E一般路基設(shè)計

會計學(xué)1E一般路基設(shè)計5、滑移:堤身在自重下沿原地面向下滑移，原地面未處理而為水所浸濕造成。4、滑坡:土體沿一定的軟弱面整體下滑，下部支撐力量受到削落造成。6、沉落:沉降；造成側(cè)向擠出（隆起）。7、沉縮:因壓實不足，在水分、自重、行車荷載下基身壓密，出現(xiàn)沉縮。8、凍脹與翻漿:路基土質(zhì)不良，在冰凍地區(qū)，當(dāng)有水分供給時，負(fù)氣溫使路基中的水分不斷向上積聚而凍結(jié)，導(dǎo)致路基體積膨脹、開裂，叫凍脹；春天時，上層土先化凍，因含水過多變得稀軟，在行車時，泥漿沿路面裂縫冒出，叫翻漿。四、病害原因綜合分析:1、水：地表水、地下水）；2、內(nèi)因；3、外因：氣溫、雨、雪、風(fēng)、地形、地質(zhì)、荷載等；4、人為因素：設(shè)計、施工、養(yǎng)護。五、路基設(shè)計的一般要求:1、堅實穩(wěn)定、經(jīng)濟合理。2、合理的斷面形式、邊坡坡度、完善的排水、防護加固第1頁/共17頁3、合理的路線設(shè)計（道路勘測設(shè)計）。4、保護農(nóng)田、環(huán)境。5.2填料的選擇和壓實標(biāo)準(zhǔn)一、填料的選擇：用高強、水穩(wěn)性好、壓縮性小、施工方便及運距短的巖土材料。既要考慮料源和經(jīng)濟性，又要考慮填料的性質(zhì)，做到少占農(nóng)田，利用荒地和附近附屬工程的挖土，一般，不含有害物質(zhì)的礦質(zhì)材料都可以作為填料，但修筑高等級路面時，路基填料的強度和粒徑有一定規(guī)定。見P61表5-1。

根據(jù)填料的性質(zhì)和適用性可將路基填料分為下述幾類：1.礫石、不易風(fēng)化的石塊：滲水性很強，水穩(wěn)定性較好，強度高，為最好的填料。使用場合和施工季節(jié)不受限制，石塊空隙間用小石塞密實時，路堤的殘余下沉量很小，故在車輛荷載作用下塑性變形小。填石路基強度≧15MPa（護坡≧20MPa）。但dmax不超過層厚的2/3，高級路面的路床中dmax不得大于10（15）cm,厚取路床頂面下30-50cm。2.土石混合料：石塊與土混在一起，其力學(xué)性質(zhì)與土、石含量有關(guān)。石塊和沙礫含量高時，其滲水性、水穩(wěn)定性和強度好；反之，若土（粉性土、粘土）含量多，則松散，遇水易造成邊坡坍塌。當(dāng)石塊含量〉70%時，按填石處理，若石塊含量<50％按填土處理。第2頁/共17頁3.砂礫材料（碎石土、卵石土、礫石土、粗砂、中砂）：滲水性強、水穩(wěn)定性好；為一類優(yōu)質(zhì)填料，但如其中粘性土含量過多時，水穩(wěn)定性將下降很多，但細(xì)砂土易松散，對流水沖刷、風(fēng)蝕的抵抗能力差。如要使用，可適當(dāng)加一些粘性大的土，以加強穩(wěn)定性。4.砂性土：既含有一定數(shù)量的粗顆粒，使之具有足夠的強度和水穩(wěn)定性。又含有一定數(shù)量的細(xì)顆粒，將粗顆粒粘在一起，為修路堤的良好填料。5.粉性土：含較多的粉粒，毛細(xì)現(xiàn)象嚴(yán)重，干時易被風(fēng)蝕，浸水后很快濕透，使穩(wěn)定性最差的填料。在季節(jié)性冰凍地區(qū)會引起凍脹、翻漿、唧泥。但不得已要用時，應(yīng)摻配其他填料，并加強排水、隔離措施。6.粘性土：滲水性差，干燥時較硬而不易挖掘；浸水后水穩(wěn)性差，強度低，變形大。如在適當(dāng)含水量時充分壓實，并有良好排水條件下，筑成的路堤也較穩(wěn)定。重粘土不宜作路基填料。7.特殊土：如膨脹土、黃土、鹽漬土、石膏土、泥炭、腐殖土等應(yīng)限制使用。8.易風(fēng)化的軟質(zhì)巖石塊：為穩(wěn)定性較差的填料，浸水后易崩解成土或砂，強度顯著下降，變形量大，不宜作路堤填料（尤其是浸水部分）。9.工業(yè)廢渣：粉煤灰、冶金砂渣等。但有害物質(zhì)不能超標(biāo)，由于粉煤灰與砂土的工程性質(zhì)相似，其粘結(jié)力小，易于流失，故用1~2米粘土包邊（或護坡），粘性土封頂。見P63圖5-10。零填及挖方地段的路床為巖石時，強度符合要求，但要設(shè)一定的平整層厚度，若路床土的CBR值<表5-1規(guī)定的土或是不宜做路床的土，均應(yīng)清除換填或用其他措施。第3頁/共17頁二、填筑規(guī)則：1.不同性質(zhì)的土要分層填筑，以免形成水囊或滑移面。每種填料層累計總厚大于0.5米。2.不同填料的層位安排應(yīng)考慮路基條件。一般優(yōu)質(zhì)填料在上層，但有浸水或地下水位影響的路基應(yīng)選用透水性好的填料。如石料、粗砂礫材料。3.透水性較小的土在下層時，其頂面注意排水，做成4%的雙向橫坡。見P63圖5-11a。4.為防雨水沖刷，可采用土包邊，并設(shè)盲溝，以利排水。盲溝尺寸為40×50cm，10~15m水平間距，1~1.5m豎向間距。5.當(dāng)相鄰兩部分填料粒徑尺寸相差很大時，應(yīng)在其間設(shè)隔離層（反濾層）。可用砂粒材料。三、壓實標(biāo)準(zhǔn)：

路堤土須經(jīng)分層壓實，使之具有一定的密實度，以消除大部分因水分干濕作用引起的自然沉陷和行車荷載反復(fù)作用產(chǎn)生的壓實變形，提高強度和穩(wěn)定性，保證路面使用性能和壽命。第4頁/共17頁

為此，人們采用相對指標(biāo)，以土壓實后的干密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗得到的最大干密度的比值來表征土的壓實程度，叫壓實度。

標(biāo)準(zhǔn)擊實試驗分為重型擊實（相當(dāng)于10~15噸壓路機的碾壓效果）和輕型擊實（相當(dāng)于6~8噸壓路機的碾壓效果）

重型擊實試驗得到的最大干密度比輕型擊實試驗得到的最大干密度提高約5~14%,而最佳含水量降低約1~9%。1.對于鋪中、低級公路路基時，其壓實標(biāo)準(zhǔn)可相應(yīng)降低，因此可用輕型擊實試驗得到的最大干密度作為壓實度的基數(shù)（分母）。2.路基受荷載影響及氣候影響大時，壓實度高?？蛇m當(dāng)降低。對土質(zhì)路基，規(guī)范有規(guī)定，見P65表5-3；對填石路基，壓密程度很難用壓實度來判斷，常用12噸以上震動壓路機進行壓實試驗。當(dāng)壓實層頂面穩(wěn)定，不再下沉?xí)r，為合格標(biāo)準(zhǔn)。采用重錘夯實時，以夯錘下落時不下沉為準(zhǔn)。

土的壓實效果與壓實時的含水量有關(guān)。在最佳含水量下壓實到最大干密度ρdmax（或記作ρc）。此時，土的強度最高，水穩(wěn)性也好，但含水量和ρdmax與土的類型、性質(zhì)有關(guān)。見P64圖5-12。故不能作為壓實指標(biāo)。這樣要為每一種土相應(yīng)地規(guī)定一個要求的壓實標(biāo)準(zhǔn)值。第5頁/共17頁5.3路基邊坡和地基要求邊坡的形狀和坡度是路基設(shè)計的基本內(nèi)容，它關(guān)系到路基的穩(wěn)定和工程造價。一、邊坡形狀：直線形、折線形、臺階形三種1.直線形：邊坡采用單一坡度。適用于路基高度較小時，施工簡便，但不符合坡體受力。2.折線形：采用上陡下緩的折線形邊坡，符合路堤的狀況，但變不宜過多，多了施工不易控制，坡面易受水沖刷，變坡點宜設(shè)在上部坡度的潛力充分用足的高度處。3.臺階形：每隔一定高度設(shè)置不小于1~2米的護坡道。護坡道具有3%的外向橫坡，適用于高路堤，護坡道可減緩水流速，防止坡面沖刷，又可增加路堤的穩(wěn)定性和作維修通道。填方邊坡：一般采用直線形，但邊坡較高或浸水時，可采用上陡下緩的折線形或臺階形。挖方邊坡：對單一巖層和風(fēng)化程度相差不大坡體用直線形，若巖層多風(fēng)化、差別大時，可采用相應(yīng)滿足各自穩(wěn)定性要求的折線形，邊坡高時采用臺階形。第6頁/共17頁二.邊坡坡度：根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件，土質(zhì)、填挖類型、邊坡高度、使用要求、施工方法等綜合考慮而定。1.填方邊坡：地基良好時，可按P66表5-4定。如高度超出，應(yīng)進行路基穩(wěn)定性驗算。（后面會講）

浸水路堤部分的邊坡要通過計算確定，坡度比正常的要大。地震區(qū)邊坡也應(yīng)緩些，見P67表5-5。高速公路和一級公路也應(yīng)放緩。2.挖方邊坡：一般情況下，按P67表5-6定。如高>30m,可根據(jù)具體情況而定，并進行邊坡路基穩(wěn)定性分析。大爆破或地震地區(qū)邊坡放緩。三.地基要求：應(yīng)具有足夠的承載力（強度）和抗變形能力1.路堤的極限高度：根據(jù)在天然軟土路基上，用快速施工法建造一般斷面的路堤所能達到的最大高度。如設(shè)計超出此高度，說明此時地基不足，須技術(shù)處理。

路堤的極限高度取決于地基的特征及填料性質(zhì)。第7頁/共17頁對均質(zhì)軟基：Ns為穩(wěn)定因素，與路堤邊坡坡角β和深度因素ηd（η

d=（H+d)/H,H為路堤高度，d為軟土厚度）見P69圖5-14曲線，由β、ηd可查得Ns，c為軟土粘聚力，γ為填料的比重。

看到P69例5.1：計算Hc。Hc與H有關(guān)，而H為要設(shè)計的。如軟土層上有硬殼層，Hc可加上一半的硬殼層厚。（考慮了硬殼層的應(yīng)力擴散能力和承載力）

非均質(zhì)軟基：土層較復(fù)雜，各層性質(zhì)各異，其Hc須用圓弧條分法計算。2.地基沉降：軟基上路堤在填料作用下會產(chǎn)生較大的沉降，對于達到壓實度要求的路堤堤身壓縮量常可忽略不計，所以路堤的沉降實際上就是地基沉降。地基沉降是由于地基土的壓縮（固結(jié)）和剪切變形引起的，從開始加荷到下沉穩(wěn)定為止的總沉降叫最終沉降S。h為各分層厚度，取0.5~1m;ms為考慮剪切變形及其影響的沉降修正系數(shù)。與土的變形特征、荷載條件、加荷速率等有關(guān)，其值為1.1~1.7。Sc為按分層總和法算出的主固結(jié)沉降。e0為

各分層天然孔隙比，e1為受荷后各分層的孔隙比第8頁/共17頁

地基的固結(jié)沉降不是短時間內(nèi)發(fā)生的，而是隨時間逐步完成的。我們可算出施工階段的St。并根據(jù)工程經(jīng)驗確定最終沉降。St=KB·S;KB為施工期沉降的經(jīng)驗系數(shù)，見P70表5-9。

現(xiàn)場觀測表明，地基表面沉降為曲線，可看成一拋物線。BSt

可見每延米上施工期間增加的填方量為ΔV。St為施工期路堤中線處的地基沉降量。B為路堤的底寬。道路竣工后使用中也會發(fā)生沉降，此沉降叫工后沉降，要加以控制，尤其是高等級道路。四.基底處理：（指路堤基底）1.基底土密實穩(wěn)定、坡度緩于1：5時，可直接填筑，只須將地表的樹根、草皮及腐植土清除。2.基底為耕地或較松散的土?xí)r，應(yīng)在填筑前進行壓實。3.路線經(jīng)過水田、池塘、洼地時，要進行排水、清淤換填處理。4.在坡面坡度陡于1：5時，基底應(yīng)挖成臺階，以防堤身沿斜坡下滑。第9頁/共17頁5.4路基排水

路基的各種病害和變形的產(chǎn)生，無不與地面水和地下水的浸濕和沖刷等破壞作用有關(guān)。為保證路基穩(wěn)定和提高抗變形能力，須采取相應(yīng)的排水措施。

道路排水分為地表（地面）排水和地下排水。

排水工程，尤其是地面排水，是一項經(jīng)濟、簡便而又收效很大的技術(shù)、預(yù)防和必要措施。一、排水設(shè)施分類：

1.地表排水溝渠：邊溝、截水溝、排水溝（把邊溝、截水溝的水引到附近的橋涵、河谷和遠(yuǎn)離路基的低洼地）

2.地下排水溝管：明溝、暗溝、滲溝及隔離層（路基內(nèi)部）

3.路面排水設(shè)施：路面表面排水有橫坡、邊溝。中央分隔帶排水有向兩側(cè)排（凸形），向中間排（凹形）

4.泄水和蓄水結(jié)構(gòu)物第10頁/共17頁二、排水系統(tǒng)設(shè)計：總體規(guī)劃，綜合設(shè)計，以提高降水效果，降低造價

降落到地面的大氣降水，一部分形成逕流，另一部分滲入地層形成地下水，它們從高于路基的一側(cè)（路基上方）流經(jīng)路基基身向路基下側(cè)，歸入各種溝渠、河道。在此過程中，地面水浸濕和沖刷路基各部分，削弱其強度、抗變形能力、穩(wěn)定性，而地下水則使地基和坡體受到軟化、潛蝕等破壞作用。

排水設(shè)計目的：1.攔截地面水和地下水。2.引到排水通道并通過橋涵渲泄到下方。排水有困難時，可將地面水?dāng)r蓄在坡頂，降在路基范圍內(nèi)的水要迅速引泄掉。

設(shè)計時要綜合考慮沿線地形、地質(zhì)條件，因勢利導(dǎo)，因地制宜。并與當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利等建設(shè)規(guī)劃相結(jié)合?？紤]農(nóng)田排灌要求，水土保持，使土不出山，水不出溝。

路基排水系統(tǒng)布置，可利用路線平面圖（道路勘測設(shè)計繪出）按下列步驟進行：1.繪出路塹坡頂線和路堤坡腳線，標(biāo)明路側(cè)棄土堆和取土坑位置。2.設(shè)截水溝，攔地表水。要沿等高線布置，且與地表水流方向垂直。3.設(shè)邊溝或用取土坑，必要時用路肩排水系統(tǒng)和中央分隔帶排水系統(tǒng)。4.設(shè)地下排水設(shè)施。5.設(shè)排水溝管。6.選擇橋涵位置。對穿過路基的河溝，不要輕易改溝并涵。第11頁/共17頁

設(shè)計內(nèi)容：在路線平、縱面圖上標(biāo)明排水設(shè)施名稱、地點、中心里程樁號、厚底縱坡、跨徑、寬、長、流向、進出口、排水結(jié)構(gòu)等。對特殊復(fù)雜地段還要畫細(xì)部設(shè)計圖。三、地表排水溝渠設(shè)計：定平面位置，溝底縱坡、斷面尺寸及結(jié)構(gòu)形式1、平面位置：1）邊溝、路肩排水溝與路中線平行，設(shè)在路邊緣。2）截水溝與坡頂（腳）之間有一定距離，以防溝內(nèi)水浸濕坡體或坡腳。但又不能太遠(yuǎn)，否則無法充分?jǐn)r截山坡上的水。有邊溝時，距邊溝要遠(yuǎn)些，≧5m。無邊溝時，距坡腳要近些，≧2m

。2、排水溝渠應(yīng)具有一定的縱坡：一般>0.5%,但如縱坡大于3%時，土質(zhì)溝渠應(yīng)做防沖刷處理。3、斷面形狀：梯形（主要用于土質(zhì)溝渠）、矩形、三角形斷面尺寸：滿足泄水設(shè)計流量要求。設(shè)計水量可按地理位置、設(shè)計重現(xiàn)期、匯水范圍等確定。設(shè)計時，路面排水設(shè)施中水深不宜超過溝渠的2/3，且溝頂高出設(shè)計水位0.2米以上。高等級公路邊溝深、寬≧0.6m，其他等級路>0.4m，截水溝（一般為梯形）深、寬>0.5m。第12頁/共17頁4、排水長度有限制：一般500米以內(nèi)，多雨地區(qū)小于300米，三角形溝和縱坡小于0.5%時，不宜超過200米。否則要增設(shè)出水口或涵管，將水引走（通過集水井、涵管、急流槽等）。5、溝槽本身要平整穩(wěn)固、不滯流、不滲水和不沖刷，否則應(yīng)進行技術(shù)處理。四、地下排水溝渠設(shè)計：形式有暗溝、滲井、滲溝對地下水的處治可分為攔截、疏干、降低和引排等。1、攔截：設(shè)明溝（縱向）或滲溝（橫向或與水流方向垂直），將水截斷、引流。底縱坡、斷面尺寸及結(jié)構(gòu)形式。2、疏干：定平面設(shè)置Y形或拱形滲溝（在坡體內(nèi)設(shè)置）。3、降低地下水位：邊溝下設(shè)縱向滲溝。4、引排：用地下排水溝管將水引排。有明溝（梯形、矩形）、暗溝（矩形）。暗溝造價高于明溝，且維修困難，設(shè)計時要與修建明溝方案進行經(jīng)濟比較，擇優(yōu)選用。

滲溝深≦3m，寬為0.6~1.0m，填石滲溝縱坡>1%,常取為5%，管式滲溝取>0.5%第13頁/共17頁5.5路基防護與加固

路基防護是保證路基穩(wěn)定、防治病害、改善環(huán)境景觀和保護生態(tài)平衡的重要技術(shù)措施。

路基防護與加固可分為坡面防護、堤岸防護、支擋結(jié)構(gòu)和地基加固。一、坡面防護：有植物防護、灰漿防護和砌體防護

1.植物防護：利用植被覆蓋坡面，根系固結(jié)表土，防水土流失，調(diào)節(jié)坡溫，確保邊坡穩(wěn)定。適宜在土質(zhì)邊坡上，有

1）種草：緩坡坡面，不陡于1：1

2.灰漿防護：用水泥、石灰類礦質(zhì)混合料對邊坡進行封面和填縫。用于不宜植被的坡面。1）封面:包括抹面（厚3-7cm,使用6-8年）、捶面（厚10-15cm,使用10-15年）

、噴漿（厚5-10cm,砂漿強度大于M10）

、噴射混凝土（厚1