一般路基設(shè)計(jì)課件

1、路基路面工程第三章 一般路基設(shè)計(jì) 提綱路基設(shè)計(jì)的一般要求 路基的類(lèi)型與構(gòu)造 路基設(shè)計(jì)路基附屬設(shè)施第一節(jié) 路基設(shè)計(jì)的一般要求一、路基承受的力主要有三種：土體本身的自重路面結(jié)構(gòu)的重力行車(chē)荷載二、路基設(shè)計(jì)的幾個(gè)基本要求：1、路基頂面以下0.8m深度內(nèi)，應(yīng)保證其強(qiáng)度與穩(wěn)定性，根據(jù)路基路面綜合設(shè)計(jì)的原則確定。2、在路基的整體結(jié)構(gòu)中還必需包括各項(xiàng)附屬設(shè)施。3、注意路基橫斷面形式的選用：一般路基通常指在良好的地質(zhì)與水文等條件下，填方高度和挖方深度不大的路基，直接選用典型斷面圖。對(duì)于超過(guò)規(guī)范規(guī)定的高填、深挖路基，以及地質(zhì)和水文等條件特殊的路基，為確保路基具有足夠的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，需要進(jìn)行個(gè)別設(shè)計(jì)和驗(yàn)算 。第二節(jié)

2、 路基的類(lèi)型與構(gòu)造路堤路塹填挖結(jié)合路基橫斷面的三種典型形式路堤是指全部用巖土填筑而成的路基。 路塹是指全部在天然地面開(kāi)挖而成的路基。 當(dāng)天然地面橫坡大，且路基較寬，需要一側(cè)開(kāi)挖而另一側(cè)填筑時(shí)，為填挖結(jié)合路基，也稱(chēng)為半填半挖路基。 一、路堤矮路堤高路堤一般路堤路堤的幾種常見(jiàn)橫斷面形式形式填土高度小于1.0m1.5m，平坦地區(qū)取土困難時(shí)選用。填土高度大于18m20m。填土高度大于1.5m18m設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意滿(mǎn)足最小填土高度的要求，使路基處于干燥或中濕狀態(tài)。路基兩側(cè)均應(yīng)設(shè)邊溝。矮路堤的高度通常接近或小于路基工作區(qū)的深度，除填方路堤本身要求滿(mǎn)足規(guī)定的施工要求外，天然地面也應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行壓實(shí)，達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)

3、度，必要時(shí)進(jìn)行換土或加固處理，以保證路基路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。 填方高度不大，h=23m時(shí)，可在路基兩側(cè)設(shè)置取土坑，使之與排水溝渠結(jié)合。為保護(hù)填方坡腳不受流水侵害，可在坡腳與溝渠之間預(yù)留12m甚至大于4m寬度的護(hù)坡道。地面橫坡較陡時(shí)，為防止填方路堤沿山坡向下滑動(dòng)，應(yīng)將天然地面挖成臺(tái)階，或設(shè)置石砌護(hù)腳。高路堤和浸水路堤的邊坡可采用上陡下緩的折線(xiàn)形式或臺(tái)階形式，如在邊坡中部設(shè)置護(hù)坡道。高路堤和浸水路堤的邊坡，須采取適當(dāng)?shù)钠旅娣雷o(hù)和加固措施，如鋪草皮、砌石等。二、路塹全挖路基半山洞路基臺(tái)口式路基路塹的幾種常見(jiàn)橫斷面形式形式挖方邊坡視高度和巖土層情況設(shè)置成直線(xiàn)或折線(xiàn);挖方邊坡的坡腳處設(shè)置邊溝，以匯集和排

4、除路基范圍內(nèi)的地表徑流；路塹的上方應(yīng)設(shè)置截水溝，以攔截和排除流向路基的地表徑流。挖方棄土可堆放在路塹的下方；邊坡坡面易風(fēng)化時(shí)，在坡腳處設(shè)置0.51.Om的碎落臺(tái)，坡面可采用防護(hù)措施。陡峻山坡上的半路塹，路中線(xiàn)宜向內(nèi)側(cè)移動(dòng)，盡量采用臺(tái)口式路基(圖3-2b)，避免路基外側(cè)的少量填方。遇有整體性的堅(jiān)硬巖層，為節(jié)省石方工程，可采用半山洞路基(圖3-2c)。 對(duì)路塹以下的天然地基，要人工壓實(shí)至規(guī)定的實(shí)程度；必要時(shí)還應(yīng)翻挖，重新分層填筑、換土或進(jìn)行加固處理，采取加鋪隔離層；設(shè)置必要的排水設(shè)施。 挖方路基處地下水文狀況不良時(shí)，要采取治理措施：三、半填半挖路基填方部分的局部路段，如遇原地面的短缺口，可采用砌石

5、護(hù)肩 。(C)如果填方量較大，也可就近利用廢石方，砌筑護(hù)坡或護(hù)墻，石砌護(hù)坡和護(hù)墻相當(dāng)于簡(jiǎn)易式擋土墻，承受一定的側(cè)向壓力。(d,e) 有時(shí)填方部分需要設(shè)置路肩(或路堤)式擋土墻，確保路基穩(wěn)定，進(jìn)一步壓縮用地寬度。(f) 如果填方部分懸空，而縱向又有適當(dāng)?shù)幕鶐r時(shí)，則可以沿路基縱向建成半山橋路基(g) 第三節(jié)路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容：(1)選擇路基斷面形式，確定路基寬度與路基高度；(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、路基寬度：為行車(chē)道路面及其兩側(cè)路肩寬度之和。路面寬度根據(jù)設(shè)計(jì)通行能力

6、及交通量大小而定，一般每個(gè)車(chē)道寬度為3.503.75m；路肩寬度盡可能增大，一般取1-3m，各級(jí)公路路基寬度按公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，如圖3-4和表3-1（略）所示。高速公路、一級(jí)公路路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面路 基路肩車(chē)道中間帶車(chē)道車(chē)道硬路肩路緣帶路緣帶路緣帶中央分隔帶二、三、四級(jí)公路路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面路 基路肩車(chē)道路肩硬路肩車(chē)道土路肩車(chē)道三、四級(jí)公路一般情況二級(jí)公路加寬硬路肩時(shí)二、路基高度路基高度是指路堤的填筑高度和路塹的開(kāi)挖深度，是路基中心線(xiàn)處設(shè)計(jì)標(biāo)高和地面標(biāo)高之差。路基兩側(cè)邊坡的高度是指填方坡腳或挖露坡頂與路基邊緣的相對(duì)高差。所以路基高度有中心高度與邊坡高度之分。確定路基填挖高度時(shí)，綜合考慮路

7、線(xiàn)縱坡、路基穩(wěn)定性、工程經(jīng)濟(jì)性等；盡量避免高路堤、深路塹的使用；沿河及受水浸淹的路基，其高度設(shè)計(jì)水位0.5m壅水高度波浪侵襲高度，以保證路基不致淹沒(méi)，并據(jù)此進(jìn)行路基的防護(hù)與加固。掌握概念注意的問(wèn)題三、路基邊坡坡度路基邊坡坡度：邊坡高度H與邊坡寬度b之比值表示，并取H=1 。掌握概念影響因素：邊坡的高度和邊坡的土質(zhì)、巖石的性質(zhì)及水文地質(zhì)條件等自然因素。路堤邊坡坡度一般路堤邊坡坡度可根據(jù)填料種類(lèi)和邊坡高度按表3-3（略）所列的坡度選用。路堤邊坡高度超過(guò)表列數(shù)值時(shí)，屬高路堤，應(yīng)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)。沿河浸水路堤的邊坡坡度，在設(shè)計(jì)水位以下可采用1：1.75-1：20，在常水位以下部分可采用1：2.01：3.0

8、。當(dāng)公路沿線(xiàn)有大量天然石料或路塹開(kāi)挖的廢石方時(shí)，可用以填筑路堤。填石路堤應(yīng)由不易風(fēng)化的較大石塊砌筑，邊坡坡度一般可用1：1。陡坡上的路基填方可采用砌石，砌石頂寬一律采用0.8m基底面以1：5的坡率向路基內(nèi)傾斜，砌石高度H一般為215m，墻的內(nèi)外坡依砌石高度，按表34選用。在地震地區(qū)，應(yīng)參照公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。高速公路和一級(jí)公路的路堤，邊坡高度大于表3-5的規(guī)定時(shí)，應(yīng)放緩邊坡坡度。路塹邊坡坡度路塹是從天然地層中開(kāi)挖出來(lái)的路基結(jié)構(gòu)物；在遇到工程地質(zhì)或水文地質(zhì)條件不良的地層時(shí)，應(yīng)盡量使路線(xiàn)避繞它；而對(duì)于穩(wěn)定的地層，則應(yīng)考慮開(kāi)挖后，是否會(huì)由于減少支承，坡面風(fēng)化加劇而引起失穩(wěn)。地質(zhì)構(gòu)造特征、

9、巖石的風(fēng)化和破碎程度、土層的成因類(lèi)型、地面水和地下水的影響、坡面的朝向以及當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件等都會(huì)影響路塹邊坡的穩(wěn)定性；土質(zhì)路塹邊坡，應(yīng)根據(jù)邊坡高度、土的密實(shí)程度、地下水和地面水的情況、土的成因及生成時(shí)代等因素，參照表36，表37選定巖石路塹邊坡，一般根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造與巖石特性，對(duì)照相似工程的成功經(jīng)驗(yàn)選定邊坡坡率。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)這些因素參照表38和表3-9選定。 在地震地區(qū)的巖石路塹邊坡坡率應(yīng)參考公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)巖石路塹邊坡高度超過(guò)10m時(shí)，邊坡坡度應(yīng)按表3-10采用。四、路基壓實(shí)1.壓實(shí)目的：2.壓實(shí)土的特性： 進(jìn)行壓實(shí)提高抗變形能力水穩(wěn)定性壓實(shí)時(shí)的含水量土的壓實(shí)效果最佳含水量最大密實(shí)度影

10、響路堤、路塹均需分層壓實(shí)，能防止水分干濕作用引起的自然沉陷和行車(chē)荷載反復(fù)作用產(chǎn)生的壓密變形，確保路面的使用品質(zhì)和使用壽命。圖為粉質(zhì)土的一組密實(shí)度、壓實(shí)時(shí)含水量和抗變形能力的試驗(yàn)結(jié)果。 假定0 為最佳含水量：、0 ，水潤(rùn)滑，利于土的移動(dòng)，壓實(shí)程度（干密度），抗變形能力；、0 曲線(xiàn)存在一峰值，水占孔隙大部分體積不易壓縮，抗變形能力反而隨壓實(shí)程度（干密度）而.壓實(shí)土遇水浸濕后，含水量，土體積膨脹：水穩(wěn)定性壓實(shí)土的膨脹量土質(zhì)壓實(shí)時(shí)的含水量0時(shí)壓實(shí)的土，膨脹量大0時(shí)壓實(shí)的土，膨脹量略 小0時(shí)壓實(shí)的土，吸水量、膨脹量最小圖3-8為壓實(shí)土浸濕后抗變形能力的變化情況，同樣可得到在0時(shí)壓實(shí)，增加壓實(shí)功能，提高密

11、度，可以得到較高的浸濕后的抗變形能力。 結(jié)論：土的壓實(shí)效果同壓實(shí)時(shí)的含水量有關(guān)，路基土在最佳含水量狀態(tài)下進(jìn)行壓實(shí)，可以達(dá)到最大密實(shí)度，可以提高抗變形能力和水穩(wěn)定性。 3.路基土壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn):按重型、輕型兩種標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)方法確定 。重型擊實(shí)試驗(yàn)方法的壓實(shí)功能相當(dāng)于12-15t壓路機(jī)的碾壓效果。輕型擊實(shí)試驗(yàn)方法的壓實(shí)功能相當(dāng)于6-8t壓路機(jī)的碾壓效果。1.壓實(shí)目的：2.壓實(shí)土的特性： 目前以重型標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)方法確定較多。四、路基壓實(shí)4.用標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)確定的最大干密度與最佳含水量是一種理想的狀態(tài)。實(shí)際工程施工時(shí)很難完全達(dá)到百分之百的最大干密度，或者需要付出過(guò)多的壓實(shí)功能才能達(dá)到，這從經(jīng)濟(jì)上考慮也是不可取

12、的。 5.壓實(shí)度是以實(shí)際達(dá)到的干密度絕對(duì)值與標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)法得到的最大干密度之比值的百分率表征 。K實(shí)際上是土在壓實(shí)后接近最大密實(shí)度的程度。6.密實(shí)度是指單位體積內(nèi)土顆粒排列緊密的程度，即單位體積土的重量，常用不包括土體中水分重量的單位體積重量，即干密度作為密實(shí)度的指標(biāo)。四、路基壓實(shí)7.不同情況壓實(shí)要求不同：表3-13所列為適用于各級(jí)公路的以重型擊實(shí)方法為標(biāo)準(zhǔn)的路床壓實(shí)度和相應(yīng)的路床土最小強(qiáng)度。（80cm范圍內(nèi)）我國(guó)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范針對(duì)各種不同情況提出了不同的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)：路床以下的路基部分一律按重型擊實(shí)試驗(yàn)法求得的最大干密度控制壓實(shí)度。表3-14為各個(gè)等級(jí)公路上路堤和下路堤的壓實(shí)度和路堤最小填土強(qiáng)度

13、。第四節(jié) 路基附屬設(shè)施取土坑、棄土堆、護(hù)坡道、碎落臺(tái)、堆料坪及錯(cuò)車(chē)道等。一、取土坑與棄土堆要合理選擇取土坑或棄土堆的位置。選點(diǎn)時(shí)要兼顧土質(zhì),數(shù)量、用地及運(yùn)輸條件等因素，還必須結(jié)合沿線(xiàn)區(qū)域規(guī)劃、因地制宜，綜合考慮，防止水土流失，維護(hù)自然平衡。平坦地區(qū)，如果用土量較少，可以沿路兩側(cè)設(shè)置取土坑，與路基排水和農(nóng)田灌溉相結(jié)合。為防止坑內(nèi)積水危害路基，當(dāng)?shù)添斉c坑底高差不足2.0m時(shí)，在路基坡腳與坑之間需設(shè)寬度1.0m的護(hù)坡平臺(tái)，坑底設(shè)縱橫排水坡及相應(yīng)設(shè)施。河水淹沒(méi)地段的橋頭引道近旁，一般不設(shè)取土坑.借方取土坑、棄土堆、護(hù)坡道、碎落臺(tái)、堆料坪及錯(cuò)車(chē)道等。一、取土坑與棄土堆路基開(kāi)挖的廢方，應(yīng)盡量加以利用，如用

14、以加寬路基或加固路堤，填補(bǔ)坑洞或路旁洼地，亦可兼顧農(nóng)田水利或基建等所需，做到變廢為用，棄而不亂。廢方一般選擇路旁低洼地，就近棄堆。沿河路基爆破后的廢石方，往往難以遠(yuǎn)運(yùn)，條件許可時(shí)可以部分占用河道，但要注意河道壓縮后，不致壅水危及上游路基及附近農(nóng)田等。積砂或積雪地段的棄土堆，宜有利于防砂防雪，可設(shè)在迎面一側(cè)，并具有足夠距離。棄方二、護(hù)坡道和碎落臺(tái)1.護(hù)坡道hd護(hù)坡道高度h護(hù)坡道寬度d3m1m36m2m612m24m護(hù)坡道是保護(hù)路基邊坡穩(wěn)定性的措施之一，設(shè)置的目的是加寬邊坡橫向距離，減小邊坡平均坡度，同時(shí)也可防止邊溝水流浸濕路基。 設(shè)置寬度要兼顧邊坡穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)合理性。二、護(hù)坡道和碎落臺(tái)2.碎落臺(tái)

15、碎落臺(tái)設(shè)于土質(zhì)或石質(zhì)土的挖方邊坡坡腳處，主要供零星土石碎塊下落時(shí)臨時(shí)堆積，以保護(hù)邊溝不致阻塞，亦有護(hù)坡道的作用。碎落臺(tái)寬度一般為1.0-1.5m，如兼有護(hù)坡作用，可適當(dāng)放寬。碎落臺(tái)上的堆積物應(yīng)定期清理。 碎落臺(tái)碎落臺(tái)三、堆料坪與錯(cuò)車(chē)道1、 堆料坪2、錯(cuò)車(chē)道路面養(yǎng)護(hù)用礦質(zhì)材料，可就近選擇路旁合適地點(diǎn)堆置備用。亦可在路肩外緣設(shè)堆料坪。高級(jí)路面或采用機(jī)械化養(yǎng)路的路段，可以不設(shè)，或另設(shè)集中備用料場(chǎng)，以維護(hù)公路外形的視覺(jué)平順和景觀優(yōu)美。 單車(chē)道公路，由于雙向行車(chē)會(huì)車(chē)和相互避讓的需要，通常應(yīng)每隔200500m設(shè)置錯(cuò)車(chē)道一處。單車(chē)道的路基寬度為4.5m，而錯(cuò)車(chē)道地段的路基寬度為6.5m。路基基本構(gòu)成示意圖截

16、水溝坡頂邊坡平臺(tái)邊坡排水設(shè)施挖方邊坡邊溝地下排水設(shè)施路堤中央分隔帶填挖交界原地面線(xiàn)填方邊坡坡頂坡腳坡腳一、名詞：路基、路面、路基的水溫狀況、凍脹、翻漿、路基臨界高度、稠度二、思考題：1、理解為滿(mǎn)足車(chē)輛運(yùn)行的要求，路基路面應(yīng)具有哪些基本性能？2、影響路基路面穩(wěn)定的因素有哪些？3、簡(jiǎn)述不同類(lèi)別的公路用土，修筑路基時(shí)需要注意哪些問(wèn)題？4、我國(guó)為何要進(jìn)行公路自然區(qū)劃？制定自然區(qū)劃的原則是什么？如何進(jìn)行劃分的？簡(jiǎn)要回答在七個(gè)一級(jí)自然區(qū)進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)分別要注意什么問(wèn)題？5、路基按干濕狀態(tài)不同劃分為哪幾種類(lèi)型？6、分別簡(jiǎn)述對(duì)原有公路和新建公路如何確定路基干濕類(lèi)型？7、路面結(jié)構(gòu)為什么要分層鋪筑？分為哪幾層

17、？8、簡(jiǎn)述路面各結(jié)構(gòu)層的特點(diǎn)、要求及材料？9、路面通常分為哪幾個(gè)等級(jí)？10、試從力學(xué)特性、材料等方面講述柔性路面與剛性路面的區(qū)別？第一章三、計(jì)算題：已知某市屬于4區(qū)，有一段粘土路基，路槽地面高出地面0.3m，地下水位距地面0.8m，請(qǐng)確定該路基的干濕類(lèi)型。一、名詞：?jiǎn)螆A荷載、雙圓荷載、沖擊系數(shù)、路基工作區(qū)、土基回彈模量、地基反應(yīng)模量、加州承載比CBR、路堤沉陷、滑坡.二、思考題：1、車(chē)輛的車(chē)輪對(duì)路面的作用有哪些？2、我國(guó)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范和瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范均選用 作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。路面設(shè)計(jì)中如何求設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)交通量？如何進(jìn)行軸載換算，換算的依據(jù)是什么？3、對(duì)路基路面結(jié)構(gòu)有重要影響的自然環(huán)境因是什么？4、如何理解溫度應(yīng)力和濕度應(yīng)力？5、路基內(nèi)任一點(diǎn)處的垂直應(yīng)力有哪兩部分？6、表征土基承載能力的參數(shù)指標(biāo)有哪些？7