积为0.3m2,则泄水能力Qc=0.3×2.3=0.69m/s。因为设计径流量Q=0.0345m/s<泄水能力Qc=0.69m/s，所以假定的边沟尺寸符合要求。1.1.1冲淤检验：边沟的平均流速应使水流在设计流量条件下不产生冲刷和淤泥。为此，应保证设计流速在最大和最小允许流速范围内。对于浆砌片石边沟，最大允许速度为3.0m/s，由于水深不大于0.5m，则修正系数为0.85,故修正最大允许流速为2.55m/s,而最小允许速度为0.4m/s。对于平均流速V=2.3m/s在最大与

8、最小范围内，故满足冲淤检验。综上所述，边沟尺寸符合要求。拦水带设计验算：本次设计以沥青路面设计为例，单侧路面和路肩横向排水的宽度为12m