公路路面表面排水设计方法及排水能力研究

论文摘要

降落在道路表面的雨水,渗入基层后,会引起沉陷、唧泥、材料强度降低等危害;形成表面径流时,行驶的车辆容易产生轮胎打滑,影响正常行驶。因此,快速、有效的路面表面排水设计是保证道路使用性能及行车安全的重要环节。本文主要对路面表面排水的设计方法和排水口的排水能力进行研究。本文首先对路面表面排水的形式进行了分析。在有关研究的基础上,对公路排水中的过水断面宽度、降雨强度、设计重现期、设计频率、径流系数等设计参数进行了分析和补充完善。通过水文分析,确定了路表排水设施的相关水文参数;通过水力计算,确定了一定降雨强度地区在不同车道数、不同纵坡、不同排水口间距情况下的路表排水设施的尺寸值,并对计算过程进行了详细阐述。在此基础上,编制了计算机辅助设计程序,对降雨强度q5 ,10=2.0地区的高速公路路表排水设施进行设计,通过输入不同参数计算相应设计径流量,并选择不同排水设施类型,推荐相应尺寸,为本文所提出的不同形式路表排水设施在本地区高速公路中的实际应用提供借鉴。排水口是道路路面表面排水设施汇流排水的重要组成部分,本文运用专用流体软件Fluent对不同形式排水口排水能力进行数值模拟,并与经验法进行对比研究,利用数值模拟结果对经验公式进行了修正,为不同位置不同形式排水口的设计提供参考。最后,根据模糊综合评价理论,提出公路路面表面排水设施相应的评价指标和评价标准,结合依托工程,给出模糊综合评价的过程和步骤,使其具有较强的实用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.2.3 现有研究成果的分析
• 1.3 研究方法和研究内容
• 1.3.1 研究方法
• 1.3.2 研究内容
• 第二章 路面表面排水的形式及相关参数
• 2.1 路面表面排水的形式
• 2.1.1 路面横坡
• 2.1.2 路面边缘排水沟
• 2.1.3 排水口
• 2.2 设计参数分析
• 2.2.1 过水断面宽度
• 2.2.2 径流系数
• 2.2.3 降雨强度
• 2.2.4 降雨历时
• 2.2.5 设计重现期与设计频率
• 第三章 路面表面排水设施尺寸的确定
• 3.1 排水设施的设计原则
• 3.2 水文计算
• 3.3 水力计算
• 3.3.1 沟、管内的平均流速
• 3.3.2 沟、管泻水能力计算
• 3.3.3 浅三角形过水断面的泻水能力计算
• 3.3.4 碟形或皿形边沟泻水能力计算
• 3.4 边沟尺寸的确定
• 3.4.1 相关参数值的确定
• 3.4.2 计算过程
• 3.5 计算机辅助设计
• 3.5.1 VB 程序简介
• 3.5.2 计算机辅助设计流程图
• 3.5.3 计算机设计程序界面
• 3.5.4 计算机辅助设计实例
• 第四章 路面表面排水设施排水口排水能力研究
• 4.1 经验公式法
• 4.1.1 连续坡度上的截留率
• 4.1.2 凹形竖曲线底部排水口的排水量
• 4.2 数值模拟法
• 4.2.1 计算模型说明
• 4.2.2 连续坡段截流率计算
• 4.2.3 凹形竖曲线底部排水量计算
• 第五章 路面表面排水设施的模糊综合评价
• 5.1 研究思路
• 5.2 模型的建立
• 5.3 单因素评价指标离散化处理
• 5.4 综合评价计算模型
• 5.5 工程实例
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果