既有高速公路改扩建中央分隔带排水改造方案研究

中央分隔带排水改造是既有高速公路改扩建排水设计中的一项重要内容.通过对中央分隔带纵向、横向路基含水量检测与试验路排水效果检验,发现91％的路基含水量大于最佳含水量;同时,为了检测的数据具有代表性,将路线沿纵向划分为内涝、深挖方、低填方、浅挖方、凹曲线底部5种样本,针对5种典型路段分别检测其路基含水量表明,凹曲线底部路段含水量最大,且中央分隔带雨水下渗是路基水的主要来源;根据封水方案、排水方案的技术经济比较结果与既有高速公路中央分隔带排水改造的成功经验,推荐采用封水效果最好的双混凝土护拦方案作为本项目中央分隔带排水改造方案.     

低路堤高速公路集水净化渗滤系统排水方式研究

为了解决华北平原地区高速公路采用低路堤时所面临的下穿道路排水问题,结合河北省大广高速公路衡大段实体工程,针对华北平原地区地下水位低、地层土壤渗透性好、雨量小且集中、饮用水井深的特征,对典型土质进行了渗透试验,研究了集水净化渗滤系统排水的设计;根据不同区域的实际情况,分别提出了集水井加横向排水管加渗透池、集水井加横向排水管加封底的沉淀池加小渗井、集水井加横向排水管加不封底的渗透池加小渗井3种设计方案,并将这3种排水净化渗滤方案实施于实体工程.结果表明:集水净化渗滤系统排水方案一方面可解决低路堤设计理念下高速公路下穿道路的排水问题,另一方面可使路基平均填土高度降低1.5 m左右,节省了造价,减少了对生态环境的影响.     

高等级公路沥青路面结构内部排水系统的设计及应用研究

基于广东某高速公路工程建设,提出公路沥青路面结构内部排水系统的设计流程。研究表明,在路面结构内部,排水系统设计主要技术指标包括:(1)基层材料的力学强度;(2)基层排水能力,该指标主要取决于材料渗透系数、排水层厚度;(3)横向出水管和集水管排水能力,该指标主要取决于过水断面面积和水力半径、水力坡度;(4)路面渗水量,该指标主要取决于基层汇水面积和透水性。按照相关规范指标,本项目设置2.0 cm厚度的上层水泥浆体封堵排水基层,以及14.7 cm的有效厚度,排水基层材料和排水沟的渗透系数应取为1.636 cm/s,当排水管间距为40.5 m时,出水管和排水管的管径选为8.05 cm,自由水渗流时间为1.686 h,达到了规范要求。     

东宝河新安特大桥桥面排水设计

东宝河新安特大桥主桥通航主跨156 m,是我国首座采用混合梁结构的波形钢腹板桥梁。该桥排水采用横向桥面排水和纵向排水管排水相结合,根据降雨强度,复核汇水量和管径排水量设计,同时依据广东地区降雨重现期降雨历时,计算总结容许最大汇水面积所对应的管径大小表格,便于其他桥梁排水设计参考和查询。     

福建高速公路沥青路面排水体系数值分析

福建省多雨潮湿,降雨对高速公路沥青路面性能和行车安全影响非常大。福建省在研究和长期实践基础上形成了非常有特色的沥青路面排水体系,为了检验其有效性,进行了高速公路沥青路面排水体系的数值分析。基于Biot动态固结理论的Lagrange有限差分方法,建立了路域3D模型。考虑降雨、表面径流、路面结构内部及地下水流动等因素,进行了超高缓和段路表集水状况、路面结构内部层底集水深度和孔隙动水压力、路面边部排水和中央分隔带排水设施排水能力进行模拟分析。分析时考虑了动态移动荷载、动水场作用下的多孔路面结构的动态流固耦合,但计算时不考虑蒸发作用。结果表明:(1)采用移动路脊法设计后,超高缓和段的路表雨天集水次数可减少85.7%;(2)组合式基层沥青路面结构自由水完全排出时间为0～5 d;与半刚性基层沥青路面结构相比较,组合式基层沥青路面结构中沥青层底无自由水天数可增加180%,同时沥青层层底孔隙动水压力相应可降低73.5%;(3)福建高速公路排水设施排水能力均有一定富裕,路基顶面横向排水管、碎石透水层、级配碎石层底横向排水管、集水井和缝隙式纵向排水沟的排水最小富裕度分别为96.7%,95.1%,73.5%,41.3%和26.9%;(4)根据数值分析结果,可以对排水设施尺寸或设置间距等进一步完善。     

开洛高速公路开封至郑州段路基路面排水设计

介绍了开洛高速公路开封至郑州段路基、路面排水系统综合设计,包括;排水桥梁与灌溉涵的布设,路基边沟的设置,路面的纵、横向排水,路肩及边坡排水,中央分隔带排水。并给出了一些有关的计算。     

高速公路中央分隔带水侵蚀的纵向隔水沟设计施工新方法

为解决因高速公路中央分隔带内滞留水对路面结构层的侵蚀问题,采取新增纵向隔水沟、集水井及横向排水系统的新工艺,以达到有效减少路面水损害的效果。     

基于多孔介质理论的高速公路中央分隔带雨水渗流规律研究

水损坏病害是高速公路沥青路面常见病害之一,其中雨水通过中央分隔带渗透至路面结构是引起水损坏的重要原因。建立高速公路沥青路面中央分隔带雨水渗流模型,模拟了不同降雨强度和不同时间下中央分隔带及路面结构中雨水渗流状况,分析中央分隔带雨水渗流影响深度和广度,提出了中央分隔带排水设计方案。结果表明,中央分隔带雨水渗流集中区域横向位于内侧行车道,深度方向主要位于面层至底基层范围内。     

永江高速公路路基路面排水设计浅析

路基路面排水系统的设计对公路基稳定性及路面的使用寿命有重要的意义。以永江高速公路排水设计为背景,基于公路排水设计规范,介绍了路基排水设计(第一类排水设计)——排水沟、边沟、截水沟、急流槽和渗沟的设计以及路基排水设计(第二类排水设计)——路面表面、内部及边缘排水、超高段路面表面排水及中央分隔带(纵向和横向)排水的设计。     

含水量对筋土界面特性影响的直剪试验研究

通过对不同填土含水量的筋土界面直剪试验研究,分析不同含水量对筋土界面摩擦系数的影响,得出筋土界面摩擦系数受填料含水量的影响非常明显,填土含水量越高,界面摩擦系数越小。施工时,填土含水量要严格控制在最佳含水量或稍低于最佳含水量。另外,在工程设计施工中,应重视路堤的排水设计和施工,避免路堤大量渗水。     

降雨入渗条件下非饱和土渗流特征试验

设计了一种可测量降雨入渗与底部排水条件下土体体积含水率与基质吸力变化规律的试验装置,开展不同降雨强度条件下砂土和粉质黏土的降雨入渗与排水过程室内模型试验,得到了不同土质在不同降雨强度下各高程处体积含水率与基质吸力的变化规律。结果表明：可将降雨入渗条件下不同土质的体积含水率变化划分为3个阶段,首先表面土体含水率上升,随着雨水的入渗,表面含水率保持不变,土体内部含水率由上至下依次上升,随后当浸润线达到装置底部后,土体的含水率开始逐渐增大,由非饱和状态过渡至饱和状态,最后当装置底部达到饱和后,土体中的水位开始逐渐上升,各个测点在降雨作用下由下至上依次达到饱和状态;不同土质土体的表面体积含水率均与降雨强度呈线性关系,在相同降雨强度下粉质黏土表面体积含水率大于砂土,不同土质浸润线的下降速度与降雨强度均呈对数函数关系,在相同降雨强度下砂土浸润线下降速度大于粉质黏土;土体基质吸力随着雨水的入渗由上至下逐渐减小,在水位上升过程中基质吸力变化幅度小于降雨入渗过程;在排水过程中,砂土与粉质黏土各高程处的含水率随排水时间的变化规律分别呈幂函数关系和指数函数关系,位置较高测点的含水率下降明显快于位置较低的测点。     

持续降雨条件下土质边坡渗流特征分析

选取斜坡体的简化剖面,考虑降雨入渗因素,基于多孔介质饱和一非饱和渗流理论,模拟不同时间段边坡不同土层的渗流变化,并探讨各土层孔隙水压力随时间和空间的变化规律。数值模拟表明,随着降雨时间增加,边坡各土层孔隙水压力均呈上升趋势,随着水平距离和垂直距离增加,孔隙水压力曲线呈下降趋势;降雨入渗使土体渗流条件发生改变,水分向坡角范围渗透并积聚,导致坡脚处孔隙水压力骤增;降雨条件下含水量较之无降雨条件时有较大上升,随着时间增加各土层逐渐达到其储水能力而使含水量不再变化。因此,对于降雨条件下的土质边坡,坡脚尤其需要加强排水和防护。     

排水性沥青路面的渗流理论分析

排水性沥青路面在雨天水能够从其多孔的结构中排出.不会在路表形成水膜,减少了车辆漂滑及喷雾现象.该文针对排水性沥青路面建立理论模型,模拟降水过程,对排水系统的排水能力进行理论计算与验证.新建排水性沥青路面的渗透系数为0.1 cm/s,在中雨及小雨时的排水效果较好,但大雨条件下难以保证排水效果.随着排水性沥青路面的使用,部...     

水热耦合作用下季节冻土边坡降雨入渗规律及入渗机理

为研究春融期降雨工况下季节冻土边坡水热迁移规律及降雨入渗机理,选取季节冻土区高速公路路堤边坡为研究对象,基于非饱和冻土水热迁移耦合模型结合降雨入渗边界条件,提出了降雨入渗条件下冻土边坡水热耦合理论与数值计算方法,并通过COMSOL有限元仿真软件对冻土边坡降雨入渗过程进行计算,分析不同降雨强度、初始含水率对冻土边坡体积含...     

透水铺装雨水入渗模型与影响因素相关性研究（双语出版）

为了更加准确快捷地预测透水铺装内部的雨水渗流过程，探究降雨参数与路面设计参数对其渗流性能的影响，提出透水铺装雨水入渗模型，并针对影响因素的相关性进行研究。首先，基于地区水文气象资料与路面材料渗透特性，利用数学模型对降雨阶段关键参数进行量化研究，并从降雨强度与材料渗透能力的角度对雨水入渗的物理过程进行分阶段刻画，最终建立透水铺装雨水入渗-储水-排空模型。其次，针对该模型的诸多输入参数，进行正交设计试验计算各参数与径流控制率的相关性，寻找关键控制指标；基于该结论拟定典型透水铺装结构组合，选择不同降雨重现期、降雨历时与时程雨型等模拟工况对水位高度、蓄水能力等进行验算与评价。结果表明：所建模型与文献数据具有较好的吻合性，NSE指数可达0.45以上；路基土的渗透系数与路面径流控制率显著相关，暴雨工况下随着路基土渗透系数的降低，地表径流占比达到30%以上，并且几乎丧失连续储水能力，而路基土饱和渗透系数的影响性较小；溢流管可有效减少地表径流量，降低溢流风险，在极端暴雨条件下设置溢流管的道路可削减60%的地表径流，并具有50%以上的连续储水能力；时程雨型对路面渗流特性的影响较为复杂，雨峰出现时间在控制地表径流与延缓径流峰值两方面呈现相反的规律，因而需要根据当地降雨资料与设计要求进行权衡。     

基于infoworks-icm的城市管网规划改造研究

采用水力模型软件Infoworks-icm建立宣城市道叉河片区排水管网水力模型,模拟计算该片区遭遇3a一遇设计降雨时的排水情况,运用水力坡降法对管道的排水能力进行评估,并根据评估结果对管道瓶颈处进行定点改造。结果表明,运用水力模型软件能够快速、直观地找到排水的瓶颈处,明确工程改造的位置,有效提高工程改造效率,改造后的管网能较好地满足新标准下的要求。     

智慧水务在市政排水系统效能提升中的应用

以新塘镇排水系统为例，结合广州市建设国家新型智慧城市的战略目标以及实现新塘镇市政排水系统智慧化建设的需求，介绍了智慧水务在污水管网系统“挤外水、提浓度”以及在雨水系统防洪排涝预测中的应用。对污水管网系统管道水位、水质、流量和外水入侵情况进行在线实时监测，对提升污水厂运行效能有较大裨益，对雨水系统易涝点和外江水位进行实时监测和预警，构建城市内涝风险预警体系，避免灾害发生，从而实现排水管网系统的运行和管理智能化、专业化和精细化。     

降雨条件下南宁膨胀土坝体填筑稳定性分析

利用南宁膨胀土的物理力学性质,建立均质土坝模型,针对广西地区的气候条件,并根据非饱和膨胀土的强度随含水量变化的规律,利用数值模拟的方法研究在降雨条件下膨胀土坝填筑过程中的稳定性分析以及降雨持时对分层填筑的影响,并得到了膨胀土坝在降雨入渗后,其稳定性受到影响的结论,为土坝填筑施工参数的控制提供依据和注意事项。     

探索土基渗透能力不足的路面透水通道的布置

一体化预制雨水泵站,具有占地面积小、施工工期短、集成化程度高等优点,目前在市政工程中应用较多,特别是在城市繁华地段的工程建设中,用地紧张,地面景观要求也相对较高,这种泵站就显示其独特的优越性。作为雨水排涝泵站,修建调蓄池是提高其排涝标准的有效方法。在实际运行时,可以根据降雨量调整泵站的排水量,避免泵站的集中流量对其下游排水系统的冲击,体现了“海绵城市及低影响开发”的设计理念。在具体设计时,利用泵站集水池和调蓄池的水位关系来进行径流分配设施的设计、调蓄池空间的综合利用,是一体化雨水泵站的设计重点。