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前言路線:空間線(平面、縱面),決定行車的安全、舒適、經(jīng)濟(jì)、快捷;路基:按照路線位置和技術(shù)規(guī)定修筑的作為路面基礎(chǔ)的帶狀構(gòu)造物;(承受荷載)路面:用硬質(zhì)材料鋪筑于路基頂面的層狀結(jié)構(gòu);(承受荷載)三者的關(guān)系:路線的擬定應(yīng)考慮路基的穩(wěn)定性;路面位于路基之上,強(qiáng)度和穩(wěn)定性互相影響和維護(hù)。第一章總論1路基路面工程特點(diǎn)=1\*GB3①土石方工程量大,花費(fèi)大量材料,造價(jià)較高=2\*GB3②施工工藝較簡(jiǎn)樸,但季節(jié)性強(qiáng),講究工序=3\*GB3③涉及面廣:受自然因素和人為因素影響,變異性和不擬定性大(水文地質(zhì)情況復(fù)雜,氣候多變)2工程上對(duì)路基路面的規(guī)定(1)對(duì)路基的規(guī)定:整體穩(wěn)定;足夠的強(qiáng)度,允許小變形;水溫穩(wěn)定性(2)對(duì)路面的規(guī)定:強(qiáng)度與剛度——承載能力;穩(wěn)定性;耐久性;表面平整度;表面抗滑行性能;沙塵,噪音低綜上:路基路面工程的基本性能:承載能力、穩(wěn)定性、耐久性、表面平整度、表面抗滑性3影響路基路面穩(wěn)定的因素自然因素:地理?xiàng)l件:平原(保證排水設(shè)計(jì)和最小填土高度)山嶺地質(zhì)條件:巖石種類、層理、傾向、夾層、斷層氣候條件:溫度、濕度日照、風(fēng)力(材料老化和地下水位水文和水文地質(zhì)條件:地表、地下材料類別:砂類土、粘性土、粉性土人為因素:設(shè)計(jì)(合理與否);施工方法和養(yǎng)護(hù)與管理措施4路基土的分類及工程性質(zhì)巨粒土、粗粒土、細(xì)粒土、特殊土巨粒土:高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性填筑路基和砌筑邊坡礫石混合料(級(jí)配良好):強(qiáng)度、穩(wěn)定性、密實(shí)度高;填筑路基、鋪筑中級(jí)路面、高級(jí)或次高級(jí)的基層或底基層砂土:無塑性,透水、粘性小,易松散,但壓實(shí)后穩(wěn)定性好強(qiáng)度大、水穩(wěn)定性好;壓實(shí)困難(振動(dòng)法、摻入少量粘土)砂性土:粗細(xì)搭配,級(jí)配好,強(qiáng)度和穩(wěn)定性高,抱負(fù)的路基填筑材料粉性土:水穩(wěn)定性差,毛細(xì)現(xiàn)象、易凍脹翻漿,不可用,需解決粘性土:粘性大,顆粒細(xì),毛細(xì)現(xiàn)象,透水性差,可塑性強(qiáng),干燥強(qiáng)度大,遇水承載力減少充足壓實(shí)和良好的排水設(shè)計(jì),可保證路基穩(wěn)定重粘土:不透水,粘聚力強(qiáng),施工干燥時(shí),難以破碎;不可用5凍脹:積聚于面層下的水結(jié)冰后體積增大,使路基隆起而導(dǎo)致的路面開裂等破壞現(xiàn)象。翻漿:凍漲土在溫度升高后融解,無法迅速排除,在行車荷載作用下,路基路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大變形,濕度很大的路基土?xí)阅酀{的形式從凍漲后開裂的路面層裂隙中冒出或擠出。6公路自然區(qū)劃區(qū)劃定制因素和原則:因素:(1)自然條件影響道路建設(shè);(2)自然條件大體相同的劃分為一區(qū),在同一區(qū)內(nèi)從事公路規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理時(shí),可互相參照原則:道路工程特性相似;地表氣候區(qū)劃差異性;自然氣候因素既有綜合又有主導(dǎo)作用8對(duì)新建公路:路基臨界高度:指保證路槽底80cm上部土層處在某種干濕狀態(tài),在最不利季節(jié)路槽地面距地下水位或地面積水位的最小高度。9路面分層及層面功能面層:特性:直接承載→滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定性規(guī)定:結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、變形能力、穩(wěn)定性、耐磨、抗滑、平整材料:水泥混凝土;瀝青混凝土;瀝青混合料;碎石(摻土或不摻土)混合料基層:特性:承載、傳遞、擴(kuò)散。材料:粒料類:碎礫石材料,片石,圓石、工業(yè)廢渣和土、砂;無機(jī)結(jié)合料類:水泥穩(wěn)定類,石灰穩(wěn)定類,工業(yè)廢渣穩(wěn)定類瀝青穩(wěn)定類:熱拌瀝青碎石,瀝青灌入碎石,乳化瀝青碎石混合料分層:當(dāng)基層較厚時(shí),分兩層施工:上基層,下基層材料不同時(shí)稱底基層,設(shè)在基層之下,分擔(dān)基層承重作用墊層:土基與基層之間作用:改善土基的溫濕狀況;擴(kuò)散和傳遞由基層傳遞的荷載應(yīng)力;防路基土擠入基層規(guī)定:水穩(wěn)定性、隔溫性能。材料:透水性(松散類):砂,礫石,爐渣;穩(wěn)定性(穩(wěn)定類):水泥或石灰穩(wěn)定土注意(1)路面并不一定具有圖示結(jié)構(gòu)層次,可增可減。緩沖層:防止基層開裂反射面層;連結(jié)層:防止瀝青面層沿基層滑移(2).路面結(jié)構(gòu)層次的劃分并非一成不變(舊路改造補(bǔ)強(qiáng))(3).為保護(hù)瀝青路面邊沿,一般基層應(yīng)較面層每邊寬約0.25m,墊層較基層每邊寬0.25m。10路面分類:按力學(xué)特性及設(shè)計(jì)方法柔性路面:總體剛度小,彎沉變形大,抗彎拉強(qiáng)度低如:粒料基層+瀝青面層、碎(礫)石面層、塊石面層剛性路面:抗彎拉強(qiáng)度高,整體剛度大,處在板體工作狀態(tài),豎向彎沉小如:水泥混凝土路面半剛性路面:前期具有柔性路面力學(xué)性質(zhì),后期強(qiáng)度與剛度均大幅增長(zhǎng),但仍遠(yuǎn)小于水泥混凝土半剛性基層。如:用無機(jī)結(jié)合料和水硬性結(jié)合料修筑的基層第二章行車荷載、環(huán)境因素、材料的力學(xué)性質(zhì)1行車荷載:我國(guó)規(guī)范規(guī)定:標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100的P=100/4kN,p=700KPad=0.213m,D=0.3022路基工作區(qū):在路基某一深度Za處,當(dāng)車輪荷載引起的垂直應(yīng)力與路基土自重引起的垂直應(yīng)力相比所占比例很小,僅為1/10~1/5時(shí),該深度Za范圍內(nèi)的路基稱為路基工作區(qū)3土基的承載能力參數(shù)指標(biāo):回彈模量、地基反映模量、加州承載比土基回彈模量:反映土基在瞬時(shí)荷載作用下的可恢復(fù)變形能力,可應(yīng)用彈性理論地基反映模量K定義:根據(jù)溫克勒地基假定,土基頂面任一點(diǎn)的彎沉l僅與作用于該點(diǎn)的垂直壓力p成正比,而同相鄰點(diǎn)處壓力無關(guān),則壓力p與彎沉l之比稱為地基反映模量K,即:K=p/l加州承載比定義:承載力以材料抵抗局部荷載壓入變形的能力表征,并采用高標(biāo)準(zhǔn)碎石為標(biāo)準(zhǔn),以它們的相對(duì)比值表達(dá)4路基的變形、破壞1.路基沉陷路基沉陷:路基表面在垂直方向產(chǎn)生較大的沉落。路基沉縮:路基填料不妥,填筑方法不合理,在路基內(nèi)部形成過濕的夾層等因素,在荷載和水溫綜合作用下,引起路基沉縮。地基沉陷:原天然地面承載力極低,路基修筑前未解決,在路基自重作用下,地基下沉或向兩側(cè)擠出2.邊坡滑塌溜方:由于少量土體延土質(zhì)邊坡向下移動(dòng)所形成?;拢阂徊糠滞馏w在自重作用下沿某一滑動(dòng)面滑動(dòng)?;乱蛩?邊坡坡度過陡;邊坡坡腳被沖刷淘空;填土層次安排不妥路塹滑坡因素:邊坡高度和坡度與天然巖土層次性質(zhì)不適應(yīng);粘性土層和蓄水的砂石層交替蘊(yùn)藏;有傾向于路塹方向的斜坡層理存在3.碎落和崩塌:路塹邊坡風(fēng)化巖層表面,在大氣溫度、濕度以及沖刷、動(dòng)力作用下,表面巖石從坡面剝落下來,向下滾落。4.路基沿山坡滑動(dòng):在較陡的山坡填筑路基,路基底部被水浸濕,坡角又未進(jìn)行必要的支撐,在荷載作用下,整個(gè)路基沿傾斜的原地面向下滑動(dòng),路基整體失穩(wěn)。5.不良地質(zhì)和水文條件導(dǎo)致的路基破壞:公路通過不良地質(zhì)條件(如泥石流、溶洞等)和較大的自然災(zāi)害(如大暴雨)地區(qū),均也許導(dǎo)致路基大規(guī)模破壞。5路基病害的防治①對(duì)的設(shè)計(jì)路基橫斷面②選擇良好的路基用土③采用對(duì)的的填筑方式,充足壓實(shí)路基④適當(dāng)填高路基⑤對(duì)的進(jìn)行排水設(shè)計(jì)⑥必要時(shí)設(shè)計(jì)隔離層、隔溫層及砂墊層⑦采用邊坡加固、修筑擋土結(jié)構(gòu)物等防護(hù)技術(shù)措施6路面材料的力學(xué)強(qiáng)度特性抗剪強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎拉強(qiáng)度、應(yīng)力應(yīng)變特性7累積變形:路面材料處在彈塑性工作狀態(tài),反復(fù)荷載作用引起塑性變形積累,累積變形超過一定限度時(shí),出現(xiàn)破壞極限狀態(tài)8關(guān)于疲勞的幾個(gè)概念:疲勞特性:路面材料處在彈性工作狀態(tài),反復(fù)荷載作用下雖不產(chǎn)生塑性變形,但結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生微量損傷,微量損傷達(dá)成一定限度時(shí),路面結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞斷裂疲勞:對(duì)彈性狀態(tài)的路面材料承受反復(fù)應(yīng)力作用時(shí),也許在低于靜載一次作用的極限應(yīng)力時(shí)出現(xiàn)破壞,這種材料強(qiáng)度的減少現(xiàn)象稱為疲勞。疲勞破壞:由于材料微結(jié)構(gòu)局部不均勻,誘發(fā)應(yīng)力集中而出現(xiàn)微損傷,在應(yīng)力反復(fù)作用下微損傷逐步累積擴(kuò)大,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。疲勞強(qiáng)度:出現(xiàn)疲勞破壞的反復(fù)應(yīng)力值。疲勞極限:材料在應(yīng)力反復(fù)一定次數(shù)后,疲勞強(qiáng)度不再下降,趨于穩(wěn)定值,此溫度值為疲勞極限。第三章一般路基設(shè)計(jì)1一般路基: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。可以結(jié)合本地的地形、地質(zhì)情況,直接選用典型斷面圖或設(shè)計(jì)規(guī)定,不必進(jìn)行個(gè)別論證和驗(yàn)算。2路基類型與構(gòu)造類型:路堤、路塹和半填半挖路基(1)路堤構(gòu)造規(guī)定:①矮路堤常在平坦地區(qū)取土困難時(shí)用,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意滿足最小填土高度規(guī)定及壓實(shí)度(compactness)規(guī)定。路基兩側(cè)設(shè)邊溝。②填高不大時(shí),h=2~3m,可在路基兩側(cè)設(shè)立取土坑,使之與排水溝渠結(jié)合。為保證邊坡穩(wěn)定,可在坡角與溝渠間預(yù)留1~2m的護(hù)坡道③天然地面橫坡度較大時(shí)。可將其挖成臺(tái)階或設(shè)立石砌護(hù)腳④高路堤填方數(shù)量大,占地多,需個(gè)別設(shè)計(jì)。⑤高路堤或浸水路堤邊坡可采用上陡下緩或臺(tái)階形式,護(hù)坡道及邊坡防護(hù)及加固。(2)路塹(全挖路基、臺(tái)口式路基、半山洞路基)①邊坡根據(jù)高度可設(shè)立為直線或折線②坡腳處設(shè)邊溝;上方設(shè)截水溝③邊坡易風(fēng)化時(shí),坡腳處設(shè)碎落臺(tái);坡面進(jìn)行防護(hù)④路塹以下天然地基保證壓實(shí)度(3)半填半挖路基3路基設(shè)計(jì)方法:=1\*GB2⑴路基寬度(行車道路面及其兩側(cè)路肩寬度之和)根據(jù)通行能力、交通量大小、道路等級(jí)、設(shè)計(jì)速度而定=2\*GB2⑵路基高度設(shè)計(jì)規(guī)定:①路基上部土層應(yīng)處在干燥或中濕狀態(tài)。②盡量避免使用高路堤與深路塹。③盡量滿足路基臨界高度)的規(guī)定。④沿河浸水路堤高度應(yīng)高出設(shè)計(jì)水位+壅水高度+波浪侵襲高度+0.5m⑶路基邊坡坡度影響因素:邊坡土質(zhì)、巖石性質(zhì)、水文地質(zhì)條件等自然因素和邊坡高度⑷路基壓實(shí)第四章路基邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)1假設(shè):空間問題——平面問題⑴通常按平面問題來解決⑵松散的砂性土和礫(石)土在邊坡穩(wěn)定分析時(shí)可采用直線破裂法。⑶粘性土在邊坡穩(wěn)定分析時(shí)可采用圓弧破裂面法。2邊坡穩(wěn)定分析時(shí)假設(shè):⑴不考慮滑動(dòng)土體自身內(nèi)應(yīng)力的分布。⑵認(rèn)為平衡狀態(tài)只在滑動(dòng)面上達(dá)成,滑動(dòng)土體整體下滑。⑶極限滑動(dòng)面位置需要通過試算來擬定。3邊坡穩(wěn)定性分析的計(jì)算參數(shù)(1)土的計(jì)算參數(shù)(2)邊坡穩(wěn)定性分析邊坡的取值(3)汽車荷載當(dāng)量換算邊坡穩(wěn)定分析時(shí),需要將車輛按最不利情況排列,并將車輛的設(shè)計(jì)荷載換算成當(dāng)量土柱高,以h。表達(dá):4邊坡穩(wěn)定性力學(xué)分析法:直線法合用性:合用于砂土和砂性土,土抗力以內(nèi)摩擦力為主,粘聚力很小。路堤、路塹、成層砂類土邊坡二、圓弧法⑴合用性:邊坡有不同的土層、均質(zhì)土邊坡,部分被淹沒、均質(zhì)土壩,局部發(fā)生滲漏、邊坡為折線或臺(tái)階形的粘性土的路堤與路塹。⑵基本原理:將圓弧滑動(dòng)面上的土體劃分為若干豎向土條,依次計(jì)算每一土條沿滑動(dòng)面的下滑力和抗滑力,然后疊加計(jì)算整個(gè)滑動(dòng)土體的穩(wěn)定性。⑶基本假定:①一般假定土為均質(zhì)和各項(xiàng)同性;②不考慮土體的內(nèi)應(yīng)力分布及各土條之間互相作用力的影響。③滑動(dòng)面通過坡角;(4)基本環(huán)節(jié)①擬定圓心輔助線(具體方法見課本P77)②通過坡角任意選定也許發(fā)生的圓弧滑動(dòng)面AB,半徑為R,沿路線縱向取單位長(zhǎng)度1m。將滑動(dòng)土體提成若干個(gè)一定寬度的土條(一般?。瞺4m)。③計(jì)算每個(gè)土條的土重Gi,Gi可分解為垂直于小段滑動(dòng)面的法向分力Ni=Gicosαi和平行于該面的切向分力Ti=Gisinαi,αi=sin-1(xi/R④計(jì)算每一小段滑動(dòng)面上的反力,即內(nèi)摩擦力Nif(f=tgφi)和粘聚力cLi⑤以圓心o為轉(zhuǎn)動(dòng)圓心,半徑R為力臂,計(jì)算滑動(dòng)面上各力對(duì)o點(diǎn)的滑動(dòng)力矩和抗滑力矩滑動(dòng)力矩:抗滑動(dòng)力矩:⑥求穩(wěn)定系數(shù)K值⑦再假定幾個(gè)也許的滑動(dòng)面,按上述環(huán)節(jié)計(jì)算相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)K,?。薽in其相應(yīng)的滑動(dòng)面為極限滑動(dòng)面。K值應(yīng)在1.25~1.5之間。5陡坡路堤滑動(dòng)的幾種也許:當(dāng)路堤修筑在陡坡上,且地面橫坡度大于1:2.0或在不穩(wěn)固的山坡上時(shí),路基不僅要分析路堤邊坡穩(wěn)定性,還要分析路堤沿陡坡或不穩(wěn)定山坡下滑的穩(wěn)定性。路基防護(hù)與加固1路基防護(hù)與加固的作用坡面防護(hù)(slopeprotection):保護(hù)路基邊坡表面免受雨水沖刷,減緩溫差及濕差變化影響,防止和延緩軟弱巖土表面的風(fēng)化、碎裂、剝蝕演變,從而保護(hù)邊坡整體穩(wěn)定性。常用坡面防護(hù)設(shè)施有植物防護(hù)和工程防護(hù)。堤岸防護(hù)與加固:重要對(duì)沿河濱海路堤、河灘路堤及水澤區(qū)路堤,針對(duì)水流的破壞工作而設(shè),起防水治害和加固堤岸雙重功效。堤岸防護(hù)與加固設(shè)施有直接和間接兩類。濕軟地基加固:提高濕軟地基承載力,以防路基沉陷、滑移或其他病害。加固關(guān)鍵在與治水和固結(jié)。2坡面防護(hù)一.植物防護(hù)(一)合用性:坡高不大,邊坡比較穩(wěn)定的土質(zhì)坡面。(二)重要方法:1.種草①合用性:邊坡坡度不陡于1:1,土質(zhì)適于種草,不浸水或短期浸水但地面徑流速度不超過0.6m/s邊坡。2.鋪草皮①合用性:坡面沖刷較嚴(yán)重,邊坡較陡,徑流速度大于0.6m/s,允許最大速度為1.8m/s。3.植樹合用性:①合用于各種土質(zhì)邊坡和極嚴(yán)重風(fēng)化的巖石邊坡,邊坡坡度為1:1.5或更緩;在堤岸邊的河灘上,二.工程防護(hù)——采用砂石、水泥、石灰等進(jìn)行防護(hù)1.抹面防護(hù)①合用性:石質(zhì)挖方坡面,巖石表面易風(fēng)化,但較完整,尚未剝落的新坡面,邊坡應(yīng)較干燥。②常用材料:石灰漿、石灰與爐渣混合灰漿、石灰爐渣三合土、四合土等,可加紙筋或竹筋,提高強(qiáng)度,或加適量制鹽副產(chǎn)品鹵水,可加速硬化和防止開裂。③抹面厚度:一般2~10cm。④施工工序及施工規(guī)定:清理、填坑、灑水、抹面、拍漿、抹平、養(yǎng)生。坡面巖層有大的裂縫、深坑時(shí),應(yīng)進(jìn)行灌漿、勾縫或嵌補(bǔ);大面積抹面時(shí),每隔5~10m設(shè)伸縮縫一道;防止水分從抹面周邊滲入。2.噴漿①合用性:易風(fēng)化而坡面不平整的巖石挖方邊坡②常用材料:水泥砂漿、水泥石灰砂漿等,加筋材料可用鐵絲網(wǎng)或土工隔柵。③噴漿厚度:不宜小于5cm,噴射混凝土厚度以8cm為宜,分2~3次噴射。④比較堅(jiān)硬的巖石坡面,為防水滲入縫隙成害,分別予以灌漿、勾縫或嵌補(bǔ)等。3.干砌片石護(hù)坡①合用性:浸水路堤、重要路段或暴雨集中地區(qū)的土質(zhì)高邊坡及橋涵附近坡面與巖坡、地面排水溝渠等②作用:防止地面水流或河水沖刷。③結(jié)構(gòu)及材料規(guī)定:砌片石厚度不小于20cm,一般為30cm,其下設(shè)不小于10cm厚的砂礫墊層。護(hù)面頂部封閉,以防滲水?;A(chǔ)選用較大石塊砌筑,與側(cè)溝相聯(lián)時(shí),采用50號(hào)漿砌片石砌筑。④施工方法:先墊砂層,然后自下而上平整地鋪砌片石,片石應(yīng)逐塊嵌緊且錯(cuò)縫,護(hù)面厚度一般不小于20cm,干砌要勾縫,必要時(shí)漿砌,護(hù)面頂部要封閉。4.護(hù)面墻(漿砌片石的坡面覆蓋層。)①合用性及作用:用于封閉各種軟質(zhì)巖層和較破碎的挖方邊坡三.沖刷防護(hù)(直接防護(hù)、間接防護(hù))3軟土地基加固砂墊層法②換填土層法③反壓護(hù)道法④重錘夯實(shí)法⑤排水固結(jié)法(豎向排水法)⑥擠密法⑦化學(xué)加固法第六章?lián)跬翂υO(shè)計(jì)1擋土墻定義:
支撐天然邊坡或人工填土邊坡,保持土體穩(wěn)定并承受側(cè)向土壓力的墻式建筑物。2擋土墻的作用①收縮填土坡腳,減少填方數(shù)量,減少拆遷和占地面積,保護(hù)臨近線路的既有重要建筑物②防止水流對(duì)路基的沖刷和浸蝕,減少壓縮河床或少占庫(kù)容③減少挖方數(shù)量,防止路基邊坡或基底滑動(dòng),保證路基穩(wěn)定;④減少邊坡高度。⑤支擋山坡上也許坍滑的覆蓋層。3擋土墻按結(jié)構(gòu)形式的分類
1.重力式擋土墻特點(diǎn):依靠墻體自重抵抗土壓力,圬工量較大,形式簡(jiǎn)樸,施工方便,就地取材,適應(yīng)性較強(qiáng),廣泛采用。墻背型式:
直線形、衡重臺(tái)、折線形設(shè)計(jì)環(huán)節(jié):①假定擋土墻的截面型式及尺寸,擬定技術(shù)形式②計(jì)算汽車荷載的換算③土壓力的計(jì)算④擋土墻的驗(yàn)算,驗(yàn)算不合格需改變墻身的截面形式,返回第一步。⑤繪制橫縱斷面圖2.錨定式擋土墻(錨桿式、錨定板式)3.薄壁式擋土墻(懸臂式、扶壁式)4.加筋土擋土墻4一般條件下庫(kù)倫積極土壓力的計(jì)算環(huán)節(jié)1、計(jì)算汽車荷載2、假定破裂面通過荷載中心,計(jì)算破裂棱體面積S重量G3、按假定圖式的土壓力Ea表達(dá)式,算出θ角;4、判斷該θ角相應(yīng)的破裂面的位置是否通過荷載中心,如與假定不相符,則按計(jì)算的θ角所相應(yīng)的位置,重新計(jì)算,重新判斷;5、反復(fù)以上計(jì)算,直至相符為止;6、根據(jù)最后的破裂面位置相應(yīng)的計(jì)算式計(jì)算土壓力。5第二破裂面法的計(jì)算環(huán)節(jié):
1.?dāng)M定兩組破裂面,按相應(yīng)公式計(jì)算出θi,以擬定第一破裂面的位置,如與假定相符,再按與此邊界條件相相應(yīng)的公式計(jì)算αi;否則按計(jì)算所得的邊界條件,重新計(jì)算,直至相符為止。判斷:若αi〉α′,不出現(xiàn)…,按一般庫(kù)侖公式計(jì)算土壓力,否則,出現(xiàn)…,按出現(xiàn)…的庫(kù)侖公式計(jì)算。6擋土墻設(shè)計(jì)原則1.擋土墻位置的選定路塹擋土墻大多數(shù)設(shè)在邊溝旁山坡?lián)跬翂υO(shè)在山坡的基礎(chǔ)可靠處,墻高應(yīng)保證墻后墻頂邊坡穩(wěn)定路肩墻與路堤墻墻高或截面圬工數(shù)量相近、基礎(chǔ)情況相似時(shí),優(yōu)先選用路肩墻沿河路堤擋土墻應(yīng)結(jié)合河流情況布置,注意保持水流通暢2.擋土墻縱向布置擬定擋土墻的起迄點(diǎn),選擇擋土墻與路基或其他結(jié)構(gòu)物的銜接方式擬定伸縮縫與沉降縫的位置布置各段擋土墻的基礎(chǔ)布置泄水孔的位置,涉及數(shù)量、間隔和尺寸等3.擋土墻橫向布置橫向布置選擇在墻高最大處、墻身斷面或基礎(chǔ)形式有變異處,以及其他必須樁號(hào)處的橫斷面上進(jìn)行,擬定墻身斷面、基礎(chǔ)形式和埋置深度、排水設(shè)施等。4.擋土墻平面布置對(duì)個(gè)別復(fù)雜的擋土墻,在繪制平面圖時(shí),應(yīng)表白擋土墻與路線的平面位置及附加地貌與地物等情況,沿河擋土墻還應(yīng)繪出河道及水流情況,防護(hù)與加固工程等。7擋土墻的構(gòu)造(一)墻身構(gòu)造墻背、墻面、墻頂、護(hù)欄(二)基礎(chǔ)(三)排水設(shè)施(四)沉降縫與伸縮縫第七章路基路面排水設(shè)計(jì)1路基路面排水設(shè)計(jì)的一般原則(1).排水設(shè)施要因地制宜、全面規(guī)劃,并充足運(yùn)用有效地形和自然水系。(2)路基排水溝渠的設(shè)立應(yīng)與農(nóng)田水利相配合。(3)設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行調(diào)查研究,做到綜合設(shè)計(jì)和分期修建。(4)注意防止附近山坡的水土流失,盡量不破壞自然水系。(5)路基排水應(yīng)結(jié)合本地具體情況,就地取材,以防為主。(6)應(yīng)盡量阻止水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu),并提供良好的排水設(shè)備。2路基排水設(shè)備的構(gòu)造與布置地面排水:(地表徑流、大氣降水)邊溝、截水溝、排水溝、跌水與急流槽地下排水:(上層滯水、潛水、層間水)盲溝、滲溝、滲井3邊溝:設(shè)立位置:挖方路基的路肩外側(cè)或低路堤的坡腳外側(cè),多與路中線平行。設(shè)立作用:匯集和排除路基范圍內(nèi)的地面水。結(jié)構(gòu):漿砌片石、栽砌卵石、水泥混凝土預(yù)制塊橫斷面形式:梯形:土質(zhì);三角形:機(jī)械化施工、矮路堤;流線形:積雪、積沙路段;矩形:石質(zhì)設(shè)計(jì)要點(diǎn):①縱坡:一般與路線縱坡一致。平坡路段,邊溝縱坡宜不小于0.5%。②無需水力計(jì)算,緊靠路基設(shè)計(jì),不允許其他溝渠的水引入,不允許與其它溝渠合用。③不宜過長(zhǎng),不超過200~300m運(yùn)用自然溝渠、排水井、涵洞等排出④出口處妥善解決:防沖刷(涵洞、急流槽、跌水)P184圖7-34截水溝設(shè)立位置:挖方路基邊坡坡頂以外,或山坡路堤上方的適本地點(diǎn),盡量與大多數(shù)水流方向垂直。設(shè)立作用:攔截并排除路基上方流向路基的地面徑流,保證挖方邊坡和填方坡角不受流水沖刷。挖方路段截水溝截面形式:挖方路段;山坡填方路段設(shè)計(jì)要點(diǎn):①截水溝的橫斷面形式:梯形、與地面水流方向垂直②縱坡及長(zhǎng)度:縱坡宜不小于0.3%;長(zhǎng)度以200~500m為宜。③1:m=1:1~1.5,b>0.5,h>0.5(按設(shè)計(jì)流量計(jì)算)④溝壁底:密實(shí)、不滯留、不滲水,需加固、鋪砌5排水溝設(shè)立作用:引水,排除來自邊溝、截水溝、或路基范圍內(nèi)其他水源的水流,引至橋涵或路基范圍以外指定地點(diǎn)。設(shè)立位置:離路基盡也許遠(yuǎn)些,距路基坡角不宜小于2m。橫斷面:一般采用梯形,底寬與深度不宜小于0.5m,土溝的邊坡坡度約為1:1~1:1.5??v坡:可取0.5%~1.0%,不小于0.3%,不大于3%。設(shè)計(jì)要點(diǎn):①平面上力求短捷平順,以直線為宜,或采用大半徑曲線(R=10~20m)轉(zhuǎn)向;連續(xù)長(zhǎng)度宜短,不超過500m②縱坡宜不小于0.3%,不大于3%;若大于需加固解決,大于7%需改為跌水或急流槽。③出水口:使原水道不產(chǎn)生沖刷或淤積;銳角或圓弧相交6跌水合用情況:用于陡坡地段,溝底縱坡可達(dá)45度跌水的構(gòu)造:有單級(jí)和多級(jí)之分;溝底有等寬和變寬之別基本構(gòu)造:進(jìn)水口、消力池、出水口注意:①一般,跌水臺(tái)階高P最大不超過2.0m②常用簡(jiǎn)易多級(jí)跌水,臺(tái)高約0.4~0.5m,護(hù)墻用石砌或混凝土結(jié)構(gòu),墻基埋深為水深a的1.0~1.2倍,并不小于1.0m,墻厚0.25~0.3m。③消力池其消能作用,底部具有1%~2%縱坡,底厚0.35~0.3m,末端設(shè)有消力檻,檻高一般15~20cm。7急流槽合用情況:坡度更陡,是山區(qū)公路回頭曲線,溝通上下線路基排水及其他溝渠進(jìn)水口的一種常見排水設(shè)施。構(gòu)造:進(jìn)口、主槽和出口。結(jié)構(gòu):砌石和水泥混凝土結(jié)構(gòu),亦可用巖石坡面挖槽8暗溝(盲溝):構(gòu)造原理:溝內(nèi)分層填以大小不同的顆粒材料,運(yùn)用滲水材料透水性將地下水匯集于溝內(nèi),并沿溝排泄至指定地點(diǎn)。盲溝設(shè)立及作用:①一側(cè)邊溝下設(shè)盲溝,用以攔截流向路基的層間水,防止路基邊坡滑坍和毛細(xì)水上升危及路基。②兩側(cè)邊溝下設(shè)盲溝,用以減少地下水位,防止毛細(xì)水上升至路基工作區(qū),導(dǎo)致凍脹或翻漿。③設(shè)在路基挖方與填方交界處的橫向盲溝,用于攔截和排除路塹下面層間水或小股泉水,保持路堤填土不受水害?;緲?gòu)造:①橫斷面成矩形,亦可做成上寬下窄的梯形。②盲溝底部中間填以粒徑較大的碎石,空隙較大;粗里碎石兩側(cè)和上部,按一定比例分層填以較細(xì)粒徑的粒料;底部和頂部一般設(shè)有30cm以上的不透水層。③溝底具有1%~2%的縱坡,出水口底面標(biāo)高應(yīng)高出溝外最高水位20cm。9滲溝作用特點(diǎn):采用滲透方式將地下水匯集溝內(nèi),并通過溝底通道將水排至指定地點(diǎn)。其作用是減少地下水位或攔截地下水。結(jié)構(gòu)形式:盲溝式、洞式滲溝、管式滲溝10滲井設(shè)立條件:本地下存在多層含水層,其中影響路基的上部含水層較薄,排水量不大,且平式滲溝難以布置時(shí),采用滲井。作用特點(diǎn):滲井穿越不透水層,將路基范圍內(nèi)的上層地下水,引入更深的含水層中去,以減少上層的地下水位或所有予以排除?;緲?gòu)造:①滲井的平面布置,孔徑及滲水量,按水力計(jì)算而定,一般為直徑1.0~1.5m的圓柱形;②井內(nèi)由中心向四周按層次,分別填入由粗而細(xì)的砂石材料,粗粒滲水,細(xì)料反濾。11路面表面排水設(shè)計(jì)原則①降落在路面的雨水,應(yīng)通過路面橫向坡度向兩側(cè)排走;②路線縱坡平緩、匯水量不大,路堤較低且邊坡坡面不會(huì)受沖刷時(shí),應(yīng)采用橫向漫坡的方式排水;③不符合以上情況時(shí),應(yīng)沿路肩外側(cè)邊沿設(shè)立攔水帶,匯集路面表面水,然后通過泄水口和急流槽排離;④設(shè)立攔水帶時(shí),攔水帶過水?dāng)嗝鎯?nèi)的水,在高速公路和一級(jí)公路上不得漫過右側(cè)車道外邊沿,其他公路上不得漫過右側(cè)車道中心線。12中央分隔帶排水①寬度小于3m且表面采用鋪面封閉的中央分隔帶排水;②寬度大于3m且表面未采用鋪面封閉的中央分隔帶排水;③表面無鋪面且未采用表面排水措施的中央分隔帶.路面內(nèi)部排水路面結(jié)構(gòu)內(nèi)水分的有害影響:①導(dǎo)致無粘結(jié)粒狀材料和地基土強(qiáng)度減少;②混凝土路面產(chǎn)生唧泥(mud-pumping),出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)、開裂和路肩破壞;;③形成高壓空隙水壓力和高流速水流,引起基層細(xì)顆粒產(chǎn)生唧泥,失去支承;;④冰凍深度大于路面厚度時(shí),高水位下導(dǎo)致凍脹;⑤瀝青混合料剝落,影響瀝青混凝土耐久性并產(chǎn)生龜裂。④現(xiàn)有路面改建或改善工程,需排除路面結(jié)構(gòu)內(nèi)水分13路面內(nèi)部排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定:①各項(xiàng)排水設(shè)施的泄水能力應(yīng)大于滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的水流;下游排水設(shè)施的泄水能力應(yīng)超過上游泄水能力;②滲入水在路結(jié)構(gòu)內(nèi)的最大滲流時(shí)間,冰凍地區(qū)不超過1h,其他地區(qū)不超過2h~4h;滲流長(zhǎng)度不超過45~60m;③各項(xiàng)排水設(shè)施不應(yīng)被滲流從路面、路肩或路基帶來的細(xì)料堵塞。14邊沿排水系統(tǒng)組成:由沿路面邊沿設(shè)立的透水性材料集水溝、縱向排水溝、橫向出水管和過渡織物組成。合用性:常用于基層透水性小的混凝土路面。15排水基層的排水系統(tǒng)縱向集水溝:布置在路面橫坡下方,其內(nèi)側(cè)邊沿可設(shè)在行車道面層邊沿,但有時(shí)為避免排水管被壓裂或避免路肩鋪面受集水溝沉降影響,將集水溝外移60~90cm。排水墊層:①排水基層下設(shè)立不透水墊層或反濾層,以防表面水向下滲入墊層,同時(shí)防止墊層或路基土中細(xì)粒進(jìn)入排水基層而導(dǎo)致堵塞;②排水墊層材料級(jí)配組成上要滿足透水和反濾規(guī)定。第八章土質(zhì)路基施工1路基施工的基本方法:人力施工;簡(jiǎn)易機(jī)械化施工;綜合機(jī)械化施工;水力機(jī)械化施工;爆破法施工2路基施工的一般程序:(一)施工前準(zhǔn)備工作:①組織準(zhǔn)備工作②技術(shù)準(zhǔn)備工作③物質(zhì)準(zhǔn)備工作(二)路基施工(三)檢查與驗(yàn)收3路基施工施工要點(diǎn)基本規(guī)定:一方面必須搞好施工排水;始終保持場(chǎng)地干燥。拆除路基挖填范圍內(nèi)的地表障礙物;房、樹、表層土等.②必須有條不紊,有計(jì)劃按環(huán)節(jié)進(jìn)行;利于取棄土。③路塹開挖應(yīng)在全斷面進(jìn)行,自上而下一次成型,注意按設(shè)計(jì)規(guī)定準(zhǔn)確放樣,不斷檢查校正;注意地基土的解決④土質(zhì)路堤應(yīng)先清理或加固地基;填土?xí)r應(yīng)分層填平,充足壓實(shí),壓實(shí)厚度一般為20~25cm。⑤路堤加寬或新舊土層搭接處,原土層挖成臺(tái)階,逐層填新土,不允許將薄層新填土貼在原路基表面。4路堤填筑填筑方案:(1)分層平鋪:①不同土質(zhì)水平分層,以保強(qiáng)度均勻;②透水性差的用土宜填于下層,表面成雙向橫坡,有助于排水;③同一層次有不同用土?xí)r,接搭處成斜面,保證該層厚度范圍內(nèi)強(qiáng)度均勻;④不封閉下層透水性大的填料;⑤合理安排不同土質(zhì)的層位(2)豎向填筑合用性:地面高差大、陡坡地段上半填半挖路基、局部路段橫坡較陡難以分層填筑。必要的技術(shù)措施:①選用振動(dòng)式或錘式夯擊機(jī)等高效壓實(shí)機(jī)械;②填料宜選用沉陷量小及粒徑較均勻的砂性土或石料;③一次填足路堤全寬;④允許短期內(nèi)自然沉落,暫不修建較高等級(jí)路面。(3)混合填筑:下豎上平,適高差較大。5路塹開挖分類:橫向全寬掘進(jìn):①一端或兩端同時(shí)進(jìn)行——適短而深的路塹②一次挖深2m左右,過深時(shí)分臺(tái)階(2)分層縱向全寬掘進(jìn):①方法:在路線一端或兩端,沿路線縱向向前開挖。②單層掘進(jìn)的高度,即為路塹設(shè)計(jì)深度;③較深路塹,可采用雙層掘進(jìn)法,上層在前,下層隨后。(3)橫向通道掘進(jìn):方法:先在路塹縱向挖出通道,然后分段同時(shí)向橫向掘進(jìn)。(4)混合式開挖:縱向通道+橫向通道,+橫向挖掘,采用雙層式縱橫通道的混合掘進(jìn)方法。(5)分段縱挖法:縱向分段,各段開挖。6組織機(jī)械化施工注意事項(xiàng):①建立健全施工管理體制與相應(yīng)組織機(jī)構(gòu);②制定嚴(yán)密的施工組織計(jì)劃,合理選擇施工方案;③機(jī)具設(shè)備有限制時(shí),善于抓重點(diǎn),兼顧一般;④加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn),堅(jiān)持技術(shù)考核,鼓勵(lì)技術(shù)革新。7路基壓實(shí)的意義與機(jī)理:意義:路基壓實(shí)是路基施工中一個(gè)重要工作,也是提高路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的主線技術(shù)措施之一。機(jī)理:通過壓實(shí)使土粒重新組合,彼此擠緊,孔隙縮小,土的單位重量提高,形成密實(shí)整體,最終使強(qiáng)度增長(zhǎng),穩(wěn)定性提高。8影響壓實(shí)效果的重要因素:(一)內(nèi)因:含水量、土質(zhì)(二)外因:壓實(shí)厚度、壓實(shí)功能:最佳含水量隨壓實(shí)功能的增大而減小9路基壓實(shí)機(jī)具選擇與操作:壓實(shí)機(jī)具類型:碾壓式、夯擊式、振動(dòng)式壓實(shí)機(jī)具選擇依據(jù):土質(zhì)及不同土層厚度砂性土壓實(shí)效果:振動(dòng)式較好,夯擊式次之,碾壓式較差;粘性土:宜選用碾壓式或夯擊式。施工操作及質(zhì)量控制:①先輕后重,先慢后快;②工作路線:直線:先兩側(cè)后中間;彎道:由低到高。相鄰兩次輪跡重疊輪寬的1/3;③檢查含水量和密實(shí)度10壓實(shí)度:工地實(shí)測(cè)干容重γ與標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)實(shí)驗(yàn)所得最大干容重γ0之比的相對(duì)值。第十章碎、礫石路面1水結(jié)碎石路面施工工序:準(zhǔn)備工作─撒鋪石料并攤鋪─預(yù)碾碎石─碾壓并撒水─撒鋪嵌縫料─碾壓灑水─撒鋪石屑并灑水碾壓成型─初期養(yǎng)護(hù)碾壓三階段:穩(wěn)定期、壓實(shí)期、成型期2級(jí)配礫(碎)石路面:(1)定義:由各種集料(粗細(xì)礫石+砂或石屑)和土,按最佳級(jí)配原理修筑而成的路面層或基層(2)強(qiáng)度構(gòu)成:摩阻力+粘結(jié)力密實(shí)結(jié)構(gòu)具有一定水穩(wěn)性和力學(xué)強(qiáng)度(3)作用:中級(jí)路面的面層,次高級(jí)路面的基層(4)特點(diǎn):平整度好,施工維修簡(jiǎn)易,造價(jià)低,缺陷同前(5)厚度和材料:厚度為8-16cm,大于16cm分兩層;材料:石料強(qiáng)度不應(yīng)低于IV級(jí),形狀近似立方體或圓球體,控制扁平、細(xì)條及小于0.5mm細(xì)料的含量和塑性指數(shù);用作基層時(shí)摻石灰,劑量為細(xì)料含量的8%——12%;砂以粗砂、中砂為宜。(6)施工工序:拌和法:準(zhǔn)備→備料→鋪料→灑水拌和整形→碾壓→鋪封層(石屑)3優(yōu)質(zhì)級(jí)配碎石基層:(1)作用:柔性路面的基層、底基層,半剛性基層與瀝青面層之間(2)強(qiáng)度:碎石自身強(qiáng)度及碎石顆粒之間的嵌擠力。(3)材料規(guī)定:碎石強(qiáng)度(壓碎值)規(guī)范規(guī)定:高速公路和一級(jí)公路,路面級(jí)配碎石集料壓碎值應(yīng)不大于26%;扁平長(zhǎng)條顆粒﹤20%;不含粘土塊、植物等有害雜質(zhì)(4)細(xì)料:顆粒級(jí)配,限制細(xì)小顆粒含量及塑性堅(jiān)硬的巖石、圓石或礦渣(slag)軋制而成;顆粒級(jí)配,限制細(xì)小顆粒含量及塑性碎石場(chǎng)的細(xì)篩余料、專門軋制的細(xì)碎石集料,天然砂礫4優(yōu)質(zhì)級(jí)配碎石基層施工:準(zhǔn)備→備料→攤鋪拌和→整型碾壓攤鋪拌和重要環(huán)節(jié):①現(xiàn)場(chǎng)路拌法:現(xiàn)鋪碎石→撒布石屑→灑水拌和;②集中拌和法:先將碎石石屑加水拌和→現(xiàn)場(chǎng)攤鋪第十一章塊料路面1結(jié)構(gòu)層次:面層:塊狀石料整平層:墊平基礎(chǔ)表面及塊石底面,一般采用級(jí)配良好的清潔粗砂或中砂;煤渣、水泥砂、瀝青砂;厚度為2~3cm基層:一般采用粒料基層和半剛性基層。2天然石塊路面類別:整齊石塊和條石:①采用Ⅰ級(jí)石料:高級(jí)路面②基層:C20貧水泥混凝土,M10水泥砂整平不整齊石塊:①采用Ⅰ~Ⅱ級(jí)石料②基層砂、爐渣、碎磚石、級(jí)配礫石半整齊石塊:①采用Ⅰ~Ⅱ級(jí)石料②基層:貧水泥混凝土、碎石、穩(wěn)定土3天然石塊路面施工:1)攤鋪整平層:級(jí)配良好的清潔的粗砂、中砂→一般;水泥砂漿、瀝青砂→高級(jí)2)排砌塊石:①全寬進(jìn)行②大塊石在路邊,適當(dāng)在中間③小頭向下④嵌緊、錯(cuò)縫、平整⑤由低到高⑥長(zhǎng)邊垂直中線3)嵌縫壓實(shí):檢查路拱、路肩夯實(shí)、填縫(石屑、粗砂)、路面壓實(shí)第十二章無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定路面1特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):穩(wěn)定性好,抗凍性強(qiáng),結(jié)構(gòu)自身成板體,整體性較好,材料生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)樸,來源廣泛,造價(jià)低,剛度介于柔性材料和剛性材料之間,稱半剛性材料缺陷:耐磨性差,易疲勞,干縮,2作用:路面、廣泛應(yīng)用于路面結(jié)構(gòu)的基層或底基層3干縮特性:拌和壓實(shí)后體積內(nèi)水分揮發(fā)及水化作用,混合料水分減少,由此發(fā)生各種物理化學(xué)作用引起無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料體積收縮.⑴重要指標(biāo):干縮應(yīng)變、干縮系數(shù)、失水量、干縮量⑵影響:材性、劑量、含水量、齡期、細(xì)顆粒含量⑶規(guī)律:穩(wěn)定粒料類:石灰穩(wěn)定類>水泥穩(wěn)定類>石灰粉煤灰穩(wěn)定類。穩(wěn)定細(xì)粒土:石灰土>水泥土和水泥石灰土>石灰粉煤灰土。4溫度收縮特性:內(nèi)部和環(huán)境溫度變化帶來的體積收縮⑴指標(biāo):收縮系數(shù):溫度下降1℃時(shí)單位長(zhǎng)度收縮量⑵影響因素:材性、劑量、齡期⑶規(guī)律:中砂以上顆粒溫縮少,粉粒以下…..大5石灰穩(wěn)定類基層(底基層)使用范圍:①各級(jí)公路路面的底基層;②二、三級(jí)公路的基層,不用作高等級(jí)路面基層;③潮濕路段不宜用做基層,若做基層則需下設(shè)墊層;④瀝青面層之下不宜設(shè)此基層,若設(shè)則設(shè)碎石聯(lián)結(jié)層后方可鋪該基層6石灰穩(wěn)定類基層影響強(qiáng)度的因素:(1)土質(zhì):一般采用塑性指數(shù)12~18的粘性土為最優(yōu),易粉碎,易碾壓成型,易穩(wěn)定,控制硫酸鹽和腐殖質(zhì)的含量(2)灰質(zhì):,Ⅲ級(jí)以上技術(shù)指標(biāo);盡量縮短存放時(shí)間;低質(zhì)用量>高質(zhì)用量;磨細(xì)的生石灰粉最優(yōu),另一方面消石灰粉(3)石灰劑量:最佳劑量(強(qiáng)度最大)需進(jìn)行混合料組成設(shè)計(jì)因土質(zhì)不同而異(4)含水量:最佳含水量通過標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)實(shí)驗(yàn)擬定,潔凈飲用水(5)密實(shí)度:密實(shí)度增長(zhǎng),則強(qiáng)度增長(zhǎng),抗凍性、水穩(wěn)定性增長(zhǎng);密實(shí)度增減1%,強(qiáng)度隨之增減4%左右。(6)石灰土的齡期:強(qiáng)度隨齡期增長(zhǎng),前期(1~2個(gè)月)增長(zhǎng)比后期快。(7)養(yǎng)生條件:保證一定的溫度和濕度溫度:施工期最低溫度在5℃以上,在重冰凍(-3~-5濕度:在一定潮濕條件下,養(yǎng)生強(qiáng)度形成比在一般空氣中養(yǎng)生要好。=〉熱季施工為宜7石灰土基層縮裂防治:(1)控制壓實(shí)含水量(2)嚴(yán)格控制壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)(3)施工在氣溫進(jìn)入0℃前一個(gè)月結(jié)束,防止溫縮(temperat(yī)ureshrinkage)(4)重視初期養(yǎng)護(hù),灑水養(yǎng)生,防止干縮(dryingshrinkage)(5)及時(shí)鋪筑面層,防止水分蒸失(6)摻加集料,提高強(qiáng)度和穩(wěn)定性(7)防止基層裂縫的反射:a、設(shè)立聯(lián)結(jié)層:瀝青碎石或?yàn)r青貫入式聯(lián)結(jié)
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