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文檔簡(jiǎn)介
1、道路工程復(fù)習(xí)資料道路工程的主體是路線、路基、路面三大部分。第一章總論一、道路按其使用特點(diǎn)分為公路、城市道路、專(zhuān)用道路。二、道路的特點(diǎn):(1) 道路的基本屬性:公益性、商品性、超前性、儲(chǔ)備性(2) 道路的經(jīng)濟(jì)特征:道路產(chǎn)品是固定在廣闊地域上的線形建筑物,不能移動(dòng)。道路的生產(chǎn)周期和使用周期長(zhǎng)道路雖是物質(zhì)產(chǎn)品,但不具有商品的形式 具有特殊的消費(fèi)過(guò)程和消費(fèi)方式 道路作為一個(gè)完整的系統(tǒng),應(yīng)充分發(fā)揮其作用,為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)服務(wù)。三、功能:(1) 公路的功能:承擔(dān)中短途運(yùn)輸、補(bǔ)充和銜接其他運(yùn)輸方式、集散運(yùn)輸、長(zhǎng)途運(yùn)輸;(2) 城市道路的功能:提供城市交通服務(wù)、構(gòu)成城市結(jié)構(gòu)布局的骨架四、道路的分類(lèi)與組成1、道路的
2、分類(lèi):公路、城市道路、專(zhuān)用道路(1) 公路:是連接城市、鄉(xiāng)村,主要供汽車(chē)行駛的具備一定技術(shù)條件和設(shè)施的道路;可分為國(guó)、省、 縣、鄉(xiāng)級(jí)公路;(2) 城市道路:在城市范圍內(nèi)供車(chē)輛和行人通行的,具備一定技術(shù)條件和設(shè)施的道路;可分為快速 路、主干路、次干路和支路;(3 )專(zhuān)用道路:主要為工廠、礦山運(yùn)輸車(chē)輛通行的道路。包括廠礦道路、林區(qū)道路等。2、公路是線性結(jié)構(gòu)物,包括線形和結(jié)構(gòu)兩個(gè)組成部分。(1) 線形組成: 平面線形:由直線、圓曲線和緩和曲線等基本線形要素組成??v面線形:由直線及豎曲線等基本要素組成。橫斷面: 由行車(chē)道、路肩、分隔帶、路緣帶、人行道、綠化帶等不同要素組成。(2) 結(jié)構(gòu)組成:路基、路面
3、、橋涵、隧道、排水系統(tǒng)、防護(hù)工程、特殊構(gòu)造物及交通服務(wù)設(shè)施。3、城市道路的組成1 、機(jī)動(dòng)車(chē)道和非機(jī)動(dòng)車(chē)道;2 、人行道;3 、交叉口、步行廣場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)、公共汽車(chē)站;4 、交通安全設(shè)施:照明、標(biāo)線、護(hù)欄等;5 、排水設(shè)施:街溝、雨水口、窨井等;6 、地下管線:電纜、煤氣、給排水等;7 、綠化帶8 、地鐵、輕軌、高架橋等。五公路的分級(jí)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(1) 根據(jù)交通量及使用任務(wù)性質(zhì)分為五個(gè)等級(jí):高速公路:汽車(chē)專(zhuān)用,晝夜交通量25000以上(四車(chē)道高速公路(25000-55000 )、六車(chē)道高速公路(45000-80000 )、八車(chē)道高速公路(60000-100000 )一級(jí)公路:控制出入,晝夜交通量15
4、000以上(四車(chē)道一級(jí)公路(15000-30000 )、六車(chē)道一級(jí)公路(25000-55000 )二級(jí)公路:混合交通,三級(jí)公路:混合交通,四級(jí)公路:混合交通,500015000 (雙車(chē)道二級(jí)公路(20006000 (雙車(chē)道三級(jí)公路(2000輛以下(雙車(chē)道四級(jí)公路(5000-15000 )2000-6000 )2000以下)、單車(chē)道四級(jí)公路(400以下)(2) 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):設(shè)計(jì)速度、路基寬度、彎道半徑、最大縱坡 六.城市道路的分級(jí)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):(1) 分級(jí):30年)快速路:為城市大交通量、長(zhǎng)距離快速交通服務(wù);(設(shè)計(jì)年限主干路:城市道路網(wǎng)的骨架,主要聯(lián)系道路;(設(shè)計(jì)年限 30年) 次干路:連接和集散功
5、能,兼有服務(wù)功能;(設(shè)計(jì)年限15年)支路:局部交通,以服務(wù)為主。(設(shè)計(jì)年限10-15年)(2) 各類(lèi)道路按城市規(guī)模、交通量、地形分為I、川級(jí),大城市采用I級(jí),小城市采用川。第二章道路平面設(shè)計(jì)公路路線是指公路中線的空間幾何形狀和尺寸。包括平、縱、橫三個(gè)方面。第一節(jié)概述1 道路道路平面線性:指道路中線投影到水平面的幾何性質(zhì)和尺寸,它由直線、圓曲線和緩和曲線組 成。2 選線原則:(1) 平原區(qū) 地面起伏變化微小的地區(qū)。 選線原則:以方向?yàn)橹鲗?dǎo),盡可能采用較高的技術(shù)指標(biāo),避免長(zhǎng)直線和小偏角,但不應(yīng)為避免長(zhǎng)直線 而隨意轉(zhuǎn)彎。通過(guò)實(shí)地勘察,合理確定中間控制點(diǎn)。(應(yīng)穿、應(yīng)避、應(yīng)趨就的地點(diǎn)) 縱斷面應(yīng)綜合考慮
6、橋涵、通道、交叉口等構(gòu)造物的布局,合理確定路基高度;丘陵區(qū): 介于平原和山嶺之間的地形,具有嶺低脊寬、山丘連綿、分水嶺較多、埡口不高等特點(diǎn);(選線原則:因地制宜,選用合理線形技術(shù)指標(biāo);微丘地形按平原區(qū)掌握,重丘地形按山嶺區(qū)處理;重丘區(qū)選線時(shí)應(yīng)綜合考慮平、縱、橫三者的關(guān)系,恰當(dāng)掌握標(biāo)準(zhǔn),提高線形質(zhì)量(3) 山嶺區(qū):選線影響因素多,一般順山沿河布設(shè),必要時(shí)橫越山嶺。1) 沿溪線:沿河岸布置的路線。要點(diǎn):河岸的選擇、線位的高低和跨河地點(diǎn); 河岸選擇:平坦的陽(yáng)坡;跨河地點(diǎn)選擇:橋位的確定; 線位高低:低線為主,注意洪水位; 特殊路段:、2) 越嶺線:穿越山嶺的路線。要點(diǎn):埡口選擇、過(guò)嶺標(biāo)高、展線方案、
7、縱坡設(shè)計(jì)。 埡口選擇:標(biāo)高低、兩側(cè)易展線; 過(guò)嶺標(biāo)高:深挖過(guò)嶺,并與隧道方案比較; 展線方案:自然展線,困難時(shí)采用回頭展線; 縱坡設(shè)計(jì):縱坡均勻、滿(mǎn)足技術(shù)指標(biāo)要求。 越嶺線的布設(shè)與隧道方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 隧道的優(yōu)點(diǎn):縮短路線、改善線形、保護(hù)環(huán)境。3) 山脊線:大體沿分水嶺布設(shè)的路線。要點(diǎn):控制埡口選擇、側(cè)坡的選擇、埡口間的平均坡度。 控制埡口的選擇:根據(jù)山脊起伏情況確定相應(yīng)的埡口作為控制點(diǎn); 側(cè)坡的選擇:根據(jù)分水嶺頂部的起伏情況,選定路線布設(shè)位置;控制埡口間的平均坡度:兩控制埡口之間應(yīng)距離短捷、坡度平緩。3. 橋隧與道路線形的配合:應(yīng)以線形為主,橋隧為輔,并應(yīng)盡量避免斜、坡、彎。(1) 、橋
8、頭路線的布設(shè) 橋位與路線的關(guān)系:綜合考慮橋位與道路路線的互相影響。高等級(jí)公路由于路線指標(biāo)要求高,橋位多 服從于路線。 跨越支流的橋頭布線:直線和繞線方案 跨越主河的布線方案:爭(zhēng)取橋軸線與河流成較大的交角,也可適當(dāng)利用斜交,改善橋頭線形。(2) 隧道洞口路線布設(shè): 隧道以采用直線線形為宜; )隧道洞口的連接線應(yīng)與隧道線形相協(xié)調(diào); 隧道洞口的連接線縱坡要求及視距要求;隧道洞口的連接線與隧道寬度相協(xié)調(diào)。第二節(jié)道路平面線形構(gòu)成道路平面線形的要素:直線、圓曲線、緩和曲線。一、直線(1) 直線的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn):(2) 直線的設(shè)計(jì)應(yīng)與地形、地物、環(huán)境相協(xié)調(diào),合理確定直線的長(zhǎng)度(3) 直線的長(zhǎng)度:70s行程、20
9、倍設(shè)計(jì)車(chē)速、2Km直線路段的最大長(zhǎng)度應(yīng)控制在設(shè)計(jì)速度的20倍為宜,即L<=20v。同向曲線之間直線的最小長(zhǎng)度應(yīng)小于設(shè)計(jì)速度的6倍,反向曲線之間的直線應(yīng)不小于2倍。二、圓曲線在兩直線交匯點(diǎn),用曲線將其平順的連接起來(lái),使車(chē)輛安全正常地通過(guò)。圓曲線是平曲線的主要組成部 分,也是公路等級(jí)高低的重要技術(shù)指標(biāo)之一。(一) 半徑的確定1、圓曲線半徑的確定2、圓曲線極限最小半徑的確定1. )行車(chē)的橫向穩(wěn)定性:避免出現(xiàn)橫向傾覆2. )行車(chē)的滑動(dòng)穩(wěn)定性:防止車(chē)輛發(fā)生橫向側(cè)滑3. )乘客的舒適性:避免橫向力系數(shù)過(guò)大導(dǎo)致感覺(jué)不舒適4. )運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性:小的有助于減小油耗和輪胎磨耗*曲線最小半徑的u及超高值:超高值
10、的變化范圍在6%10<之間,代入計(jì)算得到相應(yīng)的極限最小半徑。(注:極限半徑僅是在十分困難的情況下使用,是保證汽車(chē)行駛安全、舒適、經(jīng)濟(jì)的最低極限3、一般最小半徑:一般最小半徑是指能保證以設(shè)計(jì)車(chē)速行駛的車(chē)輛,安全行駛的最小半徑。(1) 確定一般最小半徑時(shí),橫向力系數(shù)一般取為0.050.06,以保證行車(chē)更加舒適,是大多數(shù)情況下可以采用的曲線半徑。4、不設(shè)超高的圓曲線的最小半徑確定:是指曲線半徑較大,離心力較小,靠輪胎和路面之間的摩阻力就 足以保證汽車(chē)安全行駛所采用的最小半徑。在此情況下,路面可不設(shè)置超高,而采用直線段的雙向路拱 形式。半徑的計(jì)算:(二) 曲線最小長(zhǎng)度1、按6秒行程確定:2、按離
11、心加速度變化率確定:3、一般以3秒行程控制,離心加速度變化率在 0.50.64、按小偏角的要求確定:為避免小偏角中視覺(jué)產(chǎn)生的急彎錯(cuò)覺(jué),應(yīng)設(shè)置較大半徑的平曲線。三、緩和曲線:是設(shè)置在直線與圓曲線之間或半徑相差較大兩個(gè)轉(zhuǎn)向相同的圓曲線之間的一種曲率連續(xù) 變化的曲線。1、緩和曲線的作用:曲率變化緩和段、橫坡變化的緩和段、加寬緩和段。2、緩和曲線的性質(zhì):汽車(chē)在勻速行駛,并以不變的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)所產(chǎn)生的軌跡方程。其半徑值隨距 離的增加而遞減。即緩和曲線上任一點(diǎn)半徑值與其距離起點(diǎn)的距離成反比。3、緩和曲線通常采用回旋線方程式:(1).回旋線的坐標(biāo)表達(dá)式4、緩和曲線的長(zhǎng)度:(1) 按照離心加速度變化率計(jì)算
12、 (避免加速度變化過(guò)快,使旅客感覺(jué)不舒適)(2) 考慮駕駛員的操作反應(yīng)時(shí)間:一般采用3秒行程(3)保證超高漸變率不過(guò)大 第三節(jié)道路平面線形設(shè)計(jì)一、直線的應(yīng)用二、直線與曲線的組合(1)長(zhǎng)直線盡頭不宜設(shè)置小半徑曲線;(2)同向曲線間避免短的直線,需滿(mǎn)足 L > 6V反向曲線間直線長(zhǎng) L> 2V三、曲線組合1. 基本型:直線、回旋線、圓曲線、回旋線、直線。2.S型:兩個(gè)反向圓曲線用回旋線連接的組合方式,相鄰的兩個(gè)回旋線參數(shù)A1與A2最好相等,否則比值小于1 °3. 卵形:用一個(gè)回旋線連接兩個(gè)同向圓曲線的組合方式。4. 復(fù)曲線:半徑不同的同向圓曲線徑向連接處原則上應(yīng)插入回旋線。5
13、. 凸型:在兩個(gè)同向回旋線間不插入圓曲線而徑向相銜接的方式。6. 復(fù)合型:兩個(gè)以上同向回旋線間在曲率相等處相互連接的形式。四、路線平面圖 第四節(jié)視距1. 視距的種類(lèi)和定義(1) 定義:我國(guó)目高1.2米,對(duì)物體的位置仍規(guī)定為同一車(chē)道中心線上,最小高度規(guī)定為0.1米。(2)分類(lèi):停車(chē)視距:小客車(chē)行駛時(shí),當(dāng)視點(diǎn)高為1.2米物高為0.1米時(shí),駕駛?cè)丝吹秸系K物到至障礙物前能安全停車(chē)的最短行車(chē)視距。超車(chē)視距:在雙車(chē)道公路上,當(dāng)視點(diǎn)高為1.2米,物高為0.1米時(shí)后車(chē)超過(guò)前車(chē)過(guò)程中,從駛離原車(chē)道至可見(jiàn)逆來(lái)車(chē)并能超車(chē)后安全駛回原車(chē)道所需的最短距離。 會(huì)車(chē)視距:兩輛同向行駛的汽車(chē)能在同一車(chē)道上及時(shí)剎車(chē)所必須的距離
14、,一般取停車(chē)視距的兩倍.第三章道路縱斷面設(shè)計(jì)道路縱斷面線形由直線和豎曲線組成,其設(shè)計(jì)內(nèi)容包括縱坡設(shè)計(jì)和豎曲線設(shè)計(jì)。 第一節(jié)概述1、縱斷面設(shè)計(jì)內(nèi)容:縱坡的大小、長(zhǎng)短、前后縱坡情況、豎曲線半徑大小以及與平面線形組合關(guān)系情況 進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。2、縱斷面:用一個(gè)曲面沿道路中線豎直剖切,展開(kāi)成的平面稱(chēng)為道路的縱斷面。3、對(duì)路基設(shè)計(jì)標(biāo)高的規(guī)定:對(duì)于新建公路,高速、一級(jí)公路采用中央分隔帶外側(cè)邊緣標(biāo)高;二三四級(jí)公 路采用路基邊緣標(biāo)高;在設(shè)置超高和加寬路段時(shí),在設(shè)置之處標(biāo)高;對(duì)于改建公路,一般按新建公路的 規(guī)定辦理,也可以采用中央分隔帶中線或行車(chē)道中線標(biāo)高;對(duì)城市道路而言,路基設(shè)計(jì)標(biāo)高一般是指車(chē) 行道中心。第二節(jié)
15、縱坡設(shè)計(jì)一、縱坡度1、最大縱坡:在縱坡設(shè)計(jì)時(shí)各級(jí)道路允許使用的最大坡度值。 制定依據(jù):動(dòng)力特性、道路等級(jí)、自然條件、行車(chē)安全以及經(jīng)濟(jì)因素2、最小縱坡:以排水為主要考慮因素。各級(jí)路段路塹,低填方路段及其他排水不暢地段,應(yīng)采用不小于0.3%的縱坡。當(dāng)必須設(shè)計(jì)平坡或小于0.3%的縱坡時(shí),邊溝應(yīng)做縱向排水設(shè)計(jì)。3、平均縱坡:一定路線長(zhǎng)度范圍內(nèi),端點(diǎn)的高差與路線長(zhǎng)度的比值。是衡量路線線形設(shè)計(jì)質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。平均縱坡是指一定長(zhǎng)度的路段縱向所克服的高差H與路線長(zhǎng)度L之比。a .相對(duì)高差為200300m,平均縱坡接近 5.5%b. 相對(duì)高差大于500 m,平均縱坡接近5%為宜c. 任一連續(xù)3000 m范圍
16、內(nèi)平無(wú)縱坡不大于 5.5%二、三、四公路越嶺線的平均縱坡控制在5.5%以?xún)?nèi)為宜。高原縱坡折減:考慮高原空氣稀薄對(duì)汽車(chē)功率的影響二、坡長(zhǎng)限制1坡長(zhǎng):指變坡點(diǎn)與變坡點(diǎn)之間的水平長(zhǎng)度,坡長(zhǎng)限制包括陡坡的最大坡長(zhǎng)和最小坡長(zhǎng)限制。2、最大坡長(zhǎng)限制:由汽車(chē)動(dòng)力性能來(lái)決定。各級(jí)公路當(dāng)連續(xù)縱坡較大時(shí),應(yīng)在不大于規(guī)定長(zhǎng)度兩端設(shè)緩和曲線坡段。一般坡度控制在2%以?xún)?nèi)。3、組合坡長(zhǎng):當(dāng)連續(xù)陡坡是由幾個(gè)不同受限坡度值的坡段合成時(shí),按不同坡度的坡長(zhǎng)限制折算確定。三、合成坡度:縱向有縱坡橫向有超高時(shí),最大坡度為其合成坡度。合成坡度的限制:避免對(duì)行車(chē)安全 帶來(lái)影響。10%四、縱坡設(shè)計(jì)一般要求1. 公路縱坡設(shè)計(jì)的一般要求復(fù)合標(biāo)
17、準(zhǔn)和路線設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定,不要輕易使用最大縱坡;根據(jù)不同地形合理選擇縱坡:平原、丘陵、山嶺;縱面線形應(yīng)與地形相適應(yīng),避免頻繁變坡,避免出現(xiàn)隱蔽路段,并與平面線形相配合。 控制最小縱坡以保證排水,保證路線的最低標(biāo)高以免受洪水沖刷,確保路基穩(wěn)定;(5) 減少高填與深挖,爭(zhēng)取填挖平衡;(6) 結(jié)合沿線實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì),適當(dāng)照顧農(nóng)機(jī)及農(nóng)田水利等的要求。2. 城市道路縱坡設(shè)計(jì)的一般要求(1) 符合城市道路設(shè)計(jì)規(guī)范要求,并參照城市規(guī)劃控制標(biāo)高及滿(mǎn)足排水要求;(2) 縱坡宜緩順,起伏不宜頻繁;(3) 合理確定路面設(shè)計(jì)標(biāo)高;(4) 混合行駛的車(chē)行道,按非機(jī)動(dòng)車(chē)爬坡能力設(shè)計(jì)縱坡度;(5) 縱斷面設(shè)計(jì)應(yīng)考慮地形、地下管
18、線、水文地質(zhì)及排水要求;五、縱斷面設(shè)計(jì)方法與步驟1. 準(zhǔn)備工作:繪出地面線及平面直線、曲線示意圖,標(biāo)出土壤地質(zhì)情況、熟悉全線情況;2. 標(biāo)注控制點(diǎn)控制點(diǎn):影響縱坡設(shè)計(jì)的高程控制點(diǎn).控制性的控制點(diǎn):必須通過(guò)或限制通過(guò);參考性的控制點(diǎn):經(jīng)濟(jì)點(diǎn).地面橫坡不大,找到填挖平衡點(diǎn);地面橫坡較大時(shí),采用多挖少填;地面橫坡很陡,需砌筑擋墻時(shí),采用全挖路基;3. 試坡:初步定出縱坡設(shè)計(jì)線以滿(mǎn)足多數(shù)經(jīng)濟(jì)點(diǎn)為原則,試坡的要點(diǎn):前后照顧,以點(diǎn)定線,反復(fù)比較,以線交點(diǎn).4. 調(diào)坡(1) 結(jié)合選線示意圖進(jìn)行調(diào)坡;(2) 對(duì)照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范進(jìn)行調(diào)坡 .調(diào)坡的方法:抬高、降低、延長(zhǎng)、縮短、加大或減小縱坡5. 核對(duì):主要在有控
19、制意義的特殊斷面上進(jìn)行。6. 定坡:把坡度值、變坡點(diǎn)樁號(hào)和高程定下來(lái)。(1) 與平面線形合理組合;(2) 回頭曲線路段縱坡的特殊要求 ;(3) 大中橋上不宜設(shè)置豎曲線;(4) 交叉口、城鎮(zhèn)、大中橋、隧道等路段;(7) 計(jì)算豎曲線。確定豎曲線半徑,計(jì)算豎曲線要素。(8) 咼程計(jì)算:計(jì)算各樁號(hào)的設(shè)計(jì)標(biāo)咼。第三節(jié)豎曲線設(shè)計(jì)一、豎曲線的計(jì)算二、豎曲線設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):豎曲線最小半徑和豎曲線長(zhǎng)度(凹形與凸形設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也不同)1豎曲線極限最小半徑A 、凹形豎曲線極限最小半徑:離心力、夜間行車(chē)燈照射的影響在跨橋線橋下的視距,從限制離心 力、夜間行車(chē)及橋下視距三方面計(jì)算分析。B 、凸形豎曲線極限最小半徑:限制失
20、重不致過(guò)大,保證縱面行車(chē)視距C、豎曲線一般最小半徑:多采用大于極限最小半徑1.5 2.0倍的半徑值D 、豎曲線最小長(zhǎng)度:按照汽車(chē)在豎曲線上的3S的行程時(shí)間控制豎曲線的最小長(zhǎng)度。2、設(shè)計(jì)要求:a宜選用交大的豎曲線半徑;b同向豎曲線應(yīng)避免“斷背曲線”;c應(yīng)-滿(mǎn)足排水要求;d反向曲線間,一般由直坡段連接,也可徑向連接(直坡段長(zhǎng)度應(yīng)能保證汽車(chē)設(shè)計(jì)車(chē)速的3S行程)三、豎曲線設(shè)計(jì)1、一般要求(1)宜選用較大的豎曲線半徑;(2)避免同向豎曲線出現(xiàn)“斷背曲線”;(3)反向曲線間,宜設(shè)置 3秒行程的直線;(4)豎曲線應(yīng)滿(mǎn)足排水要求。2、半徑的選擇:(1)滿(mǎn)足規(guī)范要求;(2)不過(guò)分增加工程量的前提下,采用較大半徑
21、;(3)通過(guò)外距值控制,選擇豎曲線半徑;(4)考慮相鄰豎曲線的連接限制曲線長(zhǎng)度,按切線長(zhǎng)度選擇半徑;(5)避免半徑過(guò)大造成排水和施工的不方便;(6)考慮夜間行車(chē)燈光照射距離滿(mǎn)足要求。第四節(jié)平、縱面線形組合設(shè)計(jì)一、組合設(shè)計(jì)的原則(1)在視覺(jué)上能夠自然地誘導(dǎo)駕駛員的視線,保持視覺(jué)的連續(xù)性;(2)平、縱面線形指標(biāo)要大小均衡;(3)合成坡度大小得當(dāng),以利排水和行車(chē)安全;(4)注意與道路的周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)。二、線形組合設(shè)計(jì)要點(diǎn):1、平曲線與豎曲線的組合:(1)平包豎;(2)平曲線與豎曲線大小保持均衡;(3)明、暗彎與凹、凸豎曲線組合得當(dāng);(4)應(yīng)避免的不利組合:2、直線與縱斷面的組合3、平、縱線形組合與景
22、觀的協(xié)調(diào)配合遵循原則:(1)全過(guò)程重視景觀要求;(2)充分利用自然風(fēng)景,避免生硬感和隔斷自然;(3)減少高填深挖,少破壞沿線景觀;(4)把公路綠化美化與自然景觀相結(jié)合;(5)公路綠化避免形式和內(nèi)容上的單一;(6)構(gòu)造物設(shè)計(jì)滿(mǎn)足技術(shù)與景觀的要求。第五節(jié)爬坡車(chē)道爬坡車(chē)道:陡坡路段主線行車(chē)道外增設(shè)的供載重車(chē)行駛的專(zhuān)用車(chē)道。 一般應(yīng)選擇設(shè)計(jì)不設(shè)爬坡車(chē)道的路線縱斷面。一、設(shè)置爬坡車(chē)道的條件:1、公路高速公路、一級(jí)公路:(1) 上坡時(shí)載重汽車(chē)行駛速度降低到允許速度以下時(shí);(2) 上坡路段的設(shè)計(jì)通行能力小于設(shè)計(jì)小時(shí)交通量時(shí)。注意進(jìn)行設(shè)置爬坡車(chē)道與改善主線方案不設(shè)爬坡車(chē)道的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較; 設(shè)置爬坡車(chē)道導(dǎo)致工程
23、費(fèi)用增加很大時(shí),可不設(shè); 設(shè)計(jì)時(shí)速80Km/h以下,可不設(shè)爬坡車(chē)道;2、城市道路快速路以及行車(chē)速度 60Km/h的主干道,縱坡大于 5%的路段或符合以下情況之一,可設(shè):(1) 大型車(chē)速度降低明顯;(2) 上坡路段大型車(chē)降低了路段通行能力;(3) 經(jīng)綜合分析設(shè)計(jì)爬坡車(chē)道比降低縱坡經(jīng)濟(jì)合理。二、爬坡車(chē)道的設(shè)計(jì)1、橫斷面的組成:爬坡車(chē)道一般寬為 3.5m,包括設(shè)與其左側(cè)路緣帶的寬度0.5m。硬路肩寬度可降低。2、橫坡度:考慮爬坡車(chē)道行車(chē)速度較低,其超高也應(yīng)降低,超高的旋轉(zhuǎn)軸為爬坡車(chē)道內(nèi)側(cè)邊緣;3、平面布置與長(zhǎng)度總長(zhǎng)度由起點(diǎn)處漸變段(45m)、爬坡車(chē)道和終點(diǎn)處漸變段(60m)組成;第四章道路交叉設(shè)計(jì)第
24、一節(jié)概述一、道路交叉1. 概念:是不同方向的兩條或多條路線橡膠或相連的地點(diǎn)。有的路線要通過(guò)或跨越形成相交點(diǎn),而有的 路線到達(dá)交叉點(diǎn)就終止形成相連點(diǎn)。2. 危險(xiǎn)點(diǎn):交通流線相互交錯(cuò)的點(diǎn)位分類(lèi):分流點(diǎn)、合流點(diǎn)、沖突點(diǎn)(交叉點(diǎn))3. 交叉對(duì)道路的使用效率、交通安全、行車(chē)速度、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用和通行能力的重大影響;4. 道路交叉規(guī)劃設(shè)計(jì)的任務(wù):減少行車(chē)干擾、保證車(chē)輛快速、順暢、安全地通過(guò)。二、 道路交叉簡(jiǎn)史:世界上最早的立體交叉出現(xiàn)在德國(guó),建于1925年1. 道路交叉分為平面交叉和立體交叉兩大類(lèi)。2. 簡(jiǎn)單平交一加寬交叉口-設(shè)置環(huán)島、方向島一地下通道一分離式立交一互通式立交三、道路交叉口分類(lèi)1、平面交叉口1)
25、 ( 1)十字形(2) X形交叉口( 3) T形交叉口( 4) Y形交叉口( 5)錯(cuò)位交叉口( 6)復(fù)合式交叉口2) 根據(jù)交叉口的交通組織形式和交通特性劃分:(1) 加鋪轉(zhuǎn)角式(2) 分道轉(zhuǎn)彎式(3) 擴(kuò)寬路口式(4) 環(huán)形交叉2、立體交叉按相交路線的類(lèi)型分類(lèi)(1) 道路與道路的立交(2) 道路與鐵路的立交(3) 道路與大車(chē)道的立交(2) 按相交道路的條數(shù)分類(lèi):兩路立交,三路立交,四路立交,多路立交(3) 按相交路是否互通分類(lèi):分離式立交,完全互通式立交,部分互通式立交(4) 按跨越方式分類(lèi):上跨式立交,下穿式立交(5) 按空間層次劃分:兩層式立交,三層式立交,四層式立交(6) 按立交的匝道形
26、式分類(lèi):定向式立交,半定向式立交,非定向式立交(7) 按立交的外形分類(lèi):喇叭形立交,苜蓿葉形立交,葉形立交,環(huán)形立交,菱形立交,梨形立交,海 星形立交,蝶式立交第二節(jié)平面交叉設(shè)計(jì)一、平面交叉相交道路在同一平面上相交地方稱(chēng)為平面交叉,即交叉口。平面交叉具有形式簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、造價(jià)低、占地少等優(yōu)點(diǎn),也具行車(chē)速度低、易產(chǎn)生交通擁擠和交通 事故等缺點(diǎn)。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求1設(shè)計(jì)要求保證相交的路上所有車(chē)輛與行人的交通暢通與安全;滿(mǎn)足行車(chē)穩(wěn)定的前提下,能夠迅速排除地面水;2、設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)平面設(shè)計(jì):選擇交叉口的形式,確定各組成部分的幾何尺寸;(2)立面設(shè)計(jì):縱斷面設(shè)計(jì)和雨水口、排水管道的布設(shè);(3)各類(lèi)交通
27、設(shè)施的布置。三、交叉口的平面選型原則考慮因素:交通量大小及組成、周?chē)ㄖ?、用地、景觀等。1盡量采用正交十字形交叉或 T字形交叉;2、對(duì)斜交的平面交叉口,可進(jìn)行部分改進(jìn)和優(yōu)化;3、主次分明,照顧主流交通;4、避免近距離的錯(cuò)位交叉;5、避免畸形和多條道路的平面交叉。四、交叉口的立面設(shè)計(jì)要點(diǎn)提供一個(gè)平順的交叉口、排水迅速、與周?chē)ㄖ?biāo)高協(xié)調(diào)并具有良好的空間感。1照顧主線標(biāo)高;2做好交通組織設(shè)計(jì);3. 改變橫斷面以適應(yīng)平面交叉;4. 調(diào)整次要道路的縱斷面和橫斷面以保證主線的暢通;5. 縱坡由內(nèi)向外以保證排水;6. 保證地面水在交叉口內(nèi)不積水;7. 保證交叉口范圍的通視;第三節(jié)立體交叉設(shè)計(jì)一、立體交叉在
28、交叉處設(shè)置跨線結(jié)構(gòu)物,使不同的交通流在平面和空間上分隔,并用專(zhuān)門(mén)的交換車(chē)道進(jìn)行聯(lián)系。 特點(diǎn):行車(chē)速度快、通行能力大、相互干擾小。占地大,造價(jià)高、施工復(fù)雜。二、立體交叉設(shè)置的條件1. 根據(jù)相交道路等級(jí)和任務(wù)確定;2. 根據(jù)交叉口的交通量需求確定;3. 考慮地形條件確定;4. 與鐵路的立交。三、立體交叉式的組成1. 主體部分跨越設(shè)施:跨線橋、隧道或地道主線:引道和坡道匝道:匝道的半徑2. 附屬設(shè)施:出口、入口、輔助車(chē)道、三角地帶等。四、立體交叉設(shè)計(jì)的原則1. 功能性的原則:確保行車(chē)安全,減少交通事故;車(chē)行順暢、路線短捷;行車(chē)方向明確;主次分明,確 保主線;通行能力,滿(mǎn)足遠(yuǎn)景設(shè)計(jì)年限的交通量要求。2
29、. 經(jīng)濟(jì)性原則:投資少;少拆遷、少占地;車(chē)輛運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低;養(yǎng)護(hù)和管理費(fèi)用最??;3. 適應(yīng)性原則:因地制宜,與環(huán)境和社會(huì)發(fā)展相適應(yīng);與其在路網(wǎng)中的作用與地位相適應(yīng);與周?chē)耐?地及經(jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng);立交規(guī)劃與區(qū)域規(guī)劃相適應(yīng)。4. 藝術(shù)性原則五、立體交叉規(guī)劃設(shè)計(jì)的內(nèi)容1. 立交規(guī)劃:立項(xiàng)、位置、規(guī)模、立交分類(lèi)及類(lèi)型等;2. 方案設(shè)計(jì):立交形式與類(lèi)型、方案擬定、比選、確定、總體布局、工程量估算;3. 初步設(shè)計(jì):立交定位、初步測(cè)量、圖表編制、概算編制等;4. 施工圖設(shè)計(jì)第五章路基設(shè)計(jì)與施工第一節(jié)概述一、路基:是按照路線位置和一定的技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物,是路面的基礎(chǔ),公路的承重主體。二、路基的特點(diǎn)(1)
30、工程量大、涉及面廣、投資大;(2)影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡、水土保持、農(nóng)田水利等自然環(huán)境;(3)路基施工對(duì)工期影響大,建設(shè)活動(dòng)受地質(zhì)、氣候、水及水文地質(zhì)等因素影響大,處理技術(shù)復(fù)雜;(4)路基質(zhì)量對(duì)公路運(yùn)營(yíng)影響大,發(fā)生問(wèn)題時(shí)修復(fù)困難,嚴(yán)重影響行車(chē)舒適性和安全性。三、路基工程的重要性要及要求(一)重要性:公路路基是路面的基礎(chǔ),是公路的承重主體。堅(jiān)固的路基為路面強(qiáng)度和穩(wěn)定性提供重要保證。路基的整體結(jié)構(gòu)須包括各項(xiàng)附屬設(shè)施。路基橫斷面形式的選定應(yīng)符合要求。特殊路基須進(jìn)行個(gè)別設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。(二)、路基設(shè)計(jì)的一般要求1. 具有足夠的整體穩(wěn)定性;2. 具有足夠的強(qiáng)度、剛度;3. 具有足夠的水、溫穩(wěn)定性。(三)、路基設(shè)計(jì)
31、與施工的基本內(nèi)容1. 設(shè)計(jì)(1)調(diào)查、勘察、收集資料。(2)路基主體設(shè)計(jì)。根據(jù)地形、地質(zhì)、水文及水文地質(zhì)條件,按路線設(shè)計(jì)高程,確定一般路基及特殊路 基。對(duì)于一般路基,依據(jù)規(guī)范及當(dāng)?shù)爻晒?jīng)驗(yàn),套用常規(guī)指標(biāo)值設(shè)計(jì)。對(duì)于特殊路基,則應(yīng)在細(xì)致勘查 的基礎(chǔ)上,進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)。(3)分析沿線地表水及地下水情況,統(tǒng)籌安排路基排水系統(tǒng),設(shè)計(jì)排水結(jié)構(gòu)物。(4)路基防護(hù)與加固設(shè)計(jì)。主要是路基地面防護(hù)、路基沖刷防護(hù)及支擋結(jié)構(gòu)物布置與設(shè)計(jì)。(5)路基附屬設(shè)施設(shè)計(jì),如取土坑、棄土堆、護(hù)坡道、碎落臺(tái)等等。2、施工(1)熟悉現(xiàn)場(chǎng),核對(duì)圖紙,編制施工組織設(shè)計(jì)。(2)完成組織、物質(zhì)、技術(shù)等準(zhǔn)備。(3)開(kāi)挖路塹,填筑路堤,修建排水
32、、防護(hù)、加固結(jié)構(gòu)物,完成路基主體工程和附屬結(jié)構(gòu)物施工。(4)按設(shè)計(jì)要求檢查驗(yàn)收各項(xiàng)工程,繪制路基施工竣工圖。第二節(jié)土基的受力與強(qiáng)度一、路基的受力與路基工作區(qū)1. 路基的受力路基承受路基自重和汽車(chē)荷載。在路基上部靠近路面結(jié)構(gòu)的一定深度內(nèi),路基土主要承受車(chē)輛荷載的影響。正確的設(shè)計(jì)應(yīng)保證路基所受 的力在路基彈性限度以?xún)?nèi),當(dāng)車(chē)輛駛過(guò)后,路基能立即恢復(fù)原狀,以保證路基的相對(duì)穩(wěn)定,路面不致引 起破壞。2. 路基工作區(qū)(1)概念:在路基某一深度處,當(dāng)車(chē)輪荷載引起的垂直應(yīng)力d Z與路基土自重引起的垂直應(yīng)力比所占比例很小,僅為 1/101/5時(shí),該深度Za范圍內(nèi)的路基稱(chēng)為路基工作區(qū)。(2)路基工作區(qū)的重要性:
33、在工作區(qū)范圍內(nèi)的路基,對(duì)于支承路面結(jié)構(gòu)和車(chē)輪荷載影響較大,在工作區(qū)范圍以外的路基,影 響逐漸減小。 路基工作區(qū)內(nèi),土基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性對(duì)保證路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性極為重要,對(duì)工作區(qū)范圍內(nèi) 的土質(zhì)選擇、路基的壓實(shí)度應(yīng)提出較高的要求。二、土基的強(qiáng)度1土基的應(yīng)力應(yīng)變特性對(duì)路基路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和剛度有很大的影響。路基過(guò)大的變形,將會(huì)導(dǎo)致路 面結(jié)構(gòu)的損壞。2、 土基在壓入承載板的作用下,其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系基本上呈現(xiàn)三個(gè)階段,即彈性變形階段、塑性變形階 段、破壞階段。3. 土基強(qiáng)度指標(biāo):土基的回彈模量、加州承載比(CBR、土基抗剪強(qiáng)度 、地基反應(yīng)模量 K。(1) 土基回彈模量:它表征土基的承載能力,可以反映土
34、基在瞬間荷載作用下的可恢復(fù)變形性質(zhì);用剛性承載板法(板測(cè)法)測(cè)汽車(chē)輪后輪彎沉法(輪測(cè)法)(2) 加州承載比(CBR :用標(biāo)準(zhǔn)碎石的承載力作為標(biāo)準(zhǔn),在相同條件下,測(cè)定土基或其他材料的承載 力相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)碎石承載力的百分比,以此表征被測(cè)材料的強(qiáng)度。(3) 土基抗剪強(qiáng)度:對(duì)于松散(粒狀)材料,抗剪強(qiáng)度是常用的強(qiáng)度指標(biāo)。(4) 地基反應(yīng)模量 K:將土基看作是互不相連的彈簧,力只作用于受力點(diǎn)的彈簧,其余彈簧不受影響。用 溫克勒地基模型描述土基工作狀態(tài)時(shí),地基反應(yīng)模量表征土基的承載能力。第三節(jié)路基的破壞形式與原因分析一、路基的常見(jiàn)病害1路堤的變形破壞(1) 路基沉陷(2)邊坡溜方及滑坡(3)路基沿山坡滑動(dòng)2
35、、路塹的變形破壞(1)邊坡剝落和碎落(2)邊坡滑坍及崩塌3、特殊地質(zhì)水文條件下的破壞二、路堤主要病害原因分析1路堤的沉陷(1) 路基沉陷:路基材料性能或施工質(zhì)量不能滿(mǎn)足使用要求(2) 地基沉陷:地基強(qiáng)度不足,處理不當(dāng)2、邊坡溜方及滑坡一般來(lái)說(shuō),產(chǎn)生這類(lèi)破壞的原因主要有下列幾方面:(1) 邊坡過(guò)陡(2) 路堤施工時(shí)采用了不適當(dāng)?shù)膬A斜分層填筑方式(3) 邊坡土體中含水量過(guò)大,致使土體抗剪強(qiáng)度降低(4) 坡腳被水沖刷3、路堤沿山坡滑動(dòng)路堤修筑于橫坡較大的傾斜地面,如路堤與原地面的接觸強(qiáng)度不足,或在不利條件接觸面強(qiáng)度降低,將 導(dǎo)致路堤沿接觸面下滑。三、路塹主要病害原因分析1、邊坡剝落和碎落2、邊坡滑坍
36、和崩塌四、路基在特殊地質(zhì)水文條件下的破壞原因這類(lèi)破壞發(fā)生于特殊地區(qū)路基。主要有滑坡、巖堆、泥石流、雪崩、巖溶、地震、特大暴雨及洪水、 嚴(yán)重冰凍等。五、路基破壞原因總結(jié)1、不良的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件;2、不利的水文與氣候因素;3、設(shè)計(jì)不合理;4、施工不合規(guī)范。第四節(jié) 公路自然區(qū)劃與土基干濕類(lèi)型一、公路自然區(qū)劃(一)、建立公路自然區(qū)劃的目的我國(guó)國(guó)土遼闊,自然條件變化很大,把工程條件的差異進(jìn)行區(qū)分,對(duì)公路規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工具有重大 的指導(dǎo)意義。(二)、公路自然區(qū)劃的劃分原則(1)道路工程特征相似性原則(2)地表氣候區(qū)域差異性原則(3)自然氣候因素既綜合又有主導(dǎo)作用原則(三)、中國(guó)公路自然區(qū)劃的組成(
37、1) 一級(jí)區(qū)劃:全國(guó)分七個(gè)區(qū),以大寫(xiě)數(shù)字I表示。(2) 二級(jí)區(qū)劃:在一級(jí)區(qū)劃的基礎(chǔ)上,以潮濕系數(shù)為主導(dǎo),分成33個(gè)二級(jí)區(qū)和18個(gè)二級(jí)副區(qū)。(3)三級(jí)區(qū)劃:三級(jí)區(qū)劃尚未進(jìn)入全國(guó)性標(biāo)準(zhǔn)。1、一級(jí)自然區(qū)劃劃分方法:在全國(guó)以均溫等值線及海拔高度來(lái)劃分,以均溫等值線和三階梯的海拔高度線為主要標(biāo)志, 二條等高線:1000m 3000m等高線:1000m等高線沿東北大興安嶺、太行、伏牛、武當(dāng)、雪峰、大朋、 友誼關(guān)一線,走向北偏東;3000m等高線沿帕米爾高原、昆侖山、阿爾金山、祁連山、岷山、云嶺、雪山、大怡嶺一線;具體劃分:全國(guó)首先劃分為三大地帶:多年凍土、季節(jié)凍土和全年不凍土,再進(jìn)一步劃分為凍土、溫潤(rùn)、干
38、濕過(guò)渡、濕熱、潮暖、和高寒七個(gè)大區(qū):北部多年凍土區(qū);東部溫潤(rùn)集結(jié)區(qū);黃土高原干濕過(guò)渡區(qū);東南濕熱區(qū);西南潮暖區(qū);西北干旱區(qū);青藏高寒區(qū)。2、二級(jí)自然區(qū)劃在每一個(gè)一級(jí)區(qū)內(nèi),再以潮濕系數(shù)為依據(jù),分為六個(gè)等級(jí),并結(jié)合各大區(qū)的地理、氣候特征、地貌類(lèi)型、自然病害等因素,將全國(guó)劃分為33個(gè)二級(jí)區(qū)和19個(gè)副二級(jí)區(qū)。潮濕系數(shù)K為年降雨量與年蒸發(fā)量之比。3、三級(jí)區(qū)劃是二級(jí)區(qū)劃的具體劃分,一是以水熱、地理、地貌為依據(jù),或是以地表的地貌、水文和土質(zhì) 為依據(jù),有各省、市、自治區(qū)自行劃定。各個(gè)自然區(qū)劃內(nèi)路基路面設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng): 北部多年凍土區(qū):凍土東部溫潤(rùn)集結(jié)區(qū):凍脹翻漿黃土高原干濕過(guò)渡區(qū):黃土東南濕熱區(qū):排水、濕軟地
39、基西南潮暖區(qū):不良地質(zhì)(喀斯特、滑坡)西北干旱區(qū):缺水、雪害青藏高寒區(qū):高寒、凍土二、路基干濕類(lèi)型劃分1. 路基濕度的來(lái)源:大氣降水、地面水、地下水(毛細(xì)水)、水蒸氣凝結(jié)水、薄膜移動(dòng)水2. 路基干濕類(lèi)型劃分:路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性與路基的干濕類(lèi)型有很大關(guān)系,并影響路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。路基的干濕類(lèi)型劃分為:干燥、中濕、潮濕、過(guò)濕。1)、以分界稠度來(lái)進(jìn)行劃分:稠度的定義:wc=(wl-w)/(wl-wp)wc:土的稠度;wl :土的液限;W: 土的含水量;wp: 土的塑限稠度全面直觀地反映了土的硬軟程度,物理概念明確:(1)wc= 1,為半固體與硬塑狀態(tài)的分界值;(2)wc= 0,為流塑與流動(dòng)狀態(tài)的分界值;
40、(3)1>wc>0, 土處于可塑狀態(tài)。不同自然區(qū)劃的分界稠度、不同土組的分界稠度是不同的。對(duì)原有公路,按不利季節(jié)路槽底面以下80cm深度內(nèi)土的平均稠度確定。2)、以路基臨界咼度進(jìn)行劃分:路基臨界高度 H1、H2、H3H>H1,干燥;H1>H>H2 中濕;H2>H>H3 潮濕;H<H3 過(guò)濕為保證路基的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性不受地下水及地表水的影響,設(shè)計(jì)中要求路基保持干燥或中濕狀態(tài)。三、路基水溫狀況及對(duì)路基穩(wěn)定性的影響(1)水穩(wěn)性:土基在水的作用下保持其強(qiáng)度的性質(zhì)。(2)溫度穩(wěn)定性:土基在溫度的作用下保持其強(qiáng)度的性質(zhì)。(3) 路基穩(wěn)定性包括 2個(gè)含義:a,
41、指路基整體在車(chē)輛荷載及自然因素作用下,不致產(chǎn)生過(guò)大的變形和破壞,稱(chēng)為路基整體穩(wěn)定性。b,指路基在水溫等自然因素的長(zhǎng)期作用下保持其強(qiáng)度,稱(chēng)為路基的強(qiáng)度穩(wěn)定性。水的影響溫度的影響 水溫的聯(lián)合作用:凍脹和翻漿濕度變化(水分遷移)與溫度梯度有關(guān),從溫度較高處向較低處流動(dòng)。 凍脹:在冬季,水分由下向上移動(dòng),水凍結(jié)后體積增大,使路基隆起而造成面層開(kāi)裂,即凍脹現(xiàn)象。 翻漿:在春季,水溶化以后,路基上層含水量增加,承載能力下降,在車(chē)輛作用下路基土以泥漿的形式 從脹裂的路面裂隙中冒出,形成翻漿。四、保持路基強(qiáng)度穩(wěn)定性的措施1、合理的路基斷面形式和正確的邊坡坡度。2、水、溫穩(wěn)定性良好的填筑材料一換土3、合理的路基
42、高度,保證路基工作區(qū)干燥4、充分壓實(shí),保證施工質(zhì)量一具有足夠的防凍厚度5、排水通暢,防止路基過(guò)濕和水毀6、設(shè)置隔離層,阻斷毛細(xì)水和負(fù)溫遷移7、合理的防護(hù)支擋措施第五節(jié)、路基土的分類(lèi)與工程性質(zhì)一、公路用土的分類(lèi):顆粒組成特征、塑性指標(biāo)、有機(jī)質(zhì)含量。公路用土分類(lèi):巨粒土,粗粒土,細(xì)粒 土,有機(jī)土。砂土最好,沒(méi)有塑性,具有良好的透水性;砂性土也好;粉性土最差;粘性土不好;重粘 土不好。按土顆粒的粒徑分為:巨粒土、粗粒土、細(xì)粒土和特殊土,具體劃分范圍見(jiàn)表二、各類(lèi)土的工程性質(zhì)巨粒土 漂石、卵石、片(塊)石(2)砂土 :無(wú)塑性,透水性強(qiáng),水穩(wěn)定性好,毛細(xì)作用很弱。松散,級(jí)配不佳時(shí)壓實(shí)困難。良好的路基 填筑
43、材料。(3)砂性土:一定的粘性,較好的逶水性和水穩(wěn)性,毛細(xì)作用弱。易于壓實(shí),很好的填筑材料。(4)粉性土 :粘性很小,顆粒細(xì),毛細(xì)作用強(qiáng),在不利水溫狀況下極易產(chǎn)生凍脹、翻漿。往往級(jí)配不 良,不易壓實(shí)。最差填筑材料。(5)粘性土:粘性大,透水性差,毛細(xì)作用顯著??赡苡幸欢ㄅ蛎浲列?。較好的填筑材料。(6)重粘土 :與粘性土相似,但粘性極大,透水性極小。多有較長(zhǎng)大或很大的膨脹性,性質(zhì)受粘土礦物 成分影響大。潮濕時(shí)很粘,干燥時(shí)很硬,不利施工。不宜直接作用路基填筑材料。第六節(jié)一般路基設(shè)計(jì)(一)、一般路基設(shè)計(jì)的概念 :在正常的水文地質(zhì)條件下,路基填挖不超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)范所允許的范圍,可 直接選用典型斷面圖或設(shè)計(jì)
44、規(guī)定進(jìn)行的設(shè)計(jì)。不必進(jìn)行個(gè)別驗(yàn)算或論證。(二)、一般路基設(shè)計(jì)的內(nèi)容:路基橫斷面的形式連同附屬設(shè)施。(三)、路基設(shè)計(jì)的要求:滿(mǎn)足行車(chē)荷載作用的要求一一路基工作區(qū)(路床):路基路面綜合設(shè)計(jì)。 確保路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性一一排水、防護(hù)、加固及其它附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)。 路基橫斷面的設(shè)計(jì)一一本節(jié)的重點(diǎn)。(四)一般路基設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容:1 )選擇路基斷面形式,確定寬度與高度。2 )選擇路堤填料與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。3 )確定邊坡形狀與坡度。4 )路基排水系統(tǒng)布置和排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。5 )坡面防護(hù)與加固設(shè)計(jì)。6 )附屬設(shè)施設(shè)計(jì)。一、路基典型橫斷面與構(gòu)造1. 路基典型橫斷面(1)路堤按路堤的填土高度不同,劃分為:矮 路堤:填土高度
45、小于1.0-1.5m高路堤:填土高度大于18m (土質(zhì))或大于20m (巖質(zhì))一般路堤:填土咼度在1.5m-18m(2)路塹路塹的幾種常見(jiàn)橫斷面形式:a )全挖路基 b )臺(tái)口式路基 c )半山洞路基注:挖方邊坡根據(jù)情況可設(shè)置成直線或折線;路塹上方應(yīng)設(shè)截水溝,坡腳設(shè)邊溝;坡面易風(fēng)化處,在坡腳設(shè)碎落臺(tái);路塹以下天然地基應(yīng)達(dá)到規(guī)定壓實(shí)度。2. 路基的基本構(gòu)造(寬度、高度、坡度等)(1)路基寬度:路基寬度為行車(chē)道路面及其兩側(cè)路肩寬度之和。 技術(shù)等級(jí)高的公路,設(shè)有中間帶、路緣石、變速車(chē)道、爬坡車(chē)道、緊急停車(chē)帶等。(2)路基咼度:指路堤的填筑咼度和路塹的開(kāi)挖深度,是路基設(shè)計(jì)標(biāo)咼和地面標(biāo)咼之差。中心填挖咼
46、 度,邊坡高度,路基最小高度。路基的填挖高度:在縱斷面設(shè)計(jì)時(shí),綜合考慮路線縱坡要求、路基穩(wěn)定性和工程經(jīng)濟(jì)等因素確定的。 路塹設(shè)計(jì)應(yīng)避免過(guò)大挖深,當(dāng)挖方邊坡過(guò)高可能引起穩(wěn)定性問(wèn)題時(shí)應(yīng)作單獨(dú)設(shè)計(jì)。路堤設(shè)計(jì)時(shí),既要避免填方過(guò)高又要保證必要的路基高度。應(yīng)參照臨界高度確定路基最小填土高度,使 路基處于中濕以上的干濕狀況,保證路基穩(wěn)定。對(duì)于浸水路基,則要考慮一定洪水頻率下的設(shè)計(jì)水位及 0.5m的安全高度。必要時(shí)還應(yīng)加上壅水高度和波浪侵蝕高度。(3) 路基邊坡坡度:路基邊坡坡度對(duì)路基穩(wěn)定十分重要。 路基邊坡坡度法表示方法:1:m路堤邊坡坡度:其大小取決于邊坡高度、填料種類(lèi)和性質(zhì)、水文條件及施工方法等。土質(zhì)路
47、堤邊坡坡 度與石質(zhì)路堤邊坡坡度:A、對(duì)于土質(zhì)路堤,一般情形下,邊坡坡度用1:1.5 (上部8m以?xún)?nèi))及1:1.75 (下部12m以?xún)?nèi))。B浸水時(shí),設(shè)計(jì)水位以下應(yīng)降低一級(jí)取用,如1:1.751:2 ,常水位以下再降一級(jí),如 1:21:3。對(duì)于石質(zhì)路堤邊坡,一般要求碼砌,視石料粒徑大小及邊坡高度不同,常用1:0.51:1的坡率。路塹邊坡坡度及影響因素:路塹邊坡坡度的大小取決于邊坡高度、地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、水文條件等。A、對(duì)于土質(zhì)路塹邊坡,其主要因素有:邊坡高度、土的密實(shí)程度及膠結(jié)物種類(lèi)、地下水及地表水情況、 土的成因及地質(zhì)年代等。不同條件下坡度變化很大,如1:0.31:1.75 ,邊坡設(shè)計(jì)時(shí),可參
48、照規(guī)范及當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)選用。B對(duì)于巖石路塹邊坡,其主要因素有:邊坡高度、巖石種類(lèi)、風(fēng)化和破碎程度等。不同情形下坡度變化 也很大,如1:0.11:1.5 ,邊坡設(shè)計(jì)時(shí),一般應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、巖石特性,參照規(guī)范及采用工程比擬法確(4)路拱:路拱的作用是排水,路拱的形式可采用曲線和直線,路拱橫坡既要保證排水順暢又要保證行車(chē)平穩(wěn)。視路面排水情況,路拱橫坡一般在2%4之間,排水性能好時(shí)用低值。3. 彎道的超高與加寬(1)超過(guò)及超高緩和段1)超高的概念:在彎道的路基橫斷面設(shè)計(jì)中,當(dāng)圓曲線半徑介于極限最小半徑和不設(shè)超高最小半徑時(shí), 需將外側(cè)車(chē)道抬高。構(gòu)成與外側(cè)車(chē)道度的單坡橫斷面,這種設(shè)置稱(chēng)為超高2)超高的計(jì)算公式:
49、3)超高緩和段:從直線上雙向路拱橫段面過(guò)渡到圓曲線上的具有單一超高坡度的橫斷面緩沖段 無(wú)中間分隔帶:繞內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)與繞中線旋轉(zhuǎn)有中間分隔帶:繞中間帶的中心旋轉(zhuǎn)、繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)、繞各自行車(chē)道中線旋轉(zhuǎn)4)設(shè)置超高緩和段:新建公路采用繞路面邊緣旋轉(zhuǎn)方式;舊路改建采用繞路中線旋轉(zhuǎn)方式5)對(duì)于有中間帶的公路,其超高方式有三種: 繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn);(可繞中間帶的邊緣旋轉(zhuǎn); 繞各自行車(chē)道中線旋轉(zhuǎn)(2)加寬及加寬過(guò)渡 加寬原因:在平曲線上行駛的汽車(chē),因?yàn)槊恳卉?chē)輪沿各自軌跡活動(dòng),汽車(chē)彎路上占據(jù)的寬度比直線段 大,因而圓曲線上的路面必須加寬加寬值:b加寬界限:當(dāng)圓曲線半徑等于或小于250米時(shí),應(yīng)在原曲線外側(cè)
50、加寬加寬過(guò)渡:一般多用直線過(guò)渡,對(duì)于高等級(jí)公路可用高次拋物線過(guò)渡(3) 緩和曲線(曲率過(guò)渡)、超高緩和段(超高過(guò)渡)、加寬緩和段(加寬過(guò)渡)的關(guān)系取三者和最大值緩和段的長(zhǎng)度。對(duì)于高等級(jí)公路,緩和曲線一般都很長(zhǎng),超高和加寬過(guò)渡可以不從緩和 曲線起點(diǎn)開(kāi)始。路拱:為迅速排除路面上的集水將路面做成一定的橫向坡度,稱(chēng)為路拱橫坡。4、路基附屬設(shè)施:1) 取土坑與棄土堆:合理確定取土坑和棄土堆的位置。2)護(hù)坡道與碎落臺(tái)護(hù)坡道:保護(hù)路基邊坡穩(wěn)定性碎落臺(tái):防止邊溝阻塞,亦有護(hù)坡作用3)堆料坪與錯(cuò)車(chē)道堆料坪:堆置備用礦質(zhì)材料錯(cuò)車(chē)道:提供車(chē)輛會(huì)車(chē)及避讓需要5、路基橫斷面設(shè)計(jì)步驟:繪制各樁位橫向地面線;確定路基寬度及
51、邊坡坡度、邊溝尺寸等;計(jì)算超高、加寬數(shù)值;完成路基設(shè)計(jì) 表;路基土石方量計(jì)算與調(diào)配;計(jì)算橫斷面面積;土石方量計(jì)算;土石方調(diào)配二、路基邊坡防護(hù)與加固設(shè)計(jì)1. 要求與分類(lèi)(1) 目的與要求:防護(hù)的目的就是確保路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,重點(diǎn)是路基的邊坡。a)坡面防護(hù)坡面防護(hù)是指保護(hù)路基邊坡表面的工程措施,主要是保護(hù)邊坡表面免受雨水沖刷,減弱溫差及濕度變化 的影響,阻止和延緩軟弱巖土表面的風(fēng)化、碎裂、剝蝕演變進(jìn)程,達(dá)到保護(hù)路基邊坡、提高邊坡整體穩(wěn) 定性的目的。坡面防護(hù)還具有美化路基和協(xié)調(diào)自然環(huán)境的功能。b)沖刷防護(hù)當(dāng)水流經(jīng)路基坡面或坡腳時(shí)會(huì)發(fā)生沖刷現(xiàn)象,即水流將沖走較細(xì)粒徑的填料,使路基遭到不同程度的破 壞
52、,為防止這種破壞的發(fā)生,必須進(jìn)行路基防護(hù),這種為阻止路基沖刷現(xiàn)象發(fā)生的路基防護(hù)措施被稱(chēng)為 沖刷防護(hù)。按防護(hù)方式的不同,沖刷防護(hù)又可分為直接防護(hù)和間接防護(hù)。c)支擋工程:為支承路基填土或山坡土體、防止填土或土體變形失穩(wěn),設(shè)計(jì)和建造必要的構(gòu)造物稱(chēng)為支擋工程。通常 所說(shuō)“支擋工程”多指具體的支擋工程措施,如擋土墻等支擋結(jié)構(gòu)物。此外,按防護(hù)工程的主要主材和措施不同,防護(hù)工程又可分為植物防護(hù)、礦料防護(hù)、及綜合防護(hù)等。2、坡面防護(hù)(1)植物防護(hù) 植物防護(hù)以成活的植物作為路基防護(hù)的材料,通過(guò)植物的葉、莖和根系與被保護(hù)土體的共同作用,在 擬保護(hù)的路基部位,形成有生命的保護(hù)層。植物防護(hù)是路基防護(hù)措施之一,是一種
53、積極的、有生命的防 護(hù)措施。植物防護(hù)方法:通常包括種草、鋪草皮、植樹(shù)等形式。鋪草皮是最常用的工法,隨著播種技術(shù)的發(fā) 展,直接種草和植樹(shù)的工法也被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。植物防護(hù)的特點(diǎn):植物防護(hù)是不斷“成長(zhǎng)”的,防護(hù)作用會(huì)隨著時(shí)間的推移得到加強(qiáng),并且,植物防 護(hù)有一定的自我修復(fù)功能,其破壞是可逆的。同時(shí),植物防護(hù)也有明顯的弱點(diǎn),當(dāng)被保護(hù)土體的土質(zhì)不 宜種植或當(dāng)?shù)氐臍夂虿灰酥参锷L(zhǎng)時(shí),植物防護(hù)將難以實(shí)施。a)種草植草防護(hù)是一種植物防護(hù)。植草防護(hù)是以種植的方法,在擬防護(hù)坡面形成草皮保護(hù)層,達(dá)到坡面防護(hù)的 目的。植草防護(hù)受草種、土壤條件、氣候條件、種植技術(shù)、養(yǎng)護(hù)技術(shù)等多種條件限制,在干旱、寒冷、 水質(zhì)及土壤
54、條件不良地區(qū)運(yùn)用植草防護(hù)仍然是路基防護(hù)的難題。b)鋪草皮鋪草皮防護(hù)是傳統(tǒng)的植物防護(hù),是一種將活的草皮按一定的形式鋪設(shè)并固定于擬防護(hù)的路基坡面,草皮 成活形成植物覆蓋層,達(dá)到保護(hù)路基坡面的路基防護(hù)措施。c)植樹(shù)植樹(shù)防護(hù)是常用的植物防護(hù)。在路基、堤岸的坡腳及臨近灘地上種植樹(shù)木,可有效減弱水和風(fēng)對(duì)路基、 堤岸的侵蝕,達(dá)到防護(hù)路基的目的。(2)礦料防護(hù)礦料防護(hù)(工程防護(hù))是以砂、水泥、石灰、片石、塊石、水泥混凝土預(yù)制塊等礦質(zhì)材料為主要工程材 料,以砌、噴、涂、抹等方法建筑各種路基保護(hù)層的防護(hù)措施。工程防護(hù)設(shè)施主要包括護(hù)坡、護(hù)面墻、 砌石護(hù)坡、噴漿、抹面、勾縫、捶面等。a)抹面和捶面防護(hù)b)噴漿和灌漿防護(hù)c)勾縫防護(hù)d)砌石防護(hù):砌石護(hù)坡和護(hù)面墻(3)綜合防護(hù) 綜合防護(hù):泛指運(yùn)用兩種或兩種以上的防護(hù)設(shè)施構(gòu)筑的路基防護(hù),如片石、塊石、水泥混凝土預(yù)制件 塊等砌筑防護(hù),鋪草皮、種草、植樹(shù)等植物防護(hù),各種土工合成材料防護(hù),各種噴、涂、錨防護(hù)等等, 這些防護(hù)技術(shù)間的合理組合都構(gòu)成有效的綜合防護(hù)。綜合防護(hù)可發(fā)揮不同材料和技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):有利于提高防護(hù)措施的效果、增加防護(hù)措施的適應(yīng)性,在設(shè) 計(jì)路基防護(hù)時(shí),應(yīng)合理、積極地運(yùn)用綜合防護(hù)。3、沖刷防護(hù)(1)直接防護(hù) 直接防護(hù)是利用植物防護(hù)、礦料防護(hù)等各種防護(hù)方法,對(duì)路基進(jìn)行直接保護(hù)的一種路基防護(hù)措施,一 般是在擬保護(hù)的路
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