路基排水水文、水力计算

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1、路基排水计算书计算：复核：3路基排水水文、水力计算本着高速公路路侧景观美化的原则，排水沟尺寸不宜过大，本地区降雨较少，路基排水沟采用0.4m×0.4m的梯形断面，沟底最小排水纵坡采用6‰进行计算，排水沟预留安全高度10cm。1.汇水面积和径流系数路面单侧排水宽度13.0m，按《公路排水设计规范》表3.0.8，沥青混凝土路面径流系数可取为ψ1=0.95。路基以平均高度4m计算，路基边坡为1∶1.5，路基护坡道宽度取1.0m，路基边坡的径流系数可取为ψ2=0.5。假设最大排水沟长度为L=500m，该长度范围内的汇水面积计算如下：半幅路面汇水面积：A1=13L㎡边坡及

2、护坡道汇水面积：A2=（4×1.5+1.0）L=7L㎡总汇水面积为：F=A1+A2=20×500=10000㎡汇水区的径流系数为：ψ==（12L×0.95+7L×0.5）／21L=0.792.汇流历时计算①路面及边坡汇流历时计算按《公路排水设计规范》式3.0.4，坡面汇流历时t=1.445(m1Ls／Is1/2)0.467式中：m1—地表粗度系数，由表3.0.4得知，沥青路面粗度系数为m1=0.013，砼预制块拱形骨架防护设置流水槽，路面水在边坡上集中排除，因此边坡粗度系数取m1=0.025。Ls—坡面汇流长度，路基平均高度以4m计，路基边坡为1∶1.5，那么坡

3、面流长度Ls=4×3.251/2+1=8.21m；半幅路面汇流长度Ls=13.0m。Is—坡面流的坡度。路面横坡Is=0.02，路基边坡Is=1／1.5=0.667。路面汇流历时t1=1.445×(0.013×13.0／0.021/2)0.467=1.57min路基边坡汇流历时t2=1.445×(0.025×8.21／0.6671/2)0.467=0.76min②路基排水沟汇流历时计算假定排水沟底宽为0.40m、深0.40m、两侧坡率为1∶1，排水沟水面距顶面的安全高度为10cm，那么3过水断面面积A=(1.0+0.4)／2×0.3=0.21m2湿周P=0.3×

4、20.5×2+0.4=1.25m水力半径R=0.168mC20混凝土预制块排水沟的粗糙系数n=0.012假定排水沟长度L=500m，沟底最小纵坡I=6‰，那么排水沟的平均流速为V=1/nR2/3I1/2=25.372×0.0061/2=1.965（m/s）沟内汇流历时为：t3=L／V=500／1.965=254s=4.24min③汇流总历时计算t=t1+t2+t3=1.57+0.76+4.24=6.57（min）3.降雨强度计算高速公路界内排水设计重现期取P=15年查图3.0.7-1该区5年重现期10min降雨历时的降雨强度为强q5，10=2.3mm/min由表

5、3.0.7-1该区15年重现期的重现期转换系数为Cp=1.36查图3.0.7-2得该区60min降雨强度转换系数为C60=0.40由表3.0.7-2可查得降雨历时t=16.65min的转换系数为Ct=1.172按式3.0.7，15年重现期降雨历时t=16.65min的降雨强度为：q15,t=Cp×Ct×q5,10=1.36×1.172×2.3=3.67（mm/min）4.设计径流量计算QS=16.67ψqF=16.67×0.79×3.67×10000×10-6=0.484(m³/s)5.排水沟的泄水能力计算QC=V×A=1.965×0.21=0.413（m3/s

6、）6.结果校核：由于QC=0.413m3/s＜QS=0.484m3/s，所以初步拟定的最小排水纵坡不合适，需要调整。按照以上计算方法，不同排水长度及排水纵坡的计算结果如下表所示：3排水沟长度L(m)沟底纵坡I(‰)设计径流量Qs(m³/s)排水沟的泻水能力QC(m³/s)计算结果20030.2100.292满足30030.2980.292不满足3003.20.3000.302满足40050.3960.377不满足4005.70.4000.403满足50060.4840.413不满足5008.80.4990.500满足设计人员在实际操作时，应根据排水沟长度适当控制

7、排水沟底最小纵坡，以使其满足排水要求。3