Highway pavements are divided into two main categories: rigitand flexible. 

The wearing surfaceof a rigid pavement is usually constructed of Portland cement concrete such that it acts like a beam over any irregularities in the underlying supporting material. 

The wearing surface of flexible pavements, on the other hand, is usually constructed of bituminous material such that they remain in contact with the underlying material even when minor irregularities occur.

Flexible pavements usually consist of a bituminous surface underlaid with a layer of granular material and a layer of a suitable mixture of coarse and fine materials. 

Coarse aggregates 

  Fine aggregates

Traffic loads are transferred by the wearing surface to the underlying supporting materials through the interlocking of aggregates, the frictionaleffect of the granular materials, and the cohesion of the fine materials.

Flexible pavements are further divided into three subgroups: high type, intermediate type, and low type. High-type pavements have wearing surfaces that adequately support the expected traffic load without visible distress due to fatigue and are not susceptible to weather conditions. 

Intermediate-type pavements have wearing surfaces that range from surface treated to those with qualities just below that of high-type pavements. Low-type pavements are used mainly for low-cost roads and have wearing surfaces that range from untreated to loose natural materials to surface-treated earth.

The components of a flexible pavement include the subgradeor prepared roadbed, the subbase, basecourse, and the surface course (Fig.11.1). 



Upper surface course

Middle surface course 

Lower surface course 

The performance of the pavement depends on the satisfactory performance of each component, which requires proper evaluation of the properties of each component separately.

The subgrade  is usually the natural material located along the horizontal alignment of the pavement and serves as the foundation of the pavement structure. 

The subgrademay also consist of a layer of selected borrow materials, well compacted to prescribedspecifications.



Compacting plant   

Compaction device  

Compactness 

It may be necessary to treat the subgrade material to achieve certain strength properties required for the type of pavement being constructed.

Located immediately above the subgrade, the subbase component consists of a superior quality to that which generally is used for subgrade construction. The requirements for subbase materials are usually given in terms of the gradation, plastic characteristics, and strength. When the quality of the subgrade  material meets the requirements of the  subbase material, the subbase  component may be omitted. 

In cases where suitable subbase  material is not readily available ,the available material can be treated with other materials to achieve the necessary properties. This process of treating soils to improve their engineering properties is know as stabilization.

The base course lies immediately above the subbase. It is placed immediately above the subgrade if a subbase course is not used.

This course usually consists of granular materials such as crushed stone, crushed or uncrushed. 

The specifications for base course materials usually include stricter requirements than those for subbase materials, particularly with respect to their plasticity, gradation, and strength. 

Materials that do not have the required properties can be used as base materials if they are properly stabilized with Portland cement, asphalt, or lime .

In some cases, high-quality base course materials may also be treated with asphalt or Portland cement to improve the stiffness characteristics of heavy-duty pavementsThe surface course is the upper course of the road pavement and is constructed immediately above the base course. The surface course in flexible pavement usually consists of a mixture of mineral aggregates and asphaltic materials. 

It should be capable of withstanding high tire pressures, resisting the abrasive forces due to traffic, providing a skid-resistant driving surface, and preventing the penetration of surface water into the underlying layers. 

The thickness of the wearing surface can vary from 3 in. to more than 6 in.（inch，英寸，2.54cm） , depending on the expected traffic on the pavement. It was shown that the quality of the surface course of a flexible pavement depends on the mix design of the asphalt concrete used.

Rigid highway pavements usually are constructed to carry heavy traffic loads, although they have been used for residential and local roads. Properly designed and constructed rigid pavements have long service lives and usually are less expensive to maintain than the flexible pavements.

The Portland cement concrete commonly used for rigid pavements consists of Portland cement, coarse aggregate, fine aggregate, and water. Steel reinforcing rods may or may not be used, depending on the type of pavement being constructed.

Rigid highway pavements be divided into three general type: plain concrete pavements, simply reinforced concrete pavements, and continuously reinforced concrete  pavement. The definition of each pavement type is related to the amount of reinforcement used.

Plain concrete pavement has no temperature steel or dowels for load transfer. However, steel tie bars are often used to provide a hingeeffect at longitudinal joints and to prevent the opening of these joints. Plain concrete pavements are used mainly on low-volume highways or when cement-stabilized soils are used as subbase. 

Joints are placed at relatively shorter distances (10 to 20 ft) than with the other

types of concrete pavements to reduce the amount of cracking. 

In some case, the transverse joints of plain concrete pavements are skewed about 4 to 5 ft in plan, such that only one wheel of a vehicle passes through the joint at a time. This helps to provide a smoother ride.

Simply reinforced concrete  pavements have dowels for the transfer of traffic loads across joints, with these joints spaced at larger distances, ranging from 30 to 100 ft. Temperature steel is used throughout the slab, with the amount dependent on the length of the slab. Tie bars are also commonly used in longitudinal joints.

Continuously reinforced concrete pavements have no transverse joints, except construction joints or expansion joints when they are necessary at specific positions, such as at bridges. 

These pavements have a relatively high percentage of steel, with the minimum usually at 0.6 percent of the cross section of the slab. They also contain tie bars across the longitudinal joints.

Bituminous Surface Courses

The bituminous surface course has to provide resistance to the effects of repeated loading by tyres and to the effects of the environment. 

In addition, it must offer adequate skid resistance in wet weather as well as comfortable vehicle ride. It must also be resistant to rutting and to cracking. 

It is also desirable that surface course is impermeable, except in the case of porous asphalt.

Hot rolled asphalt (HRA) is a gapgraded material with less coarse aggregate. In fact it is essentially a bitumen/fine aggregate/filler mortar into which some coarse aggregate is placed. 

The mechanical propertiesare dominated by those of the mortar. This material has been extensively used as the wearing course on major road in the UK, though its use has recently declined as new materials have been introduced. 

It provides a durablelayer with good resistance to cracking and one which is relatively easy to compact. The coarse aggregate content is low (typically 30%) which results in the compacted mixture having a smooth surface. Accordingly, the skid resistance is inadequate and precoated chippings are rolled into the surface at the time of laying to correct this deficiency.

In Scotland, HRA wearing course remains the preferred wearing course on trunk roads including motorway but， since 1999 thin surfacings have been the preferred option in England and Wales. Since 1999 in Northern Ireland, HRA wearing course and thin surfacings are the preferred permitted options. 

Porous asphalt (PA) is a uniformly graded material which is designed to provide large air voids so that water can drain to the verges within the layer thickness. If the wearing course is to be effective, the basecourse below must be waterproof and the PA must have the ability to retain its open textured properties with time. 

Thick binder films are required to resist water damage and ageing of the binder. In use, this material minimizes vehicle spray, provides a quiet ride and lower rolling resistance to traffic than dense mixtures. 

It is often specified for environmental reasons but stone mastic asphalt (SMA) and special thin surfacings are generally favoured in current UK practice. There have been high profile instances where a PA wearing course has failed early in its life. The Highways Agency does not recommend the use of a PA at traffic levels above 6000 commercial vehicles per day.

Asphaltic concrete and dense bitumen macadam (DBM) are continuously graded mixtures similar in principle to the DBMs used in roadbases and basecourses but with smaller maximum particle sizes. Asphaltic concrete tends to have a slightlydenser grading and is used for road surfaces throughout the world with the excepting of the UK. 

It is more difficult to meet UK skid resistance Standards with DBMs  than HRA, SMA or PA. This problem can be resolves by providing a separate surface treatment but doing so generally makes DBM economically unattractive.

Stone mastic asphalt (SMA) material was pioneeredin Germany and Scandinavia and is now widely used in the UK. SMA has a coarse, aggregrate skeleton, like PA, but the voids are filled with a fine aggregate/filler /bitumen mortar. 

In mixtures using penetration grade bitumen , fibres are added to hold the bitumen within the mixture (to prevent “binder drainage”). 

  Bitumen      

 oil bitumen( earth oil)

 natural bitumen

Tar 

Where a polymer modified bitumen is used, there is generally no need for fibres. SMA is a gap-graded material with good resistance to rutting and high durability. 

  modified bitumen 

SBS

SBR

PE\\EVA

It differs from HRA in that the mortar is designed to just fill the voids in the coarse aggregate whereas, in HRA, coarse aggregate is introduced into the mortar and does not provide a continous stone matrix. The higher stone content HRAs ,however, are rather similar to SMA but are not wide used as wearing courses in the UK, being preferred for roadbase and basecourse construction. 

A variety of thin and what were called ultra thin surfacings (nowadays, the tendency is to use the term ‘thin surfacings’ for both thin and ultra thin surfacings ) have been introduced in recent years, principally as a result of development work concentrated in France. 

These materials vary in their detailed constituents but usually have an aggregate grading similar to SMA and often incorporate a polymer modified bitumen. 

They may be used over a high stiffness roadbase and basecourse or used for resurfacing of existing pavements. For heavy duty pavements (i .e those designed to have a useful life of forty years), the maintenance philosophy is one of minimum lane occupancy, which only allows time for replacement of the wearing course to these ‘long life’ pavement structures. The new generation of thin surfacings allows this to be conveniently achieved. 

The various generic mixture types described above can be compared with respect to their mechanical properties and durability characteristics by reference to Fig.12.1. This shows, in principle, how low stone content HRA, asphaltic concrete, SMA and PA mixtures mobilize resistance to loading by traffic.

Asphaltic concrete (Fig.12.1a)) presents something of a compromise when well designed, since the dense aggregate grading can offer good resistance to the shear stresses which cause rutting, while an adequate binder content will provide reasonable resistance to the tensile stresses which cause cracking. 

In general, the role of the aggregate dominates. DBMs tend to have less dense gradings and properties which, therefore, tend towards good rutting resistance and away from good crack resistance.

HRA (Fig.12.1b)) offers particularly good resistance to cracking through the binder rich mortar between the coarse aggregate particles. This also provides good durability but the lack of coarse aggregate content inhibits resistance to rutting.

SMA and PA are shown in the same diagram ( Fig.c)) to emphasis the dominant role the coarse aggregate. In both case, well coated stone is used. In PA, the void space remains available for drainage of water, whilst in SMA, the space is occupied by a fine aggregate/ filler/ bitumen/ fibre mortar. 

Both materials offer good rutting resistance through the coarse aggregate content. The tensile strength of PA is low whilst that of SMA is probably adequate but little mechanical testing data have been reported to date.

Drainage for Road and Airports

Provision of adequate drainage is important factor in the location and geometric  design of road and airports. Drainage facilities  on any highway, street and airport should adequately provide for the flow of  water away from the surface of the pavement to properly designed channels. 

Inadequate drainage will eventually result in serious damage to the structure. 

In addition, traffic may be slowed by accumulated water on the pavement, and accidents may occur as a result of hydroplaning and loss of visibility from splash and spray. The importance of adequate drainage is recognized in the amount of highway construction dollars allocated to drainage facilities. About 25 percent of highway construction dollars are spent for erosion control and drainage structures, such as culverts, bridges, channels, and ditches. 

Highway Drainage Structures

One of the main concerns of the highway engineer is to provide an adequate size structure, such that the waterway opening is sufficiently large to discharge the expected flow of water. 

Inadequately sized structures can result in water impounding, which may lead to failure of the adjacent sections of the highway due to embankments being submerged in water for long periods.

The two general categories of drainage structures are major and minor. Major structures are those with clear spans greater than 20 feet, whereas minor structures are those with clear spans of 20 feet or less . 

Major structures are usually large bridges, although multiple-span culverts may also be included in this class. Minor structures include small bridges and culverts.

Emphasis is placed on selecting the span and vertical clearancerequirements for major structures. The bridge deck should be located above the high water mark .The clearance above the high water mark depends on whether the waterway is navigable

If the waterway is navigable, the clearance above the high water mark should allow the largest ship using the channel to pass underneath the bridge without colliding with the bridge deck. The clearance height, type, and spacing of piers also depend on the probability of ice jams and the extentto which floating logs and debris appear on the waterway during high water.

An examination of the banks on either side of the waterway will indicate the location of the high water mark, since this is usually associated with signs of erosion and debris deposits. Local residents, who have lived near and observed the waterway during flood stages over a number of years, can also give reliable information on the location of the high water mark. Stream gauges that have been installed in the waterway for many years can also provide data that can be used to locate the high water mark.

Minor structures, consisting of short-span bridges and culverts, are the predominant  type of drainage structures on highways. Although openings for these structures are not designed to be adequate for the worst flood conditions, they should be large enough to accommodate the flow conditions that might occur during the normal life expectancy of the structure. 

Provision should also be made for preventing clogging of the structure due to floating debris and large boulders rolling from the banks of steep channels.

Culverts are made of different materials and in different shapes. Materials used to construct culverts include concrete（ reinforced and unreinforced）, corrugated steel, and corrugatedaluminum. Other materials may also be used to line the interiorof the culvert to prevent corrosion and abrasionor to reduce hydraulic resistance. For example, asphaltic concrete may be used to line corrugated  metal culverts. The different shapes normally used in culvert construction include circular, rectangular (box), elliptical, pipe arch, metal box, and arch. 

The drainage problem is increased in these areas primarily for two reasons: the impervious nature of the area creates a very high runoff; and there is little room for natural water courses. It is often necessary to collect the entire storm water into a system of pipes and transmit it over considerable distances before it can be loosed again as surface runoff. This collection and transmission further increase the problem, since all of the water must be collected with virtually no pending, thus eliminating any natural storage; and through increased velocity the peak runoffs are reached more quickly. 

Also, the shorter times of peaks cause the system to be more sensitive to short-duration,high intensive rainfall.Storm sewers,like culverts and bridges,are designed for storms of various intensity-return-period relationships, depending upon the economy and amount of ponding that can be tolerated. 

Airport Drainage 

The problem of providing proper drainage facilities for airports is similar in many ways to that of highways and streets. However, because of the large and relatively flat surface involved, the varying soil conditions, the absence of natural water courses and possible side ditches, and the greater concentration of discharge at the terminus of the construction area, some phases of the problem are more complex. For the average airport the over-all area to be drained is relatively large and an extensive drainage system is required. The magnitude of such a system makes it even more imperative that sound engineering principles based on all of the best available data be used to ensure the most economical design. 

Overdesigning of facilities results in excessive money investment with no return, and underdesigning can result in conditions hazardous to the air traffic using the airport. In order to ensure surfaces that are smooth, firm, stable, and reasonably free from flooding, it is necessary to provide a system which will do several things.It must collect and remove the surface water from the airport surfaces; intercept and remove surface water flowing toward the airport from adjacent areas; collect and remove any excessive subsurface water beneath the surface of the airport facilities and in many cases lower the ground-water table; and provide protection against erosion of the sloping areas. 

路面

公路的路面被分为两类：刚性的和柔性的。刚性路面的磨耗层通常用水泥混凝土铺筑，其作用像梁一样，放在不平整的下承层上。另一方面，柔性路面的磨耗层通常用沥青材料铺筑，即使在有小的不平整出现的情况下，它们也可以保持和下层材料的接触。柔性路面通常由两层组成，一层为下撑有一层粒料材料的沥青层；另一层为粗细集料适当混合的混合层。磨耗层通过集料间的嵌锁力、粒料间的摩擦力以及细集料的粘聚力，将车辆荷载传递给下承层材料。

柔性路面进一步分为三个子群：高级、中级和低级。高级路面有磨耗层，足以承受预期的交通荷载，而不会出现明显的疲劳破坏，并且不易受气候的影响。中级路面的磨耗层可以介于高级路面磨耗层与简单路面处理之间。低级路面主要应用于低成本路面，其表面是从未处理的松散的天然材料到处理过的表面泥土。

柔性路面的组成部分包括地基、建筑好的路基、底基层、基层和面层。面层又分为：上面层、中面层、下面层。

道路的性能取决于每个成分的良好性能，它要求分别对每个组件的性能适当的评价。

路基通常是道路沿线的天然材料，它是路面结构的基础。路基也可以由一层按规定标准压实的借用材料选择组成。根据修建路面类型的需要，有时对路基材料进行处理以达到一定的力学性能是很必要的。位于路基上，底基层组件通常由被用于路基工程的那种优秀的组件构成。底基层材料的要求通常依照级配、塑性和强度。当路基材料的质量达到底基层材料的要求时，底基层这一组件就会被省略。如果无法轻易得到合适的底基层材料，也可以将现有材料与其他材料加工以达到必要的性能。这个改善土壤的过程是为了提高工程性质，就像我们已经知道的稳固处理一样。基层位于底基层之上。如果不使用底基层则位于路基之上。基层是由粒料材料比如被压碎过的或者解压过的碎石。基层材料关于其塑性、级配和强度的特性的标准通常比底基层的材料要求更严格。当材料性能不符合要求时，如果使用水泥、沥青或石灰进行适当的加固处理后，也可以用于基层。有时侯，质量好的基层材料也需要用沥青或水泥进行稳定，以提高重交通路面的刚度。面层作为道路的最上层建于基层之上。柔性路面的面层通常由矿质集料和沥青材料的混合料组成。它要能够承受高强度的轮胎压力，抵抗交通带来的磨耗力，提供抗滑的行驶层，防止表面的水渗入到底层。磨耗层的厚度变化从3英寸到大于6英寸，它取决于道路的预期交通情况。结果显示，柔性路面的面层质量取决于所使用的沥青混泥土的混合料设计。

 刚性公路通常建造的能够承载重载交通，尽管它们曾经被用作住宅和地方道路。适当的设计和建造使刚性公路有很长的使用寿命，而且维护费用通常比柔性路面低。通常用于刚性公路的硅酸盐水泥混泥土是由硅酸盐水泥、粗集料、细集料和水组成。钢筋棒可不可以使用取决于正在构建的道路的类型。刚性公路被分为3个主要类型：素混凝土道路、普通加筋混凝土道路和连续配筋混凝土道路。每种道路类型的定义关系到加筋量的使用。素混凝土道路没有对荷载的温度伸缩筋和传力杆。常使用钢筋拉杆会给纵向接缝提供一个铰接效果。素混凝土公路主要用于低级别公路或者是当水泥稳定土被用于底基层的时候。接缝放置在相比其他公路类型相对较短的距离（10到20英尺）以减少破裂数量。

有些时候，素混凝土公路的横向接缝在平面图上斜交4到5英尺，这样，在同一时间只有一辆车的一个车轮经过。这有助于驾驶更平稳。普通加筋混凝土道路接缝处有传力杆传递荷载，这些接缝间有较大距离，一般为30到100英尺。温度伸缩筋被用于板之间，其数量取决于板的长度。拉杆也通常被用于纵向接缝中。

连续配筋混凝土道路除了在特殊位置有必要的施工缝和胀缝外，没有横向接缝，例如桥上。这种道路有相对较高的钢材百分比，最小通常为板横截面的0.6%。他们的纵缝中也包含拉杆。

沥青面层

沥青面层必须要承受轮胎的重复荷载作用和环境的影响。另外，路面不仅要行车舒适，在雨天还要有足够的抗滑能力。同时它也必须抗车辙和裂缝。表层除非是多空隙沥青面层的情况下，否则不渗水的面层才合适。

热压沥青混凝土是一种含有少量粗集料的间断级配材料。实际上，它在本质上是一种放置在部分粗集料中的沥青/细集料/填料胶浆。它的力学性能主要受沥青胶浆的影响。这种材料已被广泛运用到英国主要道路的磨损层面上，尽管最近由于新材料的引入减少了它的用量。

热压沥青混凝土耐久性好，抗裂性好，并且易于压实。粗集料含量低（通常是30%）会使压实后的混合料表面光滑从而引起抗滑性不足。因此，预浇石屑被压制在表面来改正这一不足之处。在苏格兰，热压沥青混凝土磨耗层仍然是干线道路首选的一层，包括高速公路，但是自从1999年开始薄层表面处治优先被用于英格兰和威尔士。自1999年以来，在北爱尔兰热压沥青混凝土磨耗层和薄层表面处治是允许优先选择的。

多孔沥青路面是被用于提高大空隙率的均匀级配材料。这样，层中可以排水到路肩。如果磨耗层是有效的，那么下面的基层必须是防水的，多孔沥青路面的开放纹理特性必须不随时间推移而改变。

厚的吸附沥青膜要求抗水损害粘合剂的老化。在使用中，这种材料使车辆水雾减少，提供一个安静的乘坐环境和比密级配混合料的滚动阻力低的交通环境。出于环境原因薄层表面处治经常是指定的，而沥青玛蹄脂碎石和特殊的面层通常优先在英国使用。多孔沥青路面磨耗层在早期有过高纵断面失败的实例。公路局不推荐每天交通水平在6000以上商务车的路面使用多孔性沥青路面。

沥青混凝土和密级配沥青碎石是连续级配混合料，其原理同用于基层的沥青碎石类似，最大粒径要小一些。沥青混凝土有些稍微的分级，被用于全世界范围内除了英国的道路表面。适合英国密级配沥青碎石的抗滑标准比热压沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石和多孔沥青路面还要困难。这个难题可以通过提供一个的表面处理解决，但通常这样做会使密级配沥青碎石没有了经济吸引力。

沥青玛蹄脂碎石材料是在德国和斯堪的那维亚半岛开始使用的，现在广泛应用在英国。沥青玛蹄脂碎石有种粗粒的、碎石骨架，像多孔沥青路面一样，但是空隙中充满了细集料/填料/沥青胶泥。在混合物中使用石油沥青、纤维，并吸附在沥青上阻止“粘合剂排水”。沥青分为：石油沥青、天然沥青、焦油。

在使用聚合物改性沥青时通常不需要纤维。沥青玛蹄脂碎石是一种具有良好抗车辙性能和高耐久性的间断级配材料。与热压沥青混凝土不同的是胶泥仅仅被设计填在粗集料的空隙中，而热压沥青混凝土是在胶泥中加入粗集料，并不提供矿质骨架。然而，热压沥青混凝土含石量越高，与沥青玛蹄脂碎石类似，除了不广泛应用在英国的磨耗层，优先使用于路基和基层建设中。

薄层甚至超薄层表面处治（现在，趋向于对薄层和超薄层表面处治都使用术语“薄层表面处治”）近年来被引入到法国的主要发展工作中。这些材料在详细成分中存在差异，但是它们通常有集料分级，而且与沥青玛蹄脂碎石类似，经常添加聚合物改性沥青。它们可能被使用在高刚性路基和基层上或者用在现存道路的翻修路面上。对于一些重型道路（例如使用年限在40年的道路），维护哲学是一个最低车道占有率，就是对这些“长寿命”建造的道路仅仅允许磨耗层的更换时间。新一代的薄层表面处治能使这些要求轻松的实现。上述的不同种类的混合类型能够从它们的机械性能和耐久性方面来比较，参考Fig.12.1。这表明，原则上，热压沥青混凝土、沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石和多孔沥青路面的混合物含石量对于交通荷载流动阻力来说是很低的。有良好设计的沥青混凝土显示一种折衷方案，因为密集料级配能够提供当引起车辙时良好的抗剪切应力，当开裂时合适的粘合剂容量将提供合理的抗拉应力的阻力。

总之，集料的角色占主要地位。密级配沥青碎石倾向于低密度的级别，因此倾向于具有良好的抗车辙性能和远离良好的抗裂性能。热压沥青混凝土通过粘合剂丰富粗集料颗粒之间的胶泥提供特别好的抗开裂性能。这也提供了良好的耐久性但粗集料含量的缺乏抑制了抗车辙性。沥青玛蹄脂碎石和多孔沥青路面都用了相同的图表来强调粗集料的主导地位。在这两个案例中使用的是充分地涂上了石。在多孔沥青路面中，空隙仍然可用于排水，而在沥青玛蹄脂碎石中，空隙被细集料/填料/沥青/纤维砂浆占满。两种材料都通过粗集料提供了良好的抗车辙能力。多孔沥青路面的抗拉能力低而沥青玛蹄脂碎石的抗拉能力可能是合适的，但是至今没有机械测试数据已报告的日期。

道路和机场的排水

在道路和机场的定位及图形设计中，适当排水的规定是重要构成因素。任何等级的公路、城市道路、机场的排水设施，都应使水流远离路面，而排到合理设计的沟渠中。排水不足最终将导致建筑物的严重损害。此外，在公路有积水时交通应该减速，水滑现象会导致事故发生，喷溅和喷洒使能见度降低。公路建设资金被分配到排水设施可以看出适当排水的重要性是被公认的。大约百分之二十五 的公路建设资金被用于冲刷控制和排水设施，如涵洞、桥、隧道和沟等。

公路排水结构物，道路工程师的一个主要关注点是提供适当大小的结构物，例如有足够大的过水孔径排出预期的水流。结构物尺寸不够将造成积水，使临近道路的路基由于长期浸泡在水中而产生破坏。这两大类排水设施分别是主要的和次要的。大型结构物的净跨径大于20英尺，而次要结构物净跨径为20英尺或更小。大型结构物通常是大型桥梁，因此多孔涵洞在这节课也被引入介绍。大型结构物包括小桥和涵洞。大型结构物的重点放在选择跨度和垂直净空上。桥面必须位于高水位线上面。净空是否在高水位线上面取决于水路是否可通行。如果水路可通行，那么净空在高水位线上方必须允许最大的船在不碰撞桥面的情况下使用隧道通过桥。桥墩的净空高度、类型和间距也取决于冰块拥塞的能力和高水位时水面上漂浮的圆木和垃圾的程度。在水路任何一边岸的检查表明了高水位线的位置，因为这通常与冲刷的标志和沉淀物碎片有关。已经住在附近多年的居民，他们观察到的洪水期水位，也能提供高水位线的可靠资料。已经安装在水路上很多年的水文站也可以提供用来找到高水位线的数据。由短跨径的桥和涵洞组成的大型结构物是公路上排水设施的主要类型。尽管这些建筑的开始不是为了在洪水泛滥时而设计的，但它们在建筑物的正常使用年限内必须尽可能的适应可能发生的情况。必须有措施防止漂浮的垃圾和从较陡的沟渠堤坝上滚落的巨石阻塞河道。涵洞是由不同的材料组成的，有不同的形状。建造涵洞的材料包括混凝土（压实的和未压实的）、波纹钢筋和波状的铝。其它的材料被用作涵洞内部的衬里以阻止腐蚀、磨损或是减少水压的阻力。例如，沥青混凝土可用于金属波纹线涵洞。不同的形状通常用于涵洞建筑物包括圆形的、矩形的、椭圆形的、管道拱形的、金属盒形的和拱形的。

城市风暴排水，在都市区和郊区，径流水通过排水建筑物的系统处理被称为雨水管和它们的附属物。在这些区域内排水的难度很大，这有两个原因：这些区域不透水的本质导致了很大的径流；自然水流的空间很小。收集整个风暴水进入管道的系统在它成为地表径流再次损耗之前传送它相当大的距离通常是必要的。这种收集与传递更增加了问题，因为所有水在实际上没有积水之前就要被收集，从而消除任何自然存储，尽管最大流量增加的速度会更快。同时，短时间的高峰期是系统对持续时间短、密集的降雨更为敏感。暴风雨下水道，像涵洞和桥梁是专门为了各种强度重现期关系的暴风雨而设计，这取决于经济和可接受的积水的数量。

机场排水，为机场提供合适的排水设施的难题在很多方面与公路和街道类似。但是，因为大范围相对较平坦的表面涉及不同的土地条件、天然水道的缺乏和可能的边沟，还有建筑物区域的终点更大流量的集中，有些时期的难题更复杂。对于一般机场的排水相对大的所有区域来说，一个大范围的排水系统是必须的。这一系统的宏大，使人们更加迫切地采用可靠的工程原理（建立在所有最合理的数据基础上的），以保证设计最经济。对设施过于安全的设计会导致过多钱的投资没有回报，而欠安全的设计会导致使用机场的空中交通可能有危险。为了保证表面光滑、坚固、稳定，合理的脱离洪水，必须提供一个可靠的系统。这个系统必须会收集和去除机场表面的地表水、阻断和移动从邻近地区向机场的表面水流、收集和移动任何在机场设施表面下过度的和低于地下水位的很多区域的地下水、提供可以防止潮湿区域的腐蚀的保护。下载本文