标准规范下载简介

第42卷第23期 2014年12月

交通标准化 Transportation Standardization

ol.42No.23 Dec.2014

受水浸淹路基设计高程控制要素分析

（安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司GTCC-041-2018 铁道货车摇枕-铁路专用产品质量监督抽查检验实施细则，安徽合肥230088

Elevation ControlFactors ofFlooded SubgradeDesign

公路穿越水库区、河滩地、洪涝区、圩区时 可能受地表水浸淹，受水浸淹路段的路基边缘标 高应不低于路基设计洪水频率的水位加玺水高、 波浪侵袭高以及0.5m的安全高度。 公路穿越不同形式的地表水体时，地表水对 公路浸淹的作用强度也不相同。水库区洪水位持续 时间长，河滩地、洪涝区、圩区洪水位持续时间较 短；水库区、洪涝区、圩区洪水基本呈现为静水状 态，河滩地洪水则为流动性的，冲刷性较强

资状态下路基设计高程控

路基设计洪水频率的洪水浸淹状态极为罕 遇，以高速公路设计洪水频率1/100为例推算，在

公路持续运营50年间出现一次设计洪水的概率约 为40%，在洪水持续时间为30d的条件下，公路被 设计洪水浸淹的时间约为12d，占总运营时间的 0.66%0 路基设计采用设计洪水频率标准的目的是保 正公路的通行功能不受洪水的阻碍，基本要求可 归纳为：公路路面不出现明显持续的地表水。由 于设计洪水出现的概率极低，针对保障路面结构 质量、保证路基处于干燥或中湿状况等目的采取 结构性防治措施或抬高路基是没有必要的，但由 于车辆荷载作用下饱和状态下的结构层可能发生 崩解性破坏，应保证路面结构层处在设计洪水位 加爽水高度以上，同时保证因波浪侵袭作用而浸 入路面结构的水能快速排出

2.1《公路设计手册（路基）》中的计算公式

《公路设计手册（路基）》中给出了以吹程 D、风速W和堤前水深H等条件因素为计算参数的 三种类型的经验公式。 根据某水库公路观测资料整理的经验公式为：

2h=0.0166Ws*Ds 2L= 10.8 ×(2h)98

王志峰，等：受水浸流路基设计高程控制要素分析

根据各公式计算的波浪高度列于表1

当风速为3~15m/s，水面宽度为3~30km 水深小于10m，波长小于水深的一半时：

2h=0.0208W"D 2L=0.304W05

表1显示，依据不同计算公式计算的结果差异 较大，采用《公路设计手册（路基）》中公式计 算的结果明显高于采用《堤防工程设计规范》 （DB50286一98）中公式计算的结果。在改变计算 条件情况下计算的结果普遍反映出上述差异

河谷型水库地区，对于水面宽度D<100km、 水较深、风速大、浪较高的情况，则有：

2h=0.073KW(De) 2L=0.073W(D/e).5

2.2《堤防工程设计规范》（DB50286—98）

《堤防工程设计规范》（DB50286一98）第 6.3.1条=规定，设计波浪爬高值按其附录C计算确 定，附录C中给出的波浪高度计算公式如下：

0.0018 0.13 am/,0(一) gT

波浪侵袭高度是指波浪行进过程中遇边坡等 障碍物时一部分动能转化为势能过程中的爬高， 是与波高、波长、边坡坡率、边坡糙度和渗透性 系数有关的函数。当边坡坡度较缓时，波浪动能 大部分被边坡阻力所消耗，侵袭高度较低

分别依据上述公式进行计算，根据各公式的适 应范围选取合适的计算条件，选定风速为15m/s， 吹程为5km，水深为5m。

3.2《公路设计手册（路基）》中的计算公式

3.2《公路设计手册（路基）》中的计算公式

《公路设计手册（路基）》中给出了以波高 2h、坡脚α等因素为参数的计算公式：

h.=3.20K.×(2h)tano

式中：α为路堤边坡与水平面的夹角（°）；K为与 边坡坡面粗糙度和透水性有关的综合系数；2h为 计算波高（m）。

3.3《堤防工程设计规范》（DB5028698）中的

《堤防工程设计规范》（DB50286—98）附录C 中给出的波浪高度计算公式如下（当边坡坡度m= 1.5 ~ 5.0时):

2.0m进行计算。按式（5）和式（6）计算的结果 列于表4。

表4波浪侵袭高计算结果(式(5)和式(6)

式中：R为累计频率为p的波浪爬高（m）；K.为斜 坡的糙度及渗透性系数；K为经验系数；K为累计 顿率换算系数；m为斜坡坡度；H为平均波高 （m）：L为波长（m）

风速、水深等条件与本文第2.3.1条相同。 公式中对于与斜坡糙度及渗透性有关的系数K。 的要求基本相同，参数取值也基本接近，为便于 计算，采用草皮护坡状况下的系数为0.9。经验系 数K根据风速、水深条件取为1.08。累计频率换算 系数K,按平均爬高状况下取为1.0。边坡坡度m取 为1.5和2.5。

3.4.2计算方式和计算结果

计算方式一：根据相同风速、水深、吹程条 件下计算获得的不同波高计算波浪侵袭高CJJ／T 276-2018 预弯预应力组合梁桥技术标准，在不 同坡度m情况下计算结果列于表2和表3。

表2波浪侵袭高计算结果（式（1)~式（4)，m=1.5）

表3波浪侵袭高计算结果（式(1)~式(4),m=2.5）

计算方式二：根据相同波高计算波浪侵裂袭 高，并分别取波高值2h为0.5m、1.0m、1.5m

波浪侵袭高随波高的增大而增大，按《公路 设计手册（路基）》中的公式计算的结果显示出 等比例增大，按《堤防工程设计规范》（DB 50286一98）计算的结果增幅显示出递减性。在相 同波高条件下，按《堤防工程设计规范》（DB 50286一98）计算的波浪侵袭高较小 （2）边坡坡度的影响 计算结果显示，一般情况下，缓坡条件下波 浪侵袭高度较低。按《公路设计手册（路基）》 中的公式计算的波浪侵袭高随坡度变陡而明显增 加，当边坡接近竖直时，波浪侵袭高趋向无穷 大，这与实际情况是不相符的；按《堤防工程设 计规范》（DB50286一98）中的公式计算的波浪侵 袭高随坡度的变化面变化，当坡度趋向很缓时， 波浪侵袭高趋向于零，当边坡趋向竖直时，根据 对应公式计算的波浪侵袭高趋向于与波高接近的 恒定值。当边坡坡度m为1.25~1.5时，波浪侵袭 高相对于波高的增幅较大。

CECS 534-2018-T 非渗油蠕变橡胶防水涂料应用技术规程3.4.4公式可靠性分析

从计算结果可以看出，采用（公路设计手册 路基）》计算的波浪侵袭高明显偏大，当边坡趋 向竖直时，计算的波浪侵袭高趋向无穷大，这与 实际情况明显不符，可以认为该公式不适用于路 基设计中的波浪侵袭高度计算。 采用《堤防工程设计规范》（DB50286一98） 计算的结果的变化规律更接近于实际情况。 《堤防工程设计规范》（DB50286一98）与 碾压式土石坝设计规范》（SL274一2001）围被当 前水利行业统一采用，两部规范中对于波浪侵袭

高计算的规定和采用的计算方法基本一致，计算 结果较为可靠。