ODWODNIENIE DRÓG – zalecana literatura

1. Zalecenia projektowania, budowy i utrzymania odwodnienia dróg

oraz przystanków komunikacyjnych.

Zeszyt 1

. GDDKiA –

Warszawa 2009.

2. Zalecenia projektowania, budowy i utrzymania drogowych

obieków mostowych.

Zeszyt 2

. GDDKiA – Warszawa 2009.

3. Zalecenia projektowania, budowy i utrzymania odwodnienia tuneli

samochodowych, przejść podziemnych i przepustów.

Zeszyt 3

.

GDDKiA – Warszawa 2009

4. Zalecenia projektowania, budowy i utrzymania drogowych

konstrukcji oporowych.

Zeszyt 4

. GDDKiA – Warszawa 2009.

5. Zalecenia projektowania, budowy i utrzymania odwodnienia

parkingów i MOP.

Zeszyt 5

. GDDKiA – Warszawa 2009.

6. Zalecenia dotyczące stosowania geosyntetyków w odwodnieniach

dróg.

Zeszyt 6

. GDDKiA – Warszawa 2009.

7. Ekologiczne zagadnienia odwodnienia pasa drogowego.

Zeszyt 7

.

GDDKIA – Warszawa 2009.

8. Edel R.: Odwodnienie dróg. WKiŁ. 2010

1

Do podstawowych funkcji systemu

odwodnienia

dróg należy zaliczyć:

-Skuteczne ujęcie i odprowadzenie wód opadowych
(zmniejszenie ich wpływu na degradację nawierzchni i
bezpieczeństwo ruchu),

-Skuteczne ujęcie i odprowadzenie wód przenikających
do konstrukcji nawierzchni i podłoża gruntowego,

-Obniżenie ZWG do poziomu wymaganego od spodu
konstrukcji nawierzchni

-Drenaż skarp gdy korpus drogi przecina warstwa
wodonośna,

-Odprowadzenie wód poza korpus drogi,

-Oczyszczenie wód ze szkodliwych zanieczyszczeń
pochodzących od użytkowników

2

System odwodnienia drogi tworzą:

-Odwodnienie powierzchniowe

– odprowadzenie wód

opadowych z powierzchni pasa drogowego i wód
napływających z przyległych do niego terenów,

-Odwodnienie wgłębne:

-Płytkie – odprowadzenie wody infiltracyjnej
przedostającej się w głąb konstrukcji nawierzchni,

-Głębokie – obniżenie ZWG,

-Drenaż skarp

– gdy korpus drogi przecina warstwa

wodonośna,

-Drenaż ochronny na terenach osuwiskowych

,

-Kanalizacja deszczowa

,

-Urządzenia do retencji i podczyszczania

wód

opadowych przed wprowadzeniem ich do odbiornika

3

Podział odwodnienia

I. powierzchniowe

muldy przydrożne
rowy przydrożne
ścieki i rynny uliczne
przepusty
zbiorniki retencyjne
zbiorniki

odparowujące

II. wgłębne

sączki
dreny
warstwy chłonne
rowy chłonne
studnie chłonne
zbiorniki chłonne
nawierzchnie

„przepuszczalne”

III. głębokie

rowy kryte
ścieki kryte
kanalizacja

deszczowa

4

Powierzchniowe odwodnienie zapewnia się
poprzez:

-

odpowiednie pochylenie poprzeczne jezdni i

chodników
- dobór właściwego rodzaju ścieku ulicznego i jego
odpowiednie pochylenie podłużne
- odpowiednie rozmieszczenie wpustów ulicznych

5

Zasady stosowania pochyleń

- Pochylenie poprzeczne jezdni na odcinkach

prostych powinno być nie mniejsze niż 2%.
-Na odcinkach przejściowych prawidłowy spadek w

kierunku ścieku należy uzyskać przez zastosowanie

odpowiedniego pochylenia podłużnego jezdni – tak,

aby w efekcie pochylenie ukośne było nie mniejsze

niż 0,7%

-Pochylenie poprzeczne chodników w kierunku

jezdni należy przyjmować 2%. Minimalne pochylenie

wynosi 1%.

6

-Ściek uliczny powinien mieć pochylenie podłużne

nie mniejsze niż 0,5% w kierunku studzienki

wpustowej.

-W przypadku ulic o pochyleniu niwelety mniejszym

niż 0,5% minimalne pochylenie podłużne ścieku

uzyskuje się przez łamanie niwelety dna ścieku. We

wklęsłych załomach ścieku należy umieszczać

wpusty uliczne.

7

-Wpusty uliczne należy umieszczać w określonych

odstępach wzdłuż ścieku oraz w następujących

miejscach:
-

w najniższych punktach niwelety ulicy

- we wklęsłych załamaniach dna ścieku
- przed skrzyżowaniami (na podstawie planu

warstwicowego)
- przed przejściami dla pieszych (od strony napływu

wody)

Przy

projektowaniu

skrzyżowań

zaleca

się

sporządzić plany warstwicowe jego powierzchni.

8

Muldy przydrożne

Powierzchnie rozciągające się wzdłuż pobocza drogi -
służą do zbierania wód opadowych spływających z
powierzchni dróg. Szerokość muld waha się od 1,0 do
2,5 m, natomiast głębokość powinna wynosić minimum
20 cm, nie powinna jednak przekroczyć 20% jej
szerokości.

9

Rowy przydrożne

• Zasady funkcjonowania rowów przydrożnych są takie same jak

muld, z tą różnicą, że ich przepustowość hydrauliczna jest
znacznie większa.

• Przekrój poprzeczny rowów może być

trapezowy, trójkątny

lub opływowy.

• Na

drogach szybkiego ruchu

stosuje się głównie

rowy trójkątne i opływowe

. Rowy trapezowe można

stosować tylko wtedy, gdy na koronie drogi przewiduje

się ustawienie skrajnej bariery ochronnej.

10

Rów trójkątny

• Odznacza się łagodnymi kształtami
• Wpływa na poprawę estetyki i warunków

bezpieczeństwa ruchu

• Korzystniejsze (nieniszczące) dla korpusu

warunki przepływu wody

• Głębokość – minimalnie 0,3 m
• Nachylenie skarpy wewnętrznej – 1:3
• Nachylenie skarpy zewnętrznej – od 1:3

do 1:5

11

Rów opływowy

• Odmiana rowu trójkątnego
• Lepiej wkomponowuje się w teren
• Promień wyokrąglenia:

– dla załomu – 2 m
– dla połączenia rowu z poboczem oraz

przyległym terenem – 1 - 2 m

• Pochylenie skarpy wewnętrznej – 1:3
• Pochylenie skarpy zewnętrznej – od 1:8 do 1:10

12

Rów trapezowy

• Głębokość rowu: 0,3–1,1 (1,2) m (tzw. zasadnicza

– 0,5 m)

• Szerokość dna rowu – co najmniej 0,4 m
• Pochylenie skarpy rowu – nie większe niż 1:1,5

13

Rynny drogowe (ścieki)

• Zaliczane są do grupy odwodnienia

powierzchniowego nazywanej ściekami. Przejmują
dopływające wody opadowe i odprowadzają je
poprzez wpusty do kanalizacji deszczowej lub do
odbiornika ścieków opadowych.

14

Rynny drogowe

• W budownictwie drogowym wyróżniamy

następujące rodzaje rynien:

– otwarte

•rynna przykrawężnikowa wydzielona
•rynna przykrawężnikowa zwykła
•rynna wahadłowa
•rynna muldowa

– zamknięte

•rynna skrzynkowa
•rynna szczelinowa zwykła
•rynna szczelinowa z krawężnikiem

15

Niweleta rowu

: w wykopie – równoległa do niwelety

krawędzi korony; w nasypie – w przybliżeniu równoległa

do terenu.

Zaleca się stosowanie

pochylenia niwelety

dna muldy i

rowu większego

od 0,50%.

Wyjątkowo

dopuszcza się pochylenie dna rowu

nie

mniejsze niż 0,20%

na terenie płaskim oraz pochylenie

nie mniejsze niż 0,10%

na terenie płaskim o gruntach

przepuszczalnych i na odcinkach wododziału.

Dla rowów, dla których prędkość przepływu wody w

rowie V > 0,2 m/s zaleca się przyjmować odpowiednie

umocnienia skarp i dna.

16

Przepusty drogowe

Służą do przeprowadzenia wód opadowych z
jednej strony drogi na drugą.

Projektuje się je w najniższych miejscach terenu
przy jednoczesnym zachowaniu odpowiednio
wysokiego (w typowym układzie) nasypu
drogowego.

Przepusty

mogą

także

służyć

do

przeprowadzenia pod korpusem drogowym
małych

potoków,

strumieni,

rowów

melioracyjnych itp.

17

Minimalne wymiary przepustów w zależności od

klasy drogi:

1.Szerokość

przekrojów prostokątnych, owalnych i

kołowych nie powinna być mniejsza niż:

- 1,0 m drogi klasy A, S

- 0,8 m drogi klas GP, G i Z
Dla pozostałych dróg, gdy długość przewodu

przepustu jest:

a) < 10 m – min 0,6 m
b)≥ 10 m – min 0,8 m

2.Wysokość

przewodów prostokątnych i owalnych

powinna wynosić:

- Przy długościach nie większych niż 20 m pod

drogami klas L i D – nie mniej niż 0,8m

- Przy długości nie większej niż 20 m pod drogami

wyższych klas – nie mniej niż 1,0 m,

- Przy długościach powyżej 20 m – nie mniej niż 1,20

m

18

Przepusty drogowe – podział:

A.Pod względem rozwiązań konstrukcyjnych

1. Przepusty sklepione
2. Przepusty rurowe
3. Przepusty płytowe
4. Przepusty ramowe
5. Przepusty powłokowo – gruntowe

B.Z uwagi na rodzaj zastosowanego materiału

1. Przepusty kamienne
2. Przepusty betonowe i polimerobetonowe
3. Przepusty żelbetowe
4. Przepusty z blach falistych
5. Przepusty z tworzyw sztucznych

19

C. Z uwagi na wykonawstwo

1. Przepusty prefabrykowane
2. Przepusty wykonywane w technologii „na mokro”

D. Z uwagi na kąt przecięcia osi drogi i osi cieku

wodnego

1. Pod kątem prostym
2. Pod innym kątem – zalecany 60-90 stopni

E. Z uwagi na hydraulikę przepływu wody

1. Bezciśnieniowe
2. Półciśnieniowe
3. Ciśnieniowe
4. Jedno- i wielootworowe
5. Hydrauliczne krótkie i hydrauliczne długie

20

Zbiorniki retencyjne

• Zbiorniki retencyjne z grawitacyjnym

odpływem możemy podzielić na:
- otwarte - ukształtowane najczęściej na
podobieństwo naturalnych zbiorników wodnych

– zamknięte – usytuowane najczęściej pod

poziomem terenu

Retencja

– czasowe zatrzymanie opadu atmosferycznego

na obszarze zlewni w zbiornikach, ciekach,
nierównościach terenu,

21

• Przy projektowaniu zbiorników retencyjnych

należy zwrócić uwagę na:

– prostą konserwację
– w miarę możliwości samoczynne oczyszczanie
– wysoką niezawodność wybranego rozwiązania
– łatwy dostęp do wejść roboczych i rewizyjnych

w przypadku zbiorników zamkniętych

– możliwość dojazdu sprzętem mechanicznym w

celach konserwacyjnych

22

Otwarte zbiorniki retencyjne

• Stosowane w przypadkach, gdy

wykluczone jest zagrożenie higieniczne

• Możliwe do wykonania stosunkowo

niewielkim nakładem finansowym

• Wkomponowane w teren otaczający i

ukształtowane na podobieństwo
naturalnych stawów

23

Zamknięte zbiorniki

retencyjne

• Stosowane w przypadku, gdy

zachodzi niebezpieczeństwo
zanieczyszczenia ścieków opadowych
substancjami wydzielającymi
nieprzyjemne zapachy

• Stosowane także, gdy brak jest

dostatecznie dużego terenu do
wykonania zbiornika otwartego

24

Zbiorniki odparowujące

• Należy unikać zbiorników odparowujących

przy drogach klas A, S, GP, oraz pobliżu miast.

• Stosuje się je w ostateczności, gdy zawiodą

wszelkie metody odprowadzenia wód
opadowych – np. na terenie bardzo płaskim o
nieprzepuszczalnym podłożu gruntowym.

25

Zbiorniki odparowujące

– Zaleca się projektowanie obustronnych zbiorników

odparowujących o minimalnych wymiarach 6m x
50m, maksymalnym napełnieniu do 1,5 m i
pochyleniu dna zbiornika 2% od drogi

– Projektowany poziom wody – minimum 0,6 m

poniżej krawędzi korony drogi i 0,4 m poniżej
terenu.

– Odległość zbiornika od zewnętrznej krawędzi

skarpy – minimum 20 m.

– Teren przyległy oddziela się od zbiornika wałem

ziemnym o wysokości 0,6 m do 0,8 m.

– Teren pomiędzy drogą a zbiornikiem należy

zadrzewić.

26

27

Ścieki przykrawężnikowe - przykłady

ODWODNIENIE ULIC

KANALIZACJA DESZCZOWA

Służy do podziemnego odprowadzenia wód opadowych. W skład
kanalizacji deszczowej wchodzą:
- Studzienki ściekowe,

- Studzienki rewizyjne,

- Kolektory,

- Wyloty kolektorów,

- Studzienki tzw. „ślepe” do połączeń studzienek ściekowych z
kolektorami.

Studzienki ściekowe

: lokalizuje się w najniższych

punktach, przed skrzyżowaniami, przed przejściami dla pieszych;
rozstaw zależy od powierzchni spływu, pochylenia ścieku i jego typu,
warunków klimatycznych. Zalecany rozstaw wpustów w zależności
od pochylenia ścieków:
< 0,3%: 40 – 50 m,
0,3 – 0,5%: 50 – 70 m,
0,5 – 1,0%: 70 – 100 m
> 1%: do 100 m

Studzienki rewizyjne

: lokalizowane w miejscach

najmniej narażonych na oddziaływanie kół samochodowych,
projektuje się gdy kolektor zmienia kierunek, rozgałęzia się,
zmienia średnicę lub pochylenie podłużne i w innych
sytuacjach w zależności od średnicy kolektora i odległości:
D = 0,4 – 0,6 m: 40 – 50 m,
D = 0,6 – 0,8 m: 50 – 60 m,
D = 0,8 – 1,0 m: 60 – 70 m,
D = 1,0 – 1,5 m: do 100 m

Lokalizacja kolektora:

-w pasie dzielącym drogi dwujezdniowej,

-w przekroju drogi jednojezdniowej: pod poboczem, pod
chodnikami, w pasie zieleni, wyjątkowo pod jezdnią (np. zwarta
zabudowa)

Wpusty deszczowe

• Wody opadowe przedostają się do wpustu kilkoma drogami:

– od góry – nasady jednospadowe lub muldowe
– z boku – nasady z wpustem bocznym
– jednocześnie od góry i z boku – nasady z wpustem

kombinowanym

32

ODWODNIENIE WGŁĘBNE

Drenaż głęboki

– przewody drenarskie założone

w gruncie poniżej granicy przemarzania i służą
do obniżenia poziomu wód gruntowych i
zabezpieczenia elementów torowiska ziemnego
drogi oraz nawierzchni przed wpływem wód
gruntowych.

Drenaż płytki

– przewody drenarskie lub

materiał drenujący założone są na spodzie koryta
drogowego lub nieco poniżej

33

Drenaż

•

Należy pamiętać, że o możliwości zastosowania
drenażu decyduje w dużej mierze rodzaj gruntów
podłoża.

•

Najlepsze efekty uzyskuje się przy gruntach
piaszczystych przepuszczalnych zalegających powyżej
warstw nieprzepuszczalnych.

34

Drenaż kombinowany

• Składa się z kanału zbiorczego i ułożonego

powyżej niego przewodu drenarskiego
przykrytego warstwą materiału filtracyjnego.

• Jako materiał do wykonania przewodu

filtracyjnego stosuje się kształtki z
materiałów ceramicznych lub tworzyw
sztucznych mających

na całym obwodzie

otwory chłonne, pozwalających na
przedostanie się wody przez jego ścianki.

35

Drenaż kombinowany

• Stosowany przy wykonywaniu

odwodnienia znajdującego się w osi
muldy w ciągu dróg klasy A i S w
celu zapewnienia ich możliwie
bezawaryjnego działania.

36

Warstwy filtracyjne

- Wody zbierające się w obrębie warstw
konstruk-cyjnych nawierzchni drogowej należy
w sposób skuteczny zebrać i odprowadzić
odpowiednio zaprojektowanym odwodnieniem.
- Warstwę filtracyjną należy wykonać jedno-
stopniowo lub wielostopniowo. Dla warstwy
wielostopniowej

grubość

poszczególnych

warstw nie powinna być mniejsza niż 20 cm.
-

Możliwe

jest

zastosowanie

tkaniny

geotekstylnej jako filtra, warstwy oddzielającej
lub też samodzielnej warstwy filtracyjnej.

37

Warstwy filtracyjne

- Podbudowę przyjmuje się jako warstwę
filtracyjną, jeżeli jest ona wykonana bez użycia
chemicznych środków wiążących (cementu lub
wapna).

- Ze

względów

odwodnieniowych

bardziej

korzystne

są

podbudowy

z

materiałów

wodoprzepuszczalnych.

- Przy

wykorzystaniu

materiałów

słabo

przepuszczal-

nych należy przewidzieć zabezpieczenie

warstw nawierzchni przed powstawaniem
wysadzin i kolein.

38

Warstwy filtracyjne

– Warstwa odsączająca jest warstwą podłoża

sztucznego, której głównym zadaniem jest
odprowadzenie widy przedostającej się w głąb
konstrukcji nawierzchni drogowej.

– Powinna być wykonywana wielowarstwowo, a

grubość warstwy powinna wynosić co najmniej
20 cm.

– Odprowadzenie wody z warstwy odsączającej

może odbywać się za pomocą drenażu ułożonego
na krawędzi warstwy, poprzez wyprowadzenie jej
na skarpę nasypu lub rowu przydrożnego albo
wykonanie sączków poprzecznych.

39

Urządzenia

odwadniające

drogę

muszą

odprowadzić

spływające

w

normalnych

warunkach wody opadowe bez wystąpienia szkód

w obrębie drogi i przyległego terenu. Warunkiem

prawidłowego zwymiarowania urządzeń jest

znajomość

wielkości

spływu

opadów

z

odwadnianej powierzchni.

Wymiarowanie przykładowych

elementów odwodnienia dróg

40

Zlewnie drogowe

Obszary w obrębie których zbierająca się woda opadowa
formuje się w strugi wodne i odpływa do odbiorników

Zlewnie charakteryzują procesy spływu, odpływu,
przepływu i retencji, związane z ukształtowaniem
pionowym zlewni; jej

wielkość

,

kształt i wymiary

;

sposób

zagospodarowania

powierzchni

terenu

zlewni

,

przepuszczalność gruntów, obecność obszarów leśnych i
różnego rodzaju roślinności, obecność naturalnych i
sztucznych zbiorników, koryt, cieków; zawilgocenie
powierzchni gruntów oraz poziom ZWG

.

Zlewnia to obszar, z którego wody spływają do ścieków i
rowów przydrożnych. Granicami zlewni jest oś jezdni lub
krawędź,

linie

wododziałów

w

zależności

od

ukształtowania terenu i obecności cieków terenowych.

41

Wybrane pojęcia:

-

Miarodajne natężenie opadu –

określany jest w zależności

od natężenia deszczu, czasu trwania i prawdopodobieństwa
pojawienia się

-

Częstotliwość wystąpienia deszczu

- okres czasu w

latach, w którym wystąpi deszcz o danym lub większym natężeniu.
Na podstawie częstotliwości wystąpienia deszczu określa się
prawdopodobieństwo „p” (intensywność jego powtórzenia się), C=10
lat, p =10% (klas A i S), C=5lat, p=20% (klasa GP), C=2 lata,
p=50% (klasa G i Z), C=1 rok, p =100% (klasa L i D)

-

Prawdopodobieństwo pojawienia się deszczu „p”

–

określa ile razy w przeciągu stulecia zostanie osiągnięte
przekroczenie danego natężenia deszczu

42

Metody obliczania wielkości spływów:

-Metoda stałych natężeń deszczu,

-Metoda natężeń granicznych

– polega na określeniu

dla każdego punktu sieci deszczu miarodajnego, czasu trwania i

natężenia. Maksymalne natężenie deszczu oblicza się na podstawie

wyznaczonego czasu trwania deszczu miarodajnego, uwzględniając:

czas przepływu od początku kanału do przekroju obliczeniowego,

czasu dopływu do kanału i czasu retencji kanałowej

-Metoda graficzna Vicari – Hauffa,
-Metoda współczynnika opóźnienia odpływu i

zmiennego współczynnika spływu

43

Dane wyjściowe do obliczenia ilości spływów

opadowych:

-natężenie i prawdopodobieństwo pojawienia się deszczu,
-współczynniki spływu poszczególnych części zlewni lub całej zlewni,
-czas trwania deszczu,
-cieki wodne jako odbiorniki wody.

Ogólny wzór do obliczania spływów deszczowych:

Q – natężenie spływu, [dm

3

/s]

φ – współczynnik opóźnienia odpływu (mniejszy od 1),
ψ – współczynnik spływu (mniejszy od jednego)
q – jednostkowe natężenie deszczu (na jednostkę pow.)
[dm3/(ha ∙ s)],
F – powierzchnia zlewni, [ha]

44

φ – współczynnik opóźnienia odpływu (

mniejszy od 1

),

n – współczynnik zależny od spadku i ukształtowania (

od

4 do 8

)

F – powierzchnia zlewni, [ha]

Dla

warunków przeciętnych

, tzn. prędkość wody ok. 1,2

m/s, a długość zlewni jest dwa razy większa niż szerokość
wartość „n” przyjmujemy

n= 6

.

Dla spadków mniejszych i zlewni wydłużonych

n = 4

, a

dla warunków przeciwnych

n=8

.

45

Współczynnik spływu

ψ

– wielkość charakteryzująca

każdą zlewnię. Iloczyn wielkości zlewni i współczynnika
spływu nazywamy zlewnią zredukowaną, a współczynnik
spływu wyraża stosunek ilości wody deszczowej (Q

sp

),

która spłynie z powierzchni, do ilości, która spada (Q

op

)

na tę powierzchnię według wzoru:

Współczynnik spływu

zależy od: rodzaju pokrycia terenu,

czasu trwania deszczu, natężenia deszczu, pochylenia
terenu, budowy geologicznej wierzchniej warstwy,
wilgotności gruntu, temperatura powierzchni.

46

Wartości współczynnika spływu ψ dla różnego

rodzaju

nawierzchni dróg

Rodzaj nawierzchni

ψ

Drogi bitumiczne

0,85-0,90

Bruki kamienne i klinkierowe

0,75-0,85

Bruki kamienne i klinkierowe bez
zalanych spoin

0,50-0,70

Bruki gorsze bez zalanych spoin

0,40-0,50

Drogi tłuczniowe

0,25-0,60

Drogi żwirowe

0,15-0,30

Powierzchnie niebrukowane

0,10-0,20

Parki, ogrody, łąki, zieleńce

0,00-0,10

Dla zlewni składających się z obszarów o zróżnicowanym
współczynniku

spływu

ustalamy

wartość

tzw.

zastępczego

współczynnika

spływu

na

podstawie

obliczenia

ważonego

współczynnika spływu

47

q

– natężenie deszczu miarodajnego, [dm3/(s∙ ha)]

t

– czas trwania deszczu miarodajnego, oznaczający czas spływu

pojedynczej cząstki deszczu z najbardziej oddalonego punktu do
przekroju obliczeniowego (t = L/V), [min]

A

– współczynnik zależny od prawdopodobieństwa pojawienia się

deszczu oraz średniej rocznej wysokości opadu.

Wartość

prawdopodobieństwa

pojawienia się

deszczu p, [%]

Wartość współczynnika A w

zależności od średniej rocznej

wysokości opadu h [mm]

Do 800

Do 1000

Do 1200

Do 1500

5

1276

1290

1300

1378

10

1013

1083

1136

1202

20

804

920

980

1025

30

592

720

750

796

50

592

720

750

796

100

470

572

593

627

48

Prędkość spływu (v) pojedynczej cząstki deszczu

po powierzchni

Powierz
. zlewni

Prędkość spływu v, [m/min]

Równinn

a,

i≤0,000

5

0,0005<i≤0

,02

Pagórkowat

a

0,02<1≤0,0

5

Podgórska

0,05<i≤0,

10

Górska

0,10<i≤0,

30

Bagnista

3,33-

6,66

6,66-12,5

12,5-25,0

-

-

Zalesion
a

6,66-

10,0

10,0 – 16,6

16,6-33,3

33,3-50,0

50,0-100,0

Łąki i

pastwisk
a

10,0-

16,6

16,6-33,3

33,3-50,0

50,0-100,0 100,0-

142,8

Z
małymi

żłobinam
i

16,6-

33,3

33,3-50,0

50,0-66,6

100,0-

142,8

142.8-

200,0

Z dużymi
żłobinam
i

-

-

66,6-100,0

100,0-

200,00

200,0-

250,0

Skalista

równa

-

-

-

125,0-

333,3

250,0-

500,0

49

Wymiarowanie przekroju poprzecznego

rowu drogowego

-Ustalenie

powierzchni i charakterystyki

zlewni,

-Obliczenie

wielkości (natężenia) spływu

wody

opadowej,
-Sprawdzenie

zdolności przepływowej

rowu:

-Określenie

prędkości dopuszczalnej

wody w rowie i

ustalenie sposobu umocnienia skarp i dna rowu

50

Zdolność przepływowa rowu

Q

r

= F ∙ v

Q

r

– przepływ [m

3

/s],

F – pole powierzchni czynnego przekroju [m

2

],

v - średnia prędkość przepływu wody w cieku [m/s]

k

st

– współczynnik chropowatości cieku w zależności od

umocnienia jego dna i ścian,
I

E

– spadek podłużny cieku,

R

h

– promień hydrauliczny

L

u

– obwód zwilżony, [m],

F – pole powierzchni czynnego przekroju, [m

2

]

51

Przekrój poprzeczny rowu jest prawidłowo
zaprojektowany, jeżeli:

1. Q

r

> Q

, przy założonej głębokości

napełnienia rowu

2. v > v

dop

., przy założonym umocnieniu dna i

skarp rowu

52

Wymiarowanie przekroju poprzecznego

przepustu/małego mostu

W przypadku przepływu bezciśnieniowego rozróżnia się
dwa przypadki:
-przepływ bez spiętrzenia (energia przepływu w
przekroju niezabudowanym jest na tyle duża aby
prędkość potrzebna do przepustu można było osiągnąć w
ruchu spokojnym),

-przepływ ze spiętrzeniem (energia strumienia wody
jest zbyt mała aby nastąpił przepływ przez obiekt, woda
podnosi się tak długo aż zgromadzona energia będzie
wystarczająca do wywołania przepływu równomiernego)

53

54

Wymiarowanie światła przepustu wymaga
określenia:
-kształtu przekroju,
-typu wlotu,
-długości, rzędnych posadowienia i pochylenia
podłużnego,
-schematu obliczeniowego.

Przy projektowaniu przepustu o przekroju
kołowym o niezatopionym wlocie i wylocie
poziom wody w przepuście

nie powinien

przekraczać 0,8 x D

(średnica przepustu)

Przepływ obliczeniowy – przekrój kołowy –

ruch spokojny:

Q = μ∙ f

1

∙ v,

μ – współczynnik kontrakcji,
Q – przepływ obliczeniowy [m

3

/s],

f

1

– pole powierzchni czynnej przekroju [m

2

],

v – prędkość wody w przepuście, [m/s]

Typ głowicy wlotowej przepustu

jednootworowego

Współczynnik

kontrakcji μ

Wlot poszerzony, skrzydła
krzywoliniowe

0,90

Wlot poszerzony, skrzydła rozwarte

0,85

Skrzydła prostopadłe do osi drogi

0,80

Głowica kołnierzowa

0,75

Przepust na cieku przenoszącym
rumowiska

0,50

55

Zakładamy:

- poziom wody w przepuście o niezatopionym wlocie

0,8

D

(co odpowiada wartości

f

1

= 0,6736 D

2

) oraz

maksymalną dopuszczalną prędkość

v

max

można określić

minimalną średnicę przepustu na podstawie wielkości
przepływu jednostkowego ze wzoru:

-przyjmujemy średnicę:

D ≥ D

min

.

56

57

-dla przyjętej wartości średnicy

D

obliczamy głębokość

wody w przepuście

h

o

:

Q – przepływ obliczeniowy,
μ – współczynnik kontrakcji, [-],
D – przyjęta średnica przepustu

-Sprawdzamy warunki początkowe (jeżeli nie są
spełnione – analiza innego przypadku – literatura):

h

o

> a

0,2 D ≤ h

o

≤ 0,8D

a – wysokość miarodajna wody w miejscu
projektowanego przepustu

-Obliczamy podstawowe parametry hydrauliczne (wg wzorów
uproszczonych):

-obwód zwilżony

c – odległość pomiędzy zwierciadłem wody w rurze a

płaszczyzną

przechodzącą przez oś rury,

- powierzchnię przepływu

f

h

:

- promień hydrauliczny:

-prędkość wody przy napełnieniu ho:

58

Filtracja wody pod przepustem

Może wystąpić na skutek różnicy poziomów wody między wlotem i
wylotem.

Obliczenie filtracji wykonuje się w celu określenia minimalnej drogi
filtracji, przy której nastąpiłoby wyeliminowanie szkodliwego
mechanicznego rozmycia gruntu.

Obliczeń filtracji nie przeprowadza

się gdy:

-przepust jest zbudowany na skale,
-maksymalna różnica poziomów wody górnej i dolnej jest mniejsza
niż 5%

Minimalna długość drogi filtracji powinna wynosić:

-Dla filtracji pod fundamentem przepustu:

L

f

= C

L

∙ ∆h

-Dla filtracji obok przepustu:

L

f

= 0,75 ∙ C

L

∙ ∆h

L

f

– minimalna długość drogi filtracji, [m]

C

L

– współczynnik zależny od rodzaju gruntu

∆h – różnica poziomów powyżej i poniżej przepustu, [m]

59

60

Grunt podłoża

Współczynnik

C

L

Piasek pylasty, muły, pyły

8,5

Piasek drobnoziarnisty

7,4

Piasek średnioziarnisty

6,0

Piasek gruboziarnisty

5,0

Pospółka

4,0

Żwir

3,5

Rumosz

3,0

Gliny średniospoiste

3,0

Gliny bardzo spoiste

2,0

Iły

1,6

Rzeczywista długość drogi filtracji L

o

powinna być

większa od wyznaczonej minimalnej wartości L

f

(L

o

> L

f

).

Drogę Lo wyznacza się ze wzoru:

L

o

= (1/3) ∙ ∑L

s

+ ∑L

h

L

o

– rzeczywista długość drogi filtracji, [m]

L

s

– długości poziome filtracji [m]

L

h

– długości pionowe filtracji [m]

61