公路路基综合排水及防护工程设计开题报告

 2021-08-08 21:40:58

1. 研究目的与意义

道路路基应设置完善的排水设施,以排除可能危害道路的地表水和地下水,保证路基路面结构稳固,防止路面积水影响行车安全。路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切。路基路面的病害有多种, 形成病害的因素亦很多, 但水的作用是主要因素之一,因此路基路面设计、施工和养护中,必须十分重视路基路面排水工程。根据水源的不同,影响路基路面的水流可分为地面水和地下水两大类,与此相适应的路基排水工程,则分为地面排水和地下排水。地面水常因降水或者河流的流经对路基冲刷等,渗透等,使得进入地基的水分破坏地基构造,造成整体性的受损,使地基失去原有承载能力,而地下水常是因为地下水资源的流动给不同地基带来不同影响。不管是地面水影响,还是地下水的影响,常常都会使路基松动, 失去承载能力, 又或者造成路基翻浆,边缘坍塌等。

水对路面的危害可以表现为:降低路面材料的强度,在水泥混凝土路面的接缝和路肩处造成唧泥;对于沥青路面,水使沥青从石料表面剥落造成各种病害;移动荷载作用下引起的唧泥和高压水冲刷, 造成路面基层承载能力下降; 在冻胀地区, 融冻季节水会引起路面承载能力的普遍下降。路基排水的任务, 就是将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度以内,保持路基常年处于干燥状态, 确保路基及路面具有足够的强度与稳定性。

公路排水系统是公路工程的重要组成部分,对公路的使用性能和使用寿命具有十分重要的意义。因此,公路路基路面排水设计的重要性显得日益突出,在路基路面设计、施工和养护中,必须重视路基路面的排水。

2. 国内外研究现状分析

随着我国公路建设的飞速发展 ,高等级公路边坡综合防护系统研究日渐引起公路部门的重视。 边坡综合防护设计是高等级公路设计的重要内容之一,需根据公路等级、降雨强度、地下水、地形来等情况综合考虑 ,因地制宜地选择实用、合理、经济、工程措施,确保高等级公路的安全和高速行车,同时与周围环境相协调,保持生态环境的平衡。长期以来,路基边坡的综合防护一直是公路中的一个薄弱环节。

国际上有关道路防护与加固技术的研究,多年来一直是广大道路工作者关注的焦点之一。有的研究已开始将水对边坡的侵蚀冲刷定量化。根据降水侵蚀力系数,土固有的侵蚀性参数、地形分类及侵蚀控制参数等计算边坡上的平均流失,从而更科学地选择合适的边坡防护措施。eillison提出击溅板得出雨滴的击溅侵蚀公式至今在国际上广泛采用。

同时许多国家都针对各自国家或地区的不同情况,确定最佳参数,推导土壤流失方程式,取得了丰硕的成果。日本、美国等国家在设计规范中明确了防护设计和公路园林的设计重点、原则和具体措施,如日本《高等级公路设计规范》 (日本道路公团,1983,4)中,比较大的篇幅对护坡的方法、分类、方案设计以及公路园林设计的基本原则,不同物种在本地区的适应性均作出了详细的规定,具有很强的设计指导性。在边坡防护的系统设计中,国际上特别是发达国家尤为重视植物防护或植物与圬工防护相结合的方法,以期达到同时发挥防护与美化的作用。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

通过查阅国内外文献,分析公路路基综合排水和防护工程对路面结构受力的影响、边坡的侵蚀机理、边坡水力学特性研究、地区差异性以及公路部门与园林部门的专业交叉研究等等 ,以便提供边坡综合防护的理论支持和依据。为降低工程造价 ,减少或防止道路病害 ,保持生态环境的相对平衡 ,确保道路的安全与稳定 ,急需对高等级公路的边坡综合防护加固技术进行全面系统的研究。

在进行公路路基排水设计过程中,要重点考虑以下两点内容:(1)公路的使用寿命问题。排水设计应能够实现对路面雨水的有效引导,在最短的时间内将其排到路基之外,防止路面水对内部结构的渗透与浸泡,避免土体的损伤,从而提高公路的使用寿命,(2)公路的稳定性问题。应将农田水和地下水作为重点防范对象,避免两者对路基的浸泡,从而降低公路所受到的损害。

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4. 研究创新点

(1)根据不同地区公路排水的一般设计原则,应用了新材料、新技术。对排水设计与路基路面的综合设计就行了全面的比选。

(2)沟内埋设rcp排水管,是一种新型材料,排水性能优于带孔pvc排水管,且造价低。

(3)此次拥有更加完善的系统的防护方案、措施研究和综合设计。

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