高速公路路基路面設(shè)計

第七章高速公路路基路面設(shè)計第一節(jié)概述第二節(jié)路基設(shè)計第三節(jié)路面設(shè)計第一節(jié)概述一、路基工程1、要求：具有足夠的整體穩(wěn)定性；排水、防護(hù)、加固具有足夠的抗變形能力。加固軟弱地基，改善水溫狀況等2、路基構(gòu)造的類型：路堤－高于原地面，由填方構(gòu)成的路基為路堤。填高為1米的，屬于矮路堤；1—20米之間為一般路堤；超過20米的為高路堤。路塹－低于原地面，由挖方構(gòu)成的路基為路塹，設(shè)計時對邊坡穩(wěn)定性予以充分注意。半填半挖－這重路基是路塹與路堤的綜合形式，主要設(shè)置在比較陡的山坡上。將挖出的土石方，作為填筑的土石方，可以節(jié)省土石方，比較經(jīng)濟，給施工帶來方便。3、路基設(shè)計的主要內(nèi)容設(shè)計路基橫斷面形狀和邊坡坡度；道路排水系統(tǒng)及構(gòu)造物的設(shè)計；路基穩(wěn)定性分析，以及防護(hù)和加固措施的設(shè)計。二、路面工程1、要求良好的平整度；優(yōu)質(zhì)的施工機具，精細(xì)的施工工藝，嚴(yán)格的施工質(zhì)量管理和良好的養(yǎng)護(hù)來實現(xiàn)和保證足夠的抗滑能力；采用堅硬、耐磨和表面粗糙的集料修筑路表面層，也可通過一些工藝措施，如刻槽來實現(xiàn)足夠的承載能力；

路面結(jié)構(gòu)必須具有足夠強度、抗變形能力和耐久性。2、路面的構(gòu)造路面結(jié)構(gòu)層路肩

－給面層、基層和墊層一個側(cè)向支承保護(hù)和拱車輛臨時停靠。路拱內(nèi)部排水設(shè)施3、路面結(jié)構(gòu)層面層

－直接承受行車荷載和大氣作用。應(yīng)具備良好平整度、抗滑性能和足夠的承載能力，以及密水性。基層－功能：擴散面層傳下的豎向力。應(yīng)具有足夠的強度、剛度和良好穩(wěn)定性。墊層－作用：改善土基的濕溫狀況，以保證面層和基層的強度穩(wěn)定性和抗凍脹能力。4、路面設(shè)計的主要內(nèi)容路面結(jié)構(gòu)層的選擇和組合方案的提出；各結(jié)構(gòu)層混合料的組成設(shè)計；各結(jié)構(gòu)層的厚度設(shè)計；方案的工程經(jīng)濟分析和比選，確定實施方案。第二節(jié)路基設(shè)計一、路基的受力狀況一般情況下，路基承受兩種荷載：

一是路面和路基自重引起的靜力荷；路基土因自重引起的垂直應(yīng)力與深度成正比例。另一種是車輪引起的動力荷載。路基在車輪荷重作用下所引起的垂直應(yīng)力隨深度而減弱。路基土因自重所引起的垂直應(yīng)力，在一定的深度下，路面的質(zhì)量遠(yuǎn)小于路基的自重，所以土基自重引起的垂直應(yīng)力與深度成正比，既σ=γZ圓形均布荷載中心下土基的垂直壓應(yīng)力，可用下面的公式計算：

σ=P/（1+2.5(Z/D)）二、路基的工作區(qū)當(dāng)荷載引起的應(yīng)力僅為自重應(yīng)力的20%---10%時，荷載應(yīng)力影響的深度作為工作區(qū)的深度。該深度Za隨車輛荷載增大而增大，隨路面的強度和厚度的增加而減小。路基工作區(qū)深度有兩種情況：Za大于路基填土高度；Za小于路基填土高度。三、路基的強度和強度指標(biāo)路基的強度，用抵抗相對滑動位移變形和豎直位移變形的能力，作為具體指標(biāo)來表征。1.抗剪強度在路基邊坡內(nèi)，當(dāng)路基強度不夠，不能抵抗剪應(yīng)力的作用。便會沿某一剪切面產(chǎn)生相對移動于是邊坡破壞，穩(wěn)定喪失。土體必須具有抵抗此變形能力，用抗剪強度表示。見公式9-5土體的抗剪強度取決于土的粘結(jié)力C和內(nèi)摩擦角φ。土的顆粒越細(xì)，粘聚力越大。沙土的粘聚力很小或沒有，由于粘聚力不如內(nèi)摩擦力影響大，因此土的顆粒越大，抗剪強度就越高。2.回彈模量通過路面?zhèn)鞯酵粱拇怪眽毫?，使土基產(chǎn)生一定程度的豎向位移變形，假設(shè)土基是均質(zhì)的彈性體，在圓形垂直均布荷載作用下，當(dāng)應(yīng)力與應(yīng)變成直線關(guān)系時，可用彈性理論來解荷載與變形之間的關(guān)系。

見公式9-1從上述的公式可以看出，土基回彈模量，表示土基在彈性變形階段內(nèi)，在垂直荷載作用下，抵抗豎向變形的能力.四、路基防護(hù)與加固路基防護(hù)與加固工程，按其作用的不同，可以分成：1、沖刷防護(hù)它的作用是防護(hù)水流對路基的沖刷和淘刷。按方法的不同，又可以分為直接防護(hù)和間接防護(hù)。2、坡面防護(hù)用來防護(hù)容易受到自然因素影響而破壞的土質(zhì)與巖質(zhì)邊坡。3、支檔建筑物是防止路基變形或支檔路基本身以保證其穩(wěn)定性。為了使概念明確，一般把防止沖刷和風(fēng)化，主要起隔離作用的措施稱為防護(hù)工程，而把防止路基或山體因重力作用而滑塌，主要起支撐作用的支檔結(jié)構(gòu)物稱加固工程。沖刷防護(hù)沿河路基防止水流沖刷的措施，一種是加固岸坡的直接防護(hù)；另一種是改變水流性質(zhì)的間接防護(hù)。直接防護(hù)，除坡面防護(hù)和石砌護(hù)坡外，還有拋石、石蘢、柔性混凝土塊及浸水擋土墻等防護(hù)方法。間接防護(hù)，包括各種導(dǎo)流與調(diào)治構(gòu)筑物，如丁壩、順?biāo)畨渭皵r河壩等。坡面防護(hù)1、植物防護(hù)措施：種草

用于防止表面水土流失，固結(jié)表土，增加路基的穩(wěn)定性。鋪草皮適用于當(dāng)?shù)赜凶銐蛲谌∈褂玫牟萜さ囟温坊雷o(hù)。植樹

2、坡面處治

對巖石邊坡無法用植物防護(hù)時，可選用坡面處治，如抹面、噴漿、勾縫、灌漿、錨固等方法防護(hù)；抹面使用于易風(fēng)化而表面較完整，還未剝落的巖石邊坡；噴漿用于易風(fēng)化和坡面不平的巖石邊坡，厚度一般為2cm；勾縫用于較堅硬且裂縫多而細(xì)的巖石邊坡以防水侵人巖層內(nèi)造成破壞；灌漿用于較堅硬但裂縫深和寬的巖石邊坡師坡面表層成為防水的整體。3、護(hù)面墻為了覆蓋各種軟質(zhì)巖層和較破碎巖石的挖方邊坡，免受大氣因素影響而修建的墻，稱為護(hù)面墻。擋土墻1、擋土墻的用途和分類它是用來支撐路基邊坡或山坡土體，以防填土或土體變形失穩(wěn)的構(gòu)筑物。按其所在位置可分為路肩墻、路堤路塹墻、山坡墻等。

2、擋土墻的構(gòu)造一般由墻身、基礎(chǔ)、排水設(shè)施和伸縮縫幾部分構(gòu)成。墻身構(gòu)造

可作成仰斜、附斜、直立、衡重式。仰斜擋墻墻背所受土壓力小，墻背比較經(jīng)濟。但基礎(chǔ)外移，地面橫坡比較陡時，增加墻高，斷面增大；俯斜式所受土壓力較大，通常在地面坡度較陡時采用，借助于陡直的墻面，減小高度；衡重式在上下墻之間設(shè)一衡重臺，采用陡直的墻面，適宜于陡峻的地形。墻背的坡度一般在1：0.025~1：0.4，仰斜式坡度在1：0.25左右?；A(chǔ)基礎(chǔ)曠的埋進(jìn)深應(yīng)梁按地卡基的撇性質(zhì)桃、承父載力疏要求媽、凍昌脹的蓄影響浮、水車文地駐質(zhì)條誕件來車定。構(gòu)一般紋情況罵下，連地表膏下不豬小于1米。排水膝設(shè)施在墻閣身適梳當(dāng)高小度處濁設(shè)一堆排泄槳水孔盈，間勇距2-江3米，準(zhǔn)出水萌口高傾出地育面0.3米。沉降杰縫為避椒免地攝基不平均勻戚沉陷踩引起吐墻身綱開裂久，按洞高度捎和地杰基的杏性質(zhì)炕，設(shè)抄置沉督降縫同。一記般每嘆隔10胸~1恥5米設(shè)一幟道。寬2-凱3厘米。五、路霜基排水1、根餅據(jù)來那源的貝不同防，水麻流可準(zhǔn)分為地面水和地下茂水。地面朗水主手要是型經(jīng)由我降水督形成路的地斷面徑掉流。地下水世分為：上層滯澇水從地將面入慕尚未個深達(dá)哥下層襲的土管中水運；潛水在地悠面以嘩下第羅一個困隔水押層以蒙上的方含水符層中競的水逝，距憐地面乞較近乏；層間水在地面冒以下任視何兩個襲隔水層下之間的帥含水層艷之間的澤地下水括。目的是把將路基凱工作膛區(qū)內(nèi)上的土在基含暫水量喪降低撓到一槳定的的范圍坐，土喘基含激水量壘過大娃，會密引起緩?fù)临|(zhì)局松軟姓，強肝度降風(fēng)低，疑邊坡眼塌方聚，基果身沉危陷或拾滑動火，影愿響交掛通。2、地仁面排獄水邊溝設(shè)姿計位置設(shè)置館在路塹的嶄路肩外鴉側(cè)或路堤坡哲腳外側(cè)，主魯要用幻玉于匯卻集和訂排除閱路基鎮(zhèn)范圍驢內(nèi)以飼及流寸向路展基的腔小量命地面諒水，叔當(dāng)流汽量不嫌大時海，可帖采用毛標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)橫斷奪面。橫斷飄面形穩(wěn)式邊溝姐的橫皇斷面越形式局常為梯形或三角鋤形，也有焰流線型涉和矩形裕。底寬露與深度寶一般不碼小于0.4社m。邊溝艘的邊晶坡：一般為1：1--蘋-1：1.晃5，巖石撕邊坡為1：0--趨--1：0.5。溝底沉縱坡制：一般你與路珍線縱貝坡一里致，測并不漆得小學(xué)于0.5玩%，若大榮于3%時，夕需采戀取加逆固措課施。為防振止邊把溝水鬧流漫炊溢或洪沖刷貼，規(guī)杜定單樣向排序水長隊度每30種0—役50嗎0米設(shè)出惰水口，并把水引罵到低洼帆處。截水免溝設(shè)躲計作用截水蜂溝設(shè)阻在離能路塹航邊緣糞一定夾距離掃和山淚坡路謹(jǐn)?shù)躺衔榉降母贿m當(dāng)脖位置權(quán)，用愁來攔截棒山坡久流向泊路基餓的水枯流。其縱關(guān)坡不盛小于0.5工%，以憲免水糞流停恒滯。斷面勝形式一般為梯形，底章寬、玻深度委不小轎于0.5米，邊捏坡坡度喘根據(jù)土媽質(zhì)而定摟。位置最好能景與絕大桐部分地沉面水流架的方向淘垂直，黎轉(zhuǎn)折處寇最好用樣曲線連彈接，在根路基邊擋坡到分箭水嶺的覺距離長疑而降雨舟量又大遵的低段雪，可設(shè)答置一道乘或幾道虜差不多叼平行的晌截水溝跑，分段貞攔截地去面徑流妖。排水暴溝設(shè)籃計目的就是查為了壞將水括從路雙基導(dǎo)波入低番洼地能或其識他排碌水構(gòu)塵造物振中去轉(zhuǎn)。斷面辮形式一般采賭用梯形住，大小楊應(yīng)通過昨計算確葡定，但摸水量較商小時，歸可以不撒用計算醉而直接喚采用底皇寬0.筑5米的寨最小宿斷面念，溝員深也出不小伶于0.5米。排水知溝的眠長度餐根據(jù)補實際割需要臣來定縮慧，通纏常在50贏0米左右哪。跌水舍與急妙流槽山嶺重宗丘區(qū)，厲排水溝穿渠樅坡欣較陡，同水流急拖沖刷力渴強。為奔減小流態(tài)速，降董低水流限的能量踐，防止曉對路基濤的危害設(shè)，大多完設(shè)跌水容和急流靜槽。構(gòu)造：進(jìn)水口沾、臺階環(huán)、出水科口。臺鞋階部分需的作用竹在于消曾能。3、地下效排水暗溝暗溝評是指萌地面害以下問引導(dǎo)賺水流澡的溝切渠，落本身阿不起舊滲水委和匯陣水作傷用。當(dāng)路線撤通過地假區(qū)路基檔范圍內(nèi)演出現(xiàn)了領(lǐng)個別泉局眼，泉君水上冒砍，路線刊不能繞點避時，榨在其與擾邊溝之驗間開挖攪溝槽，護(hù)修建暗晝溝，把鐵泉水排框除。暗溝的脖斷面尺罵寸不必朱經(jīng)過水管力計算振來確定贈。溝寬遷一般是20溫—3走0c慌m，溝裁底縱效坡不稼小于1%，出督口處英溝底臟應(yīng)高衰出邊采溝最情高水賺位20壯cm以上扇，不烏允許暢出現(xiàn)塑倒灌飼現(xiàn)象滲溝滲溝的約構(gòu)造一圣般分為席三形式世，即盲飽溝、管該式滲溝央和洞式暖滲溝。利用騙片石儉的空就隙作州為排戴水通爽道的刊稱為盲溝；底部工設(shè)滲宮水管磁作為禿排水著通道城的，逮稱為經(jīng)有管式滲錦溝；底部用掠滲水石剛板涵作坦排水通艷道的稱城為排水蟻通道的漸稱為洞式滲添溝。它們的削構(gòu)造基鍬本相同樂，斷面丸通常為淺矩形，方頂部為社覆蓋層聚或叫做目封閉層靠，側(cè)面俘為反濾草層，底帳部為排忙水通道辣。滲溝布黃置盡可燭能與地秋下水流腦相互垂亦直，使言之能攔泰截更多拿的地下舒水。滲水井作用是將地絕面水通框過滲井版深入地滴下，將智其排除造。修建粗條件路線經(jīng)肆過的地贏區(qū)，地路形平坦巨，地面產(chǎn)水無法過排除，周而離地辣面不深透的地方淋有滲透滅性土層圓，而且新地下水潑背離路酒基，可傾以建豎持井或吸殖水井一敗樣的豎扁井。用席這個設(shè)晌施把邊千溝中的御水引導(dǎo)英到原離撲路基以蹦外，并些匯集于兔路基范祖圍以外這離地面1.5米以男下的壤土層劍中去初，以頭保證股路基遷的穩(wěn)掏定。第三始節(jié)乓路面樸設(shè)計一、溪路面義材料樹的力理學(xué)性重能路面材娘料：粒料、瀝青額混合孩料和水硬蚊性混庫合料。粒料菊：顆粒騾狀材初料，如碎紅石、礫咽石、天欣然砂礫堵、爐渣薄等。常用餃于修凈筑底半基層鐵和墊嗚層。粒料的呈回彈模族量隨主黃應(yīng)力增威大、側(cè)墨限應(yīng)力節(jié)減小而架下降。瀝青斷混合軌料應(yīng)力禽－應(yīng)精變關(guān)當(dāng)系與溫度和荷載同作用肺時間有關(guān)：在低倚溫時識，呈節(jié)現(xiàn)彈性歇；在高溫跳時，變悅為彈－粘踩性或彈－粘屆－塑性悲體。水硬性嚷混合料常見有參：石灰心穩(wěn)定筆類、水泥黎穩(wěn)定循類、工業(yè)陳廢渣鏟混合圾料和水泥貓混凝藍(lán)土等。應(yīng)力映－應(yīng)荒變關(guān)路系：在加害載前姨期，裂近似況為線彈律性；在加載須后期，圣呈現(xiàn)為非線性喊。二、脊路面孤設(shè)計舍理論層狀債彈性堪體系果理論假設(shè)澡：各層妨由勻隊質(zhì)、摧各向陣同性屠、無疏質(zhì)量袋的線否彈性瓶材料以組成杏，其賓力學(xué)雁參數(shù)周為彈便性模限量和搬泊松沃比；最下時層為始水平告方向矮無限涂的半遣無限性體，縫其上輛各層逼為水德平向尺無限州但豎保向同掘厚；各層寸間應(yīng)涂力和強位移處完全氣連續(xù)匪，或支豎向溪應(yīng)力羨和位煉移連笛續(xù)，創(chuàng)但水眼平力扒為零駕；最下層憂無限深肥處的應(yīng)封力和位桶移均為宮零。見圖9-裂5彈性地灘基上薄里板理論假設(shè)普：路面劃板為幻玉等厚辦的彈砌性體疾，其籃力學(xué)惱參數(shù)光有彈蠢性模胖量、痰泊松顏比和喂厚度h；豎向應(yīng)哥變可以攤忽略；法平炕面在嬸變形從前后啟均保個持平告面并搭垂直倉中面謙；板中面災(zāi)無水平茅位移；地基與寇板之間催無摩阻剪力。見圖9-6三、瀝辟青路面枯結(jié)構(gòu)設(shè)街計瀝青舅路面溫在行占車荷幅載和糞環(huán)境舟的重館復(fù)作析用下爛結(jié)構(gòu)拔的主妥要損療壞有多：車轍疲勞躺開裂反射外裂縫低溫開不裂推移、口擁包瀝青歡路面羅設(shè)計瞎指標(biāo)揭：路表彎邀沉指