浅谈蚌明高速公路排水设计

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浅谈蚌明高速公路排水设计

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-17 1977


一、 前言

  在现代高速公路建设中,水是造成路基破坏的主要因素之一。在以往的道路设计中,道路排水能力往往不能满足路基排水要求或中间带排水不畅,致使边沟积水,最终形成“锅底”现象,路基长时间受水浸泡,导致路基的强度和整体稳定性降低,发展至路基滑塌、路面开裂,降低路面的使用寿命。因此在路基、路面排水设计时,必须考虑当地的地形、气候、水文(年降雨量)、地下水情况,通过设置纵向排水沟、边沟、横向排水沟、跌水、急流槽、截水沟等排水设施,纵向、横向分段形成一套完整的排水系统,迅速排出路基、路面积水。蚌明高速公路工程位于淮河以北平原区,低洼地区较多,地基土多为软土,且沿线水网密集。因此,排水设计的优劣对整个工程质量的控制有着举足轻重的作用。

  二、概述

  1.气候

  本段路线所经区域属风暖温带湿润气候和季风副热带湿润气候过度带,具有四季分明、气候温和、雨量适中、日照充足、梅雨显著、无霜期长等明显季节特点。当年平均降雨量903.2mm,6~9月份降水量较大,占全年的60%,降水量年际变化比较大,丰水年达1559.5mm,干旱年为442.1mm,多年平均蒸发量为1633.4mm,年平均相对湿度73%.

  2.水文

  本段路线属淮河水系,区内地表水系发达,主要河流有沫冲引河、三卜河且西接北淝河,区内干渠及配套人工沟渠水网密布,构成了区内较发达的地表系。淮河以北地下水较丰富,埋深2.0m左右。

  三、排水设计

  1、地下水的排出

  (1)地基排水系统

  由于本段工程多段位于软土地区,且软土具有天然含水量高、压缩性大、渗透性小、抗剪强度低等特性。软土的强度大小与排水条件有着密切关系。在荷载作用下,如果土层有良好的排水系统,经过固结后,其强度随着有效应力的增大而增加;反之,如果土层没有排水固结,则随荷载的增大,地基发生剪切变形并继续增大,将造成地基滑动。可见,地下水能否排出对地基承载力及稳定性有着决定性的影响。

  部分路段通过塑料排水板实施软基排水固结,塑料排水板是带有孔道的板状物体,插入土中形成竖向排水通道。排水板顶面铺设砂垫层,砂垫层采用中、粗砂,厚度为0.4~0.7m,宽度比路基底宽大0.5m,砂垫层两侧干砌片石护脚,路基外侧设置纵向排水沟,以构成

钢塑土工格栅以高强钢丝(或其他纤维),经特殊处理,与聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP),并添加其他助剂,通过挤出使之成为复合型高强抗拉条带,且表面有粗糙压纹,则为高强加筋土工带。由此单带,经纵、横按一定间距编制或夹合排列,采用特殊强化粘接的熔焊技术(超声波焊接技术)焊接其交接点而成型。应用领域: 公路、铁路、桥台、引道、码头、水坝、渣场等的软土地基加固、挡墙和路面抗裂工程等领域。

从塑料排水板到砂垫层再到干砌片石,最后通过边沟排出自然水系的完整地基排水系统。

  (2)计算理论

  目前对塑料排水板的排水固结机理和设计均采用砂井的理论,即将塑料排水板换算成当量直径dw的砂井,然后按砂井理论进行设计。设塑料板的宽度为b、厚度为£、则换算公式为:

  dw=2(b+£)∕∏

  软土地基设置塑料排水板后,改善了地基的排水条件,缩短了排水的途径,因而地基承受附加荷载后,软土地基的排水固结大大加快,进而使地基强度得以提高,而且塑料排水板施工简单、快捷、便于施工操作。

  2、路表水的排出

  (1)中央分隔带

  中央分隔带设置纵向盲沟,盲沟底面和侧面设置防渗土工布,内设φ8cm软式透水管,碎石粒径为2~4cm,含泥量不大于1%,横向排水管采用φ8cm的pvc管,按一定间距左右两侧交错布置。在桥头、明涵及中央分隔带断开处,在其上游或凹曲线最低处及前后5.0米处增设横向排水管,中央分隔带回填土与路面结构交界处铺设防渗土工布。中分带纵向盲沟底纵坡一般同路线纵坡,在路线纵坡小于0.25%路段,施工时做锯齿型调整,在相邻两横向排水管之间适当调整盲沟深度,使纵坡不小于0.25%.

  横向排水管间距表

路线纵坡(%)


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