道路涵洞不僅僅是“路下的管道”,而是一個精心設計的結構,由多個相互關聯的組件組成,旨在安全輸送水流,同時支撐上方的道路。雖然涵洞的設計因類型(管道、箱形、拱形等)和材料(混凝土、金屬、高密度聚乙烯等)而異,但許多道路涵洞系統通常都包含以下組件:

1. 進水口
進水口是水進入涵洞的入口。其設計至關重要,因為它會影響水力效率和碎屑控制。進水口的配置多種多樣,例如突出式進水口、平齊式(或斜接式)進水口以及帶擋土墻的進水口,以最佳地匹配現場條件并將水流平穩地引導至涵洞內。設計不良的進水口可能會增加水頭深度或導致碎屑堵塞系統。
2. 涵洞筒體
這是水流經的主要通道或“管道”。涵洞筒體可以是圓形、箱形、橢圓形或拱形。它的設計不僅用于輸水,還能承受上方道路施加的結構荷載。所選材料和形狀會影響涵洞的水力容量和耐久性。
3. 出水口
涵洞的另一端是出水口。其設計確保水排入下游水渠或排水系統,而不會造成過度侵蝕或水力問題。
4. 端墻
端墻通常建在進水口(有時也建在出水口),具有多種功能:它有助于將水引導至涵洞,提供支撐以抵抗土壤和水的側壓力,并最大限度地減少涵洞入口處的侵蝕。
5. 翼墻
翼墻通常與端墻搭配使用,從涵洞橫向延伸。它們有助于將水引入進水口,并通過保持土壤和減輕侵蝕來穩定路堤。
6. 護檐(或底板/底板)
護檐是水平延伸部分(通常位于進水口或出水口),起到保護層的作用。它有助于消能,分散上方道路的荷載,并降低涵洞與自然水道交界處沖刷的風險。
7. 涵頂和底板
① 涵頂:涵頂是涵洞筒體的頂面。其設計目的是抵抗交通和上覆路堤的垂直荷載。
② 底板:底板是涵洞的最低內表面。它決定了有效流道,是水力設計計算的重要參考。
這兩個部分都有助于確定涵洞的水力容量并確保正常的輸水。
8. 基礎(基床)
雖然基礎或基床不是涵洞“主體”的一部分,但它至關重要。準備好的基座支撐著涵洞,確保其正確對齊,并將道路荷載均勻分布到下層土壤或巖石中。
9. 道路組件(路堤/路面)
雖然路堤和路面本身并非涵洞的組成部分,但它們卻密不可分。它們保護涵洞,幫助將地表徑流引導至涵洞入口,并且必須與涵洞系統協同設計。
每個組件都對道路涵洞的整體性能起著至關重要的作用——從控制水流和處理碎屑到抵抗結構荷載和防止侵蝕。具體的設計細節(例如,選擇圓形管道還是箱形涵洞)取決于現場條件、水力要求和預算考慮。