基于GIS的山区公路涵洞设计流量仿真计算研究

山区公路涵洞排水能力不足,会造成路基水毁或水损;过于保守的排水设计,则会导致建设资金的浪费,其中"降雨-下垫面"相互作用下的过涵设计流量精确计算尤为重要。提出了基于GIS的山区公路涵洞设计流量仿真计算方法:以芝加哥雨型法分析设计重现期的当地降雨时程变化,采用SCS水文模型综合考虑下垫面因素,基于GIS水文仿真平台模拟山区涵洞控制流域内的"设计降雨-地表径流"过程,应用于太行山区高速公路实际工程,实现山区公路涵洞设计流量的精准计算。与现行规范的推荐公式进行比较,该计算方法能细化降雨时程,并考虑了多维下垫面因素的综合影响,兼顾涵洞设计的安全经济、理论性与自动化要求。     

深汕铁路场站工程给排水系统设计

对新建深圳至深汕合作区铁路站前工程SSSG-1标一工区场站工程的总体概况、涉及的给水排水系统分类及系统设计参数的选择进行了说明,对场站高大空间建筑采用满管压力流屋面雨水系统或半有压流屋面雨水系统的进行适用性计算分析,并结合雨水排水沟流量主要控制参数对比结果,更合理地选择室外排水沟的断面形状和断面参数,达到更优化的排水效果。     

中央分隔带降水试验分析

通过自制的人工降水仪器,在常德—吉首高速公路路面现场进行中央分隔带降雨试验。通过试验分析了中央分隔带填土的初始含水量和空隙率与排水情况之间的联系,即中央分隔带填土初始含水量和孔隙比越大水渗透的速度越快,横向排水管的出水时间越短。估算出中央分隔带的排水量与降水量的比值,以此来评估中央分隔带的排水能力与效率。阐述了该路段的中央分隔带在排水设计和施工方面存在的问题,并且提出改善中央分隔带排水的建议:(1)在横向排水管埋设的位置设计小窨井,以便于清理,并保证横向排水管的排水能力;(2)可将中央分隔带汇水直接排入人孔,在每个人孔处须预埋管径能满足流量要求的横向排水管;(3)改变中央分隔带内渗沟集水井尺寸,增大集水井的汇水能力,并及时将集水井中的水排出路基外。     

生态排水系统的计算理论与设计参数研究

为使生态型排水系统能在工程中得到广泛应用,文章结合生态边沟、排水沟的具体结构型式,推导了生态排水沟的设计计算理论公式,并对公式中的计算参数进行了对比分析,研究成果对生态排水系统的推广应用奠定了理论基础,具有重要的工程实际意义。     

黄土沟壑区路基防排水设计参数研究

针对黄土沟壑区特殊的地形地貌及地质条件,对现有的路基防排水设计方法中设计降雨重现期、冲淤条件和沟底允许最小纵坡、最大允许流速修正系数、降雨强度等相关参数的选取和计算进行了分析评价,提出了黄土沟壑区设计降雨重现期的建议值;根据黄土沟壑区不同地表排水设施所处的环境和型式特点,考虑冲刷和淤积的主次矛盾,提出了具体的控制指标。从明渠均匀流基本方程出发,推导出考虑沟渠材料性质、断面型式及水深变化的明沟最大允许流速修正系数的计算公式。对边沟设计中存在的问题进行了讨论,提出了沟渠基底处理要求。     

高等级公路生态排水设计

生态型排水设施将是我国高等级公路排水的发展方向,文章在对生态型排水的目的意义述及的基础上,结合现行排水的技术特点,提出生态型排水的设计原则,给出相关排水技术的设计参数,并结合实体工程给出生态型排水系统的结构型式,研究成果对未来高等级公路的排水系统的设计技术具有很好的指导作用。     

基于 matlab的边坡虹吸排水渗流场分析

地表降雨入渗会引起边坡地下水位的上升，进而降低边坡的稳定性，因此降低地下水位对增加边坡的稳定性极其重要。虹吸排水是一种免动力并且能排除坡体深部地下水的措施，利用 matlab优越的求解能力对虹吸排水后边坡内的地下水浸润曲线分布进行研究来寻求相对合理有效的虹吸排水孔位置，研究过程中对虹吸排水采用近似的点汇来处理，比较接近实际的工程。研究的结果表明浅部排水孔适合边坡应急而深部排水孔可以有效提高边坡长期稳定性和缓冲下一次降雨引起的边坡地下水位抬升，可为实际工程提供参考。     

广东省高速公路设计标准化路基路面排水设计研究

依托广东省高速公路设计标准化研究工作,在调研和设计图对比分析的基础上对排水设计图进行优化改进。以广东省为例,根据广东公路排水特点,创新性地提出了基于暴雨径流划分的6个分区,其降雨强度对排水设施尺寸的影响可忽略不计,计算分析各设计参数对排水设施尺寸的影响,给出边沟和排水沟的尺寸和使用条件,为公路排水工程设计提供借鉴和参考。     

预制装配式边沟在公路村屯排水中的应用研究

为解决辽宁山区公路村屯段的排水问题,文章研究了一种新型预制装配式排水边沟。通过收集实际工程所在地10a以上日最大降雨量资料来推求设计重现期的日雨量,利用Google Earth和Auto CAD两种专业软件描绘地形图并量取出汇水面积F值,利用规范查找径流系数,后由水力学公式计算出辽宁山区村屯公路边沟的适用设计流量;根据计算的设计流量确定边沟经济断面尺寸,结合工程实际来划分预制构件长度,再对边沟的构造与配筋进行设计;同时,还论述了新型预制装配式边沟的施工工艺及质量控制要点。最后通过对新型预制装配式边沟在实际工程应用,表明新型预制装配式排水边沟在村屯公路中排水效果良好,能缩短施工工期,提高边沟整体质量,便于后期养护清理,延长村屯公路的使用寿命。     

透水混凝土路面在北京市政道路工程中的应用

对透水混凝土路面的现状进行分析总结,对透水混凝土路面的典型结构组成进行梳理归纳。结合北京市台基厂大街市委周边道路维修改造工程中透水路面的实际应用,进行技术要点及施工注意事项的总结。工程将透水路面结构与创新设计的高承载侧缝式排水沟系统综合考虑,通过路面表层、侧向、层间等多渠道与排水设施相连,保证机动车路面的排水效果。从竣工通车后的实际效果来看,该技术方案较为成功地将路面透水与排水利用相结合,对海绵城市的建设具有一定的借鉴意义。     

排水沟渠在道路排水系统中的计算分析与应用

排水沟渠的成功应用可使排水系统水流顺畅、工作有效。该文采用实地调查及理论分析的方法,分析了排水沟渠的分类,给出了三角形边沟、带低洼区三角形边沟、矩形及梯形边沟、半圆形边沟及皿型边沟等排水沟渠的流量计算公式,讨论了其在曲线段的流态,提出了不同形式排水沟渠的适用条件,可对排水沟渠的设计起到较好的指导作用。     

排水沥青路面排水能力分析及目标空隙率确定

为提高排水沥青路面的设计可靠性,通过分析排水沥青路面的渗流特性,建立排水沥青路面的渗透计算模型,利用渗透计算模型计算特定降雨强度下排水沥青路面的排水能力,并依据实际降雨强度初步提出排水沥青路面目标空隙率的确定方法。研究结果表明:增加排水面层的厚度、增大路面坡度、提高排水面层的渗透系数、缩短排水长度都能降低路表发生径流的可能。联合渗透系数与降雨强度的关系式,可确定特定降雨强度下排水沥青路面的目标空隙率。     

排水性沥青路面排水性能评定方法研究

排水性沥青路面的排水性能是此种结构最重要的性能,本文建立了排水性路面排水表层的渗流模型,从理论上分析研究了排水性路面排水面层的排水机理及排水性能的评价指标,给出了各主要参数的确定方法;介绍了自行开发的试验仪器,并通过室内试验对排水性沥青混合料竖向和横向渗透系数的测定方法进行研究,给出了计算公式;设计试验方法,对排水性沥青混合料进行室内的模拟降雨试验,研究路面两端断面的边界条件,找出了断面上的潜水层厚度与路面坡度及降雨强度之间的关系。     

透水沥青路面的排水能力验算与结构改进

针对上海及江浙地区的降雨情况,选取典型沥青路面结构进行了透水沥青路面的排水能力验算,发现设计空隙率达到18％以上,有效空隙率达到80％的透水沥青路面一般均能满足非冰冻地区路面大雨时不积水的要求,因此不需要设置另外的排水沟管等设施。从维护透水沥青路面的长期性能出发,应注意结构上的防水和排水。城市道路中铺设透水沥青表面层时,建议采用特制的透水平石,加快水流的排放。     

山岭隧道围岩—结构层间堵排水效能现场测试分析

围岩—结构层间堵排水效能是山岭隧道防排水设计施工和渗漏水防治的重要依据和基础,以往缺乏专门的现场测试和分析研究。以张桑高速公路沿溪坡隧道为依托,对山岭隧道层间排水能力的实际效能进行现场实测,通过对测试数据进行处理和分析,掌握了围岩与结构各接触界面的实际堵排水规律,可为山岭隧道层间排水渗流模型的建立和防排水调控技术的开发提供支撑。     

隧道复合式防排水系统的设计、试验及工程应用

传统隧道防排水系统中,防水板极易因施工控制不当出现破裂,而防水板破裂后,地下水进入防水板与二衬间的空隙中,由于防水板与二衬间缺乏排水通道,地下水将沿衬砌裂缝、施工缝等薄弱环节渗出而形成隧道渗漏水病害。在传统隧道防排水系统中,渗漏水病害治理难度大,维修费用高,针对传统防排水系统存在的不足,提出了一种在隧道防水板与二衬间增设排水板的复合式防排水系统,该系统具有可调节、抗淤堵、易维护等优点。为验证该系统的有效性,采用自主研制的试验装置对复合式防排水系统中所采用的3种土工排水材料（毛细型排水板、凸壳型排水板、土工布）在不同水压及支护压力条件下的排水能力及抗淤堵能力进行了相关试验,并依托某在建隧道工程对不同土工排水材料在隧道复合式防排水系统中的应用效果进行了现场验证。主要研究成果有：①随着支护压力的增加,3种排水材料的排水能力均出现了不同程度的降低,其中,土工布降幅最大,毛细型排水板次之,凸壳型排水板最小;②在固定的水压和2层支护间压力条件下,进行20次浑水排水试验后,土工布排水能力发生大幅下降,毛细型排水板和凸壳型排水板排水能力小幅下降,但凸壳型排水板排水夹杂有泥沙,而毛细型排水板排水为清水,表明其抗淤堵能力较好;③复合式防排水系统的现场试验数据表明,防水板与二衬间增设排水板,具有良好排水泄压的能力,可有效降低衬砌背后水压。复合式防排水系统的研发可为隧道防排水系统设计和渗漏水病害治理提供借鉴。     

降雨入渗条件下斜坡高填方路基稳定性分析

以贵州省某高速公路一高填方路段斜坡为研究对象，以非饱和渗流理论为基础，根据当地实际的降雨情况和雨型特点，采用有限元分析方法对边坡的渗流情况和稳定性进行模拟分析。结果表明:该斜坡设计较为合理，排水泄水能力较强，在该地小到中型的连阴雨特点的情况下，斜坡稳定性变化不大；随降雨入渗开始，斜坡稳定性下降速率随降雨时间的增加而不断增大，降雨停止时达到最低，说明坡体本身排水泄水能力较强，降雨的滞后性体现不明显；降雨停止后，斜坡稳定性开始缓慢恢复，但其恢复速率远小于降雨时下降的速率。     

公路排水系统对环境的影响及其改进

排水系统是高速公路的重要组成部分,其对确保公路路基稳定、减少工程病害及维持公路正常运营具有重要作用。文章在分析排水系统对公路沿线环境影响的基础上,提出公路排水的改进技术和构建生态型排水系统的设想。研究对我国公路排水系统的完善具有重要实际工程意义。     

排水沥青混合料透水性能的评价研究

排水沥青面层的主要功能为排水功能，即在降雨期间，雨水通过结构内部的孔隙排出路面，使路表保持相对干燥，从而提高行车安全度，排水功能的大小与混合料的透水能力有关。根据水流在其结构内部的流动特征，本文提出了透水能力的计算和测试方法。通过在不同空隙率和坡度条件下对排水沥青混合料的透水能力进行测试。得到了混合料透水能力与其混合料空隙率和路面横坡，以及混合料目标空隙率与降雨强度的关系，用于指导排水沥青面层的结构设计和混合料组配设计。     

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。