中国矿业大学2005届本科生毕业设计 第54页
换系数C60=40，再由《公路排水设计规范》(JTJ 018－97)表3.0.7-2查得10min降雨历时转换系数C10=1.25。则：
降雨强度：
q?1.27?1.0?2.5?3.175(mm/min)
设计径流：
Q?16.67?3.175?0.77?9251?10?6?0.38m2s 3）检验汇流历时 （1）水力半径计算
R?式中 R—水力半径，m；
Ap （5―3）
A—沟渠的过水断面面积，(m2)；
ρ—湿周，按式5―1―7计算。
??b?Kh （5―4）
式中 b－沟底宽(m)； h－沟渠过水深度(m)；
K－系数，按式5―8计算。
K?21?m2 （5―5） 式中 m－沟渠边坡坡度。
沟渠的过水断面面积：A?0.5?0.5?1?0.52?0.5(m) 湿周：0.5?2?1?12?0.5?1.914 所以： R?0.51.914?0.26m （2）平均流速
按公式5—6计算排水沟的平均流速：
n—沟壁的粗糙系数； R—水力半径m； I—水力坡度。
查规范《公路排水设计规范》（JTJ 018-97）表8.1.3浆砌片石粗糙系数n=0.025
所以： v?10.025??0.26???0.005232
v?1nRI2312 （5—6）
式中：v—排水沟平均流速没m/s；
?21?1.07m/s
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查《公路排水设计规范》（JTJ 018-97）8.1.4浆砌片石边沟最大允许流速为2.0m/s，明沟的最小允许流速为0.4m/s,所以1.07m/s可以满足要求。 3）检验汇流历时
边坡坡面的汇流历时按公式5—7计算：
?ml t1?1.445?1s??0.467 （5—7）
??is??式中：t1—坡面汇流历时，min；
ls—坡面流长度，m； m1—地表粗度系数；
is—坡面流的坡度取为0.013；
沥青路面的汇流历时横坡为2%，坡面长度为12.5m,
0.467t??0.013?12.5?1?1.445??1.54min
?0.02??路基坡面（坡度为1：1.5，坡面流长12m）
??0.467t?1.445?0.013?12?2???0.68min
??11.5??护坡道的汇流历时（坡面流长为2m，坡度为4%）
0.467t445??0.2?2?3?1.??1.997min
?0.04??根据沟内平均流速
tl3484?v?1.07?60?5.45min
t?t1?t2?t3?t4?1.54?0.68?1.98?5.45?9.65min＜15min
（4）流量检验
沟渠内的泄水能力按下式（5－8）计算：
Qc?v?A 式中：Qc—沟渠泄水能力,m3/s； v—平均流速,m/s； A—过水断面, m2
。
Qc?1.07?0.5?0.535（m2/s）＞Q2计=0（m/s）
所以边沟泄水能力大于设计径流量。 5)流速的比较
5－8） （中国矿业大学2005届本科生毕业设计 第56页
由《公路排水设计规范》(JTJ 018－97)8.1.4查得明沟的最小允许流速为0.4m/s。最大允许流速为2.0m/s，边沟的设计流速0.4m/s≤v=1.07m/s≤2.0m/s，所以边沟设计流量速满足最小、最大允许流速的规定。
综合泄水能力与流速的验算，边沟截面尺寸符合排水要求。 5.1.6路面排水设计
1）路面排水设计应遵循以下原则：
（1）降落在路面上的雨水，通过路面横向坡度向两侧排流，避免行车道范围内出现积水。
（2）在路线纵坡平缓、汇水量不大、路堤较低且边坡坡面不会受到冲刷的情况下，采用在路堤边坡上横向漫流的方式排除路面水。
（3）在路堤较高，边坡坡面未做防护而易遭受路面表面水冲刷，或者坡面已采取措施但仍有可能受到冲刷时，沿路肩外侧边缘设置拦水带，汇集表面水，然后通过泄水口和急流槽排离路堤。
（4）设置拦水带汇集路面表面水时，拦水带过水断面内的水面，在高速公路上不得漫过右侧车道外边缘
2）一般路段路面排水
一般路段，路面水由路拱向两侧经土路肩自然排除，为防止水流对土路肩和路堤边坡的冲刷，土路肩设置浆砌片石护肩结合铺朝草皮防护。路面排水采用分散排水方式。
3）路面面层下封层结合土路肩排水
大气降水在路面上径流，绝大部分已分散排走，为防止少量下渗水浸湿路面面层和土基而造成了路面基层或土基强度降低，在水泥稳定碎石层顶面铺设乳化沥青下封层。在土路肩种植土下设置纵向碎石盲沟，然后每隔2.5m间距在石砌护肩或骨架护坡的石砌镶边中埋设横向φ5cm硬塑料管，以排除一般路段路面渗水。
5.2桥涵方案设计
5.2.1桥涵设计原则
1）根据公路的使用任务、性质和将来的发展需要，按照适用、经济、安
全和美观的原则进行设计；
2）桥型的选择该符合因帝制宜、就地取材和便于施工、养护的原则；
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3）公路桥涵适当考虑农田排灌的需要； 4）新建桥梁尽量采用标准化装配式结构； 6）桥涵的跨径均在60m以下，采用标准路径。 5.2.2桥涵方案设计
1）大、中桥设计
大、中桥桥位均符合路线总体走向，路桥综合考虑，并适应地方的各种规划（城镇、路网、水利等）。在选定桥位时，首先结合路线布设进行综合比较，取得合理的桥位和理想的线路线位，桥孔布设除满足设计流量水位和通航要求外，一般不压缩河床，对有防洪和通航要求的河堤，留有人、车通行道。
2）小桥涵设计
凡路线跨越人工河流时，小桥涵的布设以河渠为基础，以不打乱现有排灌系统为原则，排灌渠尽量分别设置桥涵，对于渠道过于密集位置相距不远，且具有合并条件的沟渠，应予以适当合并和改移，并铺以线外改建水渠相连接，以保证水渠的排灌功能，并使涵洞设置不至于因距离太近而带来施工困难。
5.2.3涵洞设计
根据道路沿线车辆，行人的通行要求和沟渠排水要求，结合当地地形设计桥梁、通道的设计方案如表（5.2）。
表5.2 桥涵方案设计表
桥涵位置 K0+129～K131 K0+285～K0+325 K0+469～K0+471 K0+558～K0+562 K0+619～K0+621 跨径（m） 2 2×20 2 4 2 建筑高度（m） — 0.5 — — — 结构形式 钢筋混凝土管涵 预应力混凝土空心板梁桥 钢筋混凝土管涵 钢筋混凝土箱形通道 钢筋混凝土管涵 中国矿业大学2005届本科生毕业设计 第58页
K0+868～K0+872 K1+198～K1+230 K1+381～383 K1+559～K1+561 K1+669～K1+671 K1+757.5～K2+087.5 K2+304～K2+306 K2+450～K2+454 K2+682～K2+730 K2+852～K2+854 K3+115～K3+117 4 2×16 2 2 2 12×30 2 4 3×16 2 2 — 0.5 — — － 2 — — 0.5 — — 钢筋混凝土箱形通道 预应力混凝土空心板梁桥 钢筋混凝土管涵 钢筋混凝土管涵 钢筋混凝土管涵 预应力混凝土箱形梁桥 钢筋混凝土管涵 钢筋混凝土箱形通道 预应力混凝土空心板梁桥 钢筋混凝土管涵 钢筋混凝土管涵 5.2.4通道设计
由于高速公路的全封闭性要求，决定了高速公路设计过程中每个一定距离设一条通道，以供高速公路两边行人、车辆、农机耕具通行。通道的设计主要考虑其净空要求，同时应考绿到远景年限两边的通行要求。
依据规范通道净空要求列表(5.3)。
表5.3 通道最小净空
通 道 类 型 汽车通道 机耕通道 人行通道
净 空 要 求 ≥3.2m ≥2.7m ≥2.2m