CN117627135A - 基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统及设置方法 - Google Patents

基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统及设置方法 Download PDF

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CN117627135A CN202311463307.0A CN202311463307A CN117627135A CN 117627135 A CN117627135 A CN 117627135A CN 202311463307 A CN202311463307 A CN 202311463307A CN 117627135 A CN117627135 A CN 117627135A
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Abstract

本发明涉及道路工程技术领域，尤其涉及一种基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统的设置方法，包括：现场调查；将最大汇水路径简化为平面二次曲线，以最大汇水路径进入积水区域的点为原点O，O点路中线方向为X轴，垂直路中线方向为Y轴，建立平面坐标系；确定最大汇水路径的起始点A点的位置；根据A点、O点坐标，以及最大汇水路径曲线在O点的导数，推导得到最大汇水路径的二次曲线；根据最长汇水路径确定截水槽数量确定不同位置截水槽的设置角度。本发明根据最长汇水路径确定截水槽位置，同时截水槽角度与最大汇水路径呈90°相交，最大程度汇集水流，阻断水流在平缓段汇集，减少积水。

Description

基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统及设置方法
技术领域
本发明涉及道路工程技术领域，尤其涉及一种基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统及设置方法。
背景技术
高速公路超高缓和段，由于存在横坡零点，且部分路段纵坡也较小，导致合成坡度不足以快速排除路表水，导致路面积水。此外，在公路运营期间，在车辆荷载以及环境因素作用下，沥青路面产生车辙、沉降等病害，造成坡度改变，产生积水。路面积水对高速公路上车辆运行安全、交通效率都会产生了重大影响。一方面由于积水路面的光线反射作用，会影响到驾驶员的整体视野，存在安全隐患；另一方面，路面积水，极易引发车辆漂滑，进而导致重大安全事故。
高速公路超高缓和段排水不畅，会影响该段落的道路行车安全性、舒适性及道路使用寿命。现有常规处理积水方法为铣刨重铺排水路面，不仅施工准备时间长，成本较高。为了有效排除路面雨水，还有根据道路路面坡度及宽度情况，将路面排水按两种形式进行：分散漫流式和集中截流式。路面漫流排水将一侧的路表水引入另一侧排出，对于车道较少、有一定纵坡的高速公路而言，分散漫流就可以满足要求，但无法满足坡度小的路面的排水要求；对于单向两车道以上的高速公路而言，必须考虑在适当位置设置集中截留式排水系统。如何设置截留式排水系统，对于减少路面积水至关重要。本发明通过路面积水最长汇水路径，在汇水路径的不同位置处设置截水沟，阻断水流汇集，同时在积水处刻排水槽，能够有效减少路面积水。
发明内容
针对以上不足，本发明提供一种基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统及设置方法，通过得出路面积水最长汇水路径，在汇水路径的不同位置处设置截水沟，阻断水流汇集，能够有效减少路面积水。
为实现上述目的，本发明提出了一种基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统的设置方法，其特征在于，所述排水系统包括截水槽，所述设置方法包括以下步骤：
(1)现场调研确定汇水区域、积水区域，通过采集路面三维模型，获得路面三维地形数据；
(2)将汇水区域的最大汇水路径简化为平面二次曲线y＝ax2+bx+c，以最大汇水路径进入积水区域的点为原点O(0，0)，O点路中线方向为X轴，垂直路中线方向为Y轴，建立平面坐标系；在超高缓和段，道路横坡是以恒定的变化率由2％(3％)变到-2％(-3％)，因此其与纵坡的合成坡度方向、大小是一直在变化的，故可以将其简化为二次曲线，雨水的流动受其影响，同样假设其为二次曲线；
(3)确定最大汇水路径的起始点A点的位置；
(4)根据A点、O点坐标，以及最大汇水路径曲线在O点的导数，推导得到最大汇水路径的二次曲线，即为最大汇水路径曲线；
(5)根据最长汇水路径确定截水槽数量；
(6)截水槽设置与最长汇水路径曲线的切线相垂直，根据最长汇水路径曲线确定不同位置截水槽的设置角度。
优选的，上述的基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统的设置方法中，所述步骤(3)中，通过现场测得O点的流速为v，流水动能为KE＝0.5*mv2，则此时根据重力势能转化为动能原理，可计算得到A点与O点的高程差H：
mgH＝0.5*mv2，H＝0.5v2/g；
在路面三维模型中，在路边线上找出与O点高程差为H的点，即为最大汇水路径的起始点A点；确定A点位置后，则得到A点在平面坐标系中的坐标为(xA，yA)。
优选的，上述的基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统的设置方法中，通过现场测得O点的流速为v具体过程为：在下雨天测试，测试时降雨强度为q，通过浮标法或者流速仪法测得流速v0，五年内的最大降雨强度为qmax，据雨量大小乘以修正系数，换算得到1年内最大降雨强度下的流速，q≤qmax，修正后的速度为v＝v0*(1+lg(qmax/q))，当q＞qmax，直接取v＝v0，得到O点的流速v。
优选的，上述的基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统的设置方法中，所述步骤(2)中，平面二次曲线方程为：y＝ax2+bx+c；所述步骤(4)中，O点为以最大汇水路径进入积水区域的点，雨水流动到O点后，在Y方向的速度为0，即最大汇水路径曲线上O点的导数为零，根据抛物线A点、O点坐标，以及在O点的导数，计算：
其中a、b、c为二次曲线参数；根据上述公式求得：
a＝yA/xA 2，b＝0，c＝0；
最大汇水路径的二次曲线为：
Y＝(yA/xA 2)X2。
优选的，上述的基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统的设置方法中，所述步骤(5)中，最长汇水路径在X轴方向上长度不大于10m，则只在积水区域上游1m处设置一道截水槽；10m<最长汇水路径在X轴方向上长度≤20m，则在积水区域上游1m处、以及最长汇水路径的中间位置设置截水槽；最长汇水路径在X轴方向上长度＞20m，则在积水区域上游1m处设置一道截水槽，然后依次间隔10m设置截水槽，上述距离均为到坐标系Y轴的距离，记为xi，i＝1、2、3...，为截水槽序号，越靠近积水区域的截水槽，序号越小。
优选的，上述的基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统的设置方法中，所述步骤(6)中，具体为：对最长汇水路径曲线进行求导，得到其导函数Y’＝2(yA/xA 2)X；
根据最长汇水路径曲线以及xi，可以得到准备设置截水槽位置处的点Pi坐标为：(xi，(yA/xA 2)xi 2)，Pi位于最大汇水路径曲线上；
则Pi处曲线的导数yPi ’为：
yPi ’＝2(yA/xA 2)xi；
点Pi处的导数即为曲线在Pi处切线的斜率KPi：
KPi＝yPi ’＝2(yA/xA 2)xi；
而截水槽设置为，与最长汇水路径曲线的切线相垂直，即可得，与第i个截水槽重合的直线斜率为Ki＝1/KPi＝1/(2(yA/xA 2)xi)；
由此可得第i个截水槽的的设置角度θi为：
θi＝arctan(1/KPi)＝arctan(1/(2(yA/xA 2)xi))；
角度θi为与X轴的夹角，得到不同位置截水槽的设置角度。
优选的，上述的基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统的设置方法中，还包括根据积水区域长度以及积水深度，间隔3-5m设置一道排水槽，排水槽与路中线角度为30-40度；在路面切割截水槽、排水槽，切割完成后，对槽表面涂刷环氧树脂，提升耐久性以及防止雨水入渗。
优选的，上述的基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统的设置方法中，所述截水槽的长度根据最长汇水路径位置确定，确保截水槽能够截断所有流向积水区域的水流，排水槽具体长度根据积水区域宽度确定。所述截水槽的一段连接原有排水系统，中央分隔带纵向排水沟或者路边边沟，将水排出路基范围以外。
一种基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统，包括截水槽和排水槽，所述截水槽按照上述设置方法进行设置，所述截水槽为分段式截水槽，由若干小段截水槽组成，所述小段排水槽包括壁板、面板、若干第一排水孔、若干第二排水孔，所述第一排水孔、第二排水孔设置在所述面板上。
优选的，上述的基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统中，所述第一排水孔为斜开口，朝向水流，同时开口处为圆形倒角；所述第二排水孔圆形喇叭开口，开口处处理为圆形倒角。
优选的，上述的基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统中，所述第一排水孔的开口宽度不超过2.0cm，长度为30cm；所述第二排水孔最外圈直径为3.0cm，内圆直径为2.0cm。
优选的，上述的基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统中，所述壁板高度为7cm，厚度为3cm；所述面板宽度为15cm、厚度为3cm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明的基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统的设置方法，根据最长汇水路径确定截水槽位置，同时截水槽角度与最大汇水路径呈90°相交，最大程度汇集水流，阻断水流在平缓段汇集；通过结合截水槽与排水槽组合的方式，最大限度减小积水区域及积水深度。
2.本发明的基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统，通过截水槽，可以阻断上游雨水的汇集，同时截水槽排水孔朝向水流来向，更容易汇集雨水；通过圆形倒角处理，减少轮胎冲击时的冲击应力，提高截水槽的耐用性。
3.本发明的设置方法设置的截水槽与常规在汇水区域设置一道与路面中心线相垂直且贯穿整半幅路面的截水沟相比，在相同尺寸下，垂直最大汇水路径的截水槽内的水流深度减少超10％，提高了排水能力。
4.按照本发明设置的截水槽，与不设排水槽以及按照常规在汇水区域设置一道截水槽相比，积水区域积水深度分别可降低70％、40％；结合积水区域刻化的排水槽，可将积水区域积水快速排除，消除积水，保证行车安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例1中最长汇水路径示意图。
图2为本发明实施例1中最大汇水路径在x轴方向长度为18m左转上坡处积水导排系统设置示意图；
图3为本发明实施例1中截水槽剖视图；
图4为本发明实施例1中截水槽俯视图；
主要附图标记说明：
1-壁板，2-面板，3-第一排水孔，4-第二排水孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到术语“第一”、“第二”、“第三”只是用于描述目的以及区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统的设置方法，所述排水系统包括截水槽和排水槽，包括以下步骤：
(1)现场调研确定汇水区域、积水区域，通过有激光断面扫描的多功能检测车采集路面三维模型，获得路面三维地形数据；
(2)将汇水区域的最大汇水路径简化为平面二次曲线y＝ax2+bx+c，以最大汇水路径进入积水区域的点为原点O(0，0)，O点路中线方向为X轴，垂直路中线方向为Y轴，建立平面坐标系，如图1所示；在超高缓和段，道路横坡是以恒定的变化率由2％(3％)变到-2％(-3％)，因此其与纵坡的合成坡度方向、大小是一直在变化的，故可以将其简化为二次曲线，雨水的流动受其影响，同样假设其为二次曲线；
(3)通过现场测得O点的流速为v(浮标法或者流速仪法)，流水动能为KE＝0.5*mv2，则此时根据重力势能转化为动能原理，可计算得到A点与O点的高程差H：
mgH＝0.5*mv2，H＝0.5v2/g；
在路面三维模型中，在路边线上找出与O点高程差为H的点，即为最大汇水路径的起始点A点；确定A点位置后，路面三维模型中包含最长汇水路径曲线所在平面信息，根据路面三维模型得到A点在平面坐标系中的坐标为(xA，yA)。
(4)O点为以最大汇水路径进入积水区域的点，若要积水，则雨水流动到O点后，在Y方向的速度为0，即最大汇水路径曲线上O点的导数为零，根据抛物线A点、O点坐标，以及在O点的导数，得到以下公式：
其中a、b、c为二次曲线参数；根据上述公式求得：
a＝yA/xA 2，b＝0，c＝0；
得到最大汇水路径的二次曲线为：
Y＝(yA/xA 2)X2。
(5)根据最长汇水路径确定截水槽数量，具体为：最长汇水路径在X轴方向上长度小于10m，则只在积水区域上游1m处设置一道截水槽；10m<最长汇水路径在X轴方向上长度<20m，则在积水区域上游1m处、以及最长汇水路径的中间位置设置截水槽；最长汇水路径在X轴方向上长度＞20m，则在积水区域上游1m处设置一道截水槽，然后依次间隔10m设置截水槽，上述距离均为到坐标系Y轴的距离，记为xi，i＝1、2、3...，为截水槽序号，越靠近积水区域的截水槽，序号越小；
(6)根据最长汇水路径曲线确定不同位置截水槽的设置角度，截水槽设置为与最长汇水路径曲线的切线相垂直能够最大程度汇集水流，阻断水流在平缓段汇集；确定截水槽角度的具体过程为：
对最长汇水路径曲线进行求导，得到其导函数Y’＝2(yA/xA 2)X；
根据最长汇水路径曲线以及xi，可以得到准备设置截水槽位置处的点Pi坐标为：(xi，(yA/xA 2)xi 2)，Pi位于最大汇水路径曲线上；
则Pi处曲线的导数yPi ’为：
yPi ’＝2(yA/xA 2)xi；
点Pi处的导数即为曲线在Pi处切线的斜率KPi：
KPi＝yPi ’＝2(yA/xA 2)xi；
而截水槽设置为，与最长汇水路径曲线的切线相垂直，即可得，与第i个截水槽重合的直线斜率为Ki＝1/KPi＝1/(2(yA/xA 2)xi)；
由此可得第i个截水槽的的设置角度θi为：
θi＝arctan(1/KPi)＝arctan(1/(2(yA/xA 2)xi))；
角度θi为与X轴的夹角，得到不同位置截水槽的设置角度。
(7)根据积水区域长度以及积水深度，间隔3-5m设置一道排水槽，排水槽与路中线角度为30-40度之间，优选34度，在不影响行车舒适性以及排水效率的同时，降低车辆冲击荷载对刻槽的影响，保证路面的使用性能；
(8)截水槽的长度根据最长汇水路径位置确定，确保截水槽能够截断所有流向积水区域的水流，排水槽具体长度根据积水区域宽度确定；
(9)截水槽、排水槽切割完成后，对槽表面涂刷环氧树脂，提升耐久性以及防止雨水入渗。
最大汇水路径在x轴方向长度为18m的左转上坡处积水导排系统设置示意图如图2所示，根据以上方法确定在积水区域上游1m处、以及最长汇水路径的中间位置(即在x轴方向长度为9m处设置截水槽)，截水槽垂直最长汇水路径曲线的切线，截水槽横跨汇水区域。根据实际调查，此处积水区域长度为14m，且不存在积水深度超过5mm的区域，故刻化4道排水槽，排水槽间隔4m。
公路超高缓和段排水系统包括包括截水槽和排水槽，截水槽按照上述方法进行设置，每道截水槽为分段式截水槽，由若干小段截水槽组成，如图3和图4所示，小段排水槽包括壁板1、面板2、第一排水孔3、第二排水孔4，面板1设置上若干第一排水孔3和若干第二排水孔4。
第一排水孔3为斜开口，朝向水流，同时开口处处理为圆形倒角，减少轮胎冲击时的冲击应力，开口宽度不超过2.0cm，单个排水孔长度为30cm。
第二排水孔4为圆形喇叭开口，最外圈直径为3.0cm，内圆直径为2.0cm，同时开口处处理为圆形倒角。
小段截水槽为1m，壁板高度为7cm，厚度为3cm；面板宽度为15cm、厚度为3cm。每小段截水槽设置两个第一排水孔和不少于四个第二排水孔。
对比1：中间位置截水槽按常规设置：在汇水区域中间位置与路面中心线相垂直且贯穿整半幅路面，截水槽尺寸相同；与本发明设置的截水槽相比，本发明的设置的垂直最大汇水路径的截水槽的水流深度减少超10％，提高了排水能力。
对比2：不设排水槽，其他相同；
对比3：截水槽设置：按照常规只在汇水区域中间设置一道与路面中心线相垂直且贯穿整半幅路面的截水槽，其他相同；
本发明的方法设置的排水系统与对比2和对比3相比，积水区域积水深度分别降低70％、40％；结合积水区域刻化的排水槽，可将积水区域积水快速排除，消除积水，保证行车安全。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统的设置方法，其特征在于，所述排水系统包括截水槽，所述设置方法包括以下步骤：
(1)现场调研确定汇水区域、积水区域，通过采集路面三维模型，获得路面三维地形数据；
(2)将汇水区域的最大汇水路径简化为平面二次曲线y＝ax2+bx+c，以最大汇水路径进入积水区域的点为原点O(0，0)，O点路中线方向为X轴，垂直路中线方向为Y轴，建立平面坐标系；在超高缓和段，道路横坡是以恒定的变化率由2％(3％)变到-2％(-3％)，因此其与纵坡的合成坡度方向、大小是一直在变化的，故可以将其简化为二次曲线，雨水的流动受其影响，同样假设其为二次曲线；
(3)确定最大汇水路径的起始点A点的位置；
(4)根据A点、O点坐标，以及最大汇水路径曲线在O点的导数，推导得到最大汇水路径的二次曲线，即为最大汇水路径曲线；
(5)根据最长汇水路径确定截水槽数量；
(6)截水槽设置与最长汇水路径曲线的切线相垂直，根据最长汇水路径曲线确定不同位置截水槽的设置角度。
2.根据权利要求1所述的基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统的设置方法，其特征在于，所述步骤(3)中，通过现场测得O点的流速为v，流水动能为KE＝0.5*mv2，则此时根据重力势能转化为动能原理，可计算得到A点与O点的高程差H：
mgH＝0.5*mv2，H＝0.5v2/g；
在路面三维模型中，在路边线上找出与O点高程差为H的点，即为最大汇水路径的起始点A点；确定A点位置后，则得到A点在平面坐标系中的坐标为(xA，yA)。
3.根据权利要求1所述的基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统的设置方法，其特征在于，所述步骤(2)中，平面二次曲线方程为：y＝ax2+bx+c；所述步骤(4)中，最大汇水路径曲线上O点的导数为零，根据抛物线A点、O点坐标，以及在O点的导数，计算：
其中a、b、c为二次曲线参数；根据上述公式求得：
a＝yA/xA 2，b＝0，c＝0；
最大汇水路径的二次曲线为：
Y＝(yA/xA 2)X2。
4.根据权利要求1所述的基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统的设置方法，其特征在于，所述步骤(5)中，最长汇水路径在X轴方向上长度小于10m，则只在积水区域上游1m处设置一道截水槽；10m<最长汇水路径在X轴方向上长度≤20m，则在积水区域上游1m处、以及最长汇水路径的中间位置设置截水槽；最长汇水路径在X轴方向上长度＞20m，则在积水区域上游1m处设置一道截水槽，然后依次间隔10m设置截水槽，上述距离均为到坐标系Y轴的距离，记为xi，i＝1、2、3...，为截水槽序号，越靠近积水区域的截水槽，序号越小。
5.根据权利要求1所述的基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统的设置方法，其特征在于，所述步骤(6)中，具体为：对最长汇水路径曲线进行求导，得到其导函数Y’＝2(yA/xA 2)X；
根据最长汇水路径曲线以及xi，可以得到准备设置截水槽位置处的点Pi坐标为：(xi，(yA/xA 2)xi 2)，Pi位于最大汇水路径曲线上；
则Pi处曲线的导数yPi ’为：
yPi ’＝2(yA/xA 2)xi；
点Pi处的导数即为曲线在Pi处切线的斜率KPi：
KPi＝yPi ’＝2(yA/xA 2)xi；
而截水槽设置为，与最长汇水路径曲线的切线相垂直，即可得，与第i个截水槽重合的直线斜率为Ki＝1/KPi＝1/(2(yA/xA 2)xi)；
由此可得第i个截水槽的的设置角度θi为：
θi＝arctan(1/KPi)＝arctan(1/(2(yA/xA 2)xi))；
角度θi为与X轴的夹角，得到不同位置截水槽的设置角度。
6.根据权利要求1所述的基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统的设置方法，其特征在于，还包括根据积水区域长度以及积水深度，间隔3-5m设置一道排水槽，排水槽与路中线角度为30-40度；在路面切割截水槽、排水槽，切割完成后，对槽表面涂刷环氧树脂，提升耐久性以及防止雨水入渗。
7.一种基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统，其特征在于，包括截水槽和排水槽，所述截水槽包括槽壁、面板、若干第一排水孔、若干第二排水孔，所述第一排水孔、第二排水孔设置在所述面板上。
8.根据权利要求7所述的基于最长汇水路径的公路超高缓和段排水系统，其特征在于，所述第一排水孔为斜开口，朝向水流，同时开口处为圆形倒角；所述第二排水孔圆形喇叭开口，开口处处理为圆形倒角。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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