一般路基设计PPT课件.ppt

第三章一般路基设计 第一节路基设计的一般要求第二节路基的类型与构造第三节路基设计第四节附属设施 路基路面工程 精品课程 1 第一节路基设计的一般要求 一般路基 在正常的水文地质条件下 路基填挖不超过技术规范所允许的范围而修筑而成的结构物 特殊路基 在水文地质特殊条件下 路基的填挖已超过技术规范所允许的范围而修筑而成的特殊结构物 必须满足力学稳定性 设计要求 强度稳定性 路基路面工程 精品课程 2 路基典型横断面路堤 指全部用岩土填筑而成的结构物路堑 指全部在原地面开挖而成的结构物半填半挖横断面 指原地面横坡度较大 且路基较宽 往往需要一侧开挖 一侧填筑而成的结构物 较多适用于山区 丘陵区 第二节路基的类型与构造 路基路面工程 精品课程 3 一 路堤设计的要点 依据路堤高度分类 矮路堤 h 1 0 1 5m 一般路堤 h 1 5 18m 高路堤 土质h 18m岩质h 20m 适应于平坦地区或者取土困难地区 需要设边沟 需对土基作特殊处理 工作区深度压实度水砂垫层 可在路基两侧设取土坑 土方量特别大 占地多 行车条件差 宜采用折线型或梯形边坡 路基路面工程 精品课程 4 一 路堤设计的要点 当地面边坡陡于1 5时 当地面边坡陡于1 2时 注意事项 土质地面 须将原地面挖成台阶 台阶宽度大于1m 台阶向内倾斜1 2 坡度 石质地面 凿毛 宜设置石砌护脚 还起到减少填方数量和压缩路基占地宽度的作用 倾斜地面上方坡脚 须采取措施阻止地面水渗入路堤内 路基路面工程 精品课程 5 一 路堤设计的要点 路堤常见的横断面形式 一般路堤 a 护坡道宽度 当路基边缘与路侧取土坑高差h大于2m b 1m h大于6m b 2m b 取土坑放置应尽量少占耕地 当路基填土高度不大时 可只设边沟 不设取土坑 C 路堤边坡应根据填料种类 路堤高度来综合确定 d 护坡道作用 保护填方坡脚不受流水侵害 使填方边坡稳定 路基路面工程 精品课程 6 一 路堤设计的要点 路堤常见的横断面形式 浸水 沿河 路堤 a 路堤高度应高出设计洪水位0 5m 无波 设计洪水位 澭水高度 浪高 0 5m b 常水位以下路堤边坡不得陡于1 2c 路基边坡加固类型 应根据河流冲刷情况来确定 路基路面工程 精品课程 7 一 路堤设计的要点 路堤常见的横断面形式 护脚路堤 当原地面的坡度陡于1 2时 利用挖沟渠填筑路堤 a H应满足路基高出地下水位最小高度要求0 5m b 在路堤与沟渠之间要设置1 2m护坡道 c 内边坡要求1 2 路基路面工程 精品课程 8 一 路堤设计的要点 几种常见的特殊路堤 软土路堤 a 反压护道的高度h为整个路堤高度H的1 2 b 反压护道的宽度需要通过边坡稳定性验算进行确定 c 路堤下侧一般情况下应设砂垫层 沙漠路堤 a 应作成流线型边沟b 路堤不宜太高 黄土路堤 a 直立性好高路堤 但应作力学验算b 湿陷性要求排水好 路基路面工程 精品课程 9 二 路堑设计的要点 路堑横断面形式 全挖路堑 半山洞路堑适用于岩质稳定山坡 台口式路堑 路基路面工程 精品课程 10 二 路堑设计的要点 注意问题 a 地质条件差 不宜修筑路堑b 水文条件 必须在路堑两侧设边沟 在路堑坡顶外5m处设置截水沟 c 边坡坡度大于0 3 应尽量大于0 5 d 当挖方路堑位于土层上时 必须对土基压实处理e 当地下水位比较高时 还需在土基上加铺隔离层 f 尽量少用深路堑 路基路面工程 精品课程 11 三 半填半挖路基设计的要点 一般挖填路基 a 一般情况下 h b 0 5m 不需要作流量设计 b 如汇水面积较大时 应作流量设计 c 截水沟的水不能引入边沟 只能进入排水沟d 排水沟应作流量设计 路基路面工程 精品课程 12 三 半填半挖路基设计的要点 矮墙路堤 护肩路堤 砌石路堤 挡墙路基 适应于土质非常疏松的地质条件下 适应于岩石或坚实粗粒土路段 山边坡伸出不太远 适应于岩石或坚实粗粒土路段 山边坡伸出较远 路基路面工程 精品课程 13 第三节路基设计 设计内容 选择路基断面形式 确定路基宽度和路基高度 附属设施设计 路基排水系统布置和排水结构设计 选择路堤填料与压实标准 坡面防护与加固设计 确定边坡形状及坡度 路基路面工程 精品课程 14 路基宽度的确定 1 路基宽度的概念 路基宽度为行车道 路肩 中间带 变速车道 爬坡车道等宽度之和 一般可理解为土路肩外边缘之间的距离 2 路基宽度的确定 根据 公路工程技术标准 道路的等级确定 须考虑占用土地及生态平衡问题 应尽可能少占农田 考虑填挖平衡以减少取土开挖 防止水土流失以维护生态平衡 一 路基的宽度 一般公路 行车道 硬路肩 路基路面工程 精品课程 15 高速公路 一级公路路基标准横断面 路基 路肩 车道 中间带 车道 车道 硬路肩 路缘带 路缘带 路缘带 中央分隔带 路基路面工程 精品课程 16 二 三 四级公路路基标准横断面 路基 路肩 车道 路肩 硬路肩 车道 土路肩 车道 三 四级公路一般情况 二级公路加宽硬路肩时 路基路面工程 精品课程 17 路堤填筑高度或路堑开挖深度 是指原地面标高与路基设计标高之差 路基高度的确定 线型 地形 水文综合考虑 a 路基高度应根据临界高度 并结合公路沿线具体条件和排水及防护措施确定路堤的最小填土高度 b 高路堤及深路堑的判别标准以边坡高度为依据 c 浸水路堤 沿河路堤 设计水位 0 5m澭水区 设计水位 0 5m 澭水高度有浪区 设计水位 0 5m 浪高沿河路堤及受水浸淹的路基 其高度应高于相应的设计洪水频率的设计水位 洪水位高度 壅水或波浪高度 之上0 5m 二 路基的高度 路基路面工程 精品课程 18 三 边坡坡度确定 1 定义 用边坡高度与边坡宽度之比H b的形式表示 并取H 1计算为1 m 路堤 或1 n 路堑 的形式表示边坡坡率 路基边坡坡度的大小影响路基的整体稳定性及土石方量和施工难易程度 一般路基的边坡坡度可根据多年工程实践经验和设计规范推荐的数值进行采用 2 路堤边坡a 型式 直线型 折线型 台阶型直线型 堤顶到堤脚采用同一种坡度 适用于矮 中路堤 折线型 上陡 下缓 较符合受力特点上缓 下陡从施工角度 变坡数不宜太多 适用于高路堤 台阶型 适用于高路堤 在折线型边坡的某一高度加1 2m的护坡道 优点是可以减缓地表径流对边坡的冲刷 b 路堤边坡坡度 p64 表3 3 若某边坡高度为25m或不等于20m 则上部也应取8m 剩下的留给下部高度 路基路面工程 精品课程 19 a 边坡型式 路基路面工程 精品课程 20 1 如地质情况良好 土质路堤可参照下表选定其边坡坡度 如填土边坡高度超过20m 坡率应个别设计 由边坡稳定性分析确定 b 路堤边坡坡度 路基路面工程 精品课程 21 3 浸水路堤在设计水位以下的边坡坡率不宜陡于1 1 75 2 当采取其它措施 如逐层加强压实 铺砌护坡 加强排水防冲设施等 可根据具体情况确定边坡坡度 例如当边坡总高度不超过上表中的上部边坡高度 采取上述特殊措施时 可采用陡于1 1 3的边坡坡度 路基路面工程 精品课程 22 4 填石或砌石路堤适用于浸水 陡坡 高边坡或高填方地段 边坡坡率视填石或砌石的情况而定 通常陡于土质边坡 路基路面工程 精品课程 23 三 边坡坡度确定 3 路堑边坡m 0 5 1 75a 土 石质路堑 p65 表3 6 b 岩石路堑方法 人工比拟法 工程地质法 定义 比照当地具有相同地质条而处于极限稳定状态的自然山坡或已成稳定的人工挖坡来确定边坡形状 条件 要调查自然或人工山坡的稳定性 得出坡度 极限高度 分析已有边坡的工程地质性质 路基路面工程 精品课程 24 a 土质路堑 1 边坡高度不大于20m时 边坡坡率不宜大于下表规定 土质路堑边坡形式及坡率应根据工程地质条件 边坡高度 排水措施 施工方法 结合自然稳定山坡和人工边坡的的调查和力学分析确定 2 边坡高度大于20m时 应进行个别勘察设计 按照勘察的数据进行边坡稳定性分析 高边坡施工中还应进行工程监测 路基路面工程 精品课程 25 b 岩质路堑 岩质路堑边坡形式及坡率一般应根据地质构造与岩石特性 边坡高度 施工方法 对照相似工程的成功经验选定边坡坡率 1 岩质边坡高度小于30m时 边坡坡率不宜大于下表规定 2 岩质边坡高度大于30m时 应进行个别勘察设计 3 地震地区岩石路堑边坡坡率在H 10m时参照表3 11 路基路面工程 精品课程 26 四 路基的压实 1 压实的意义和机理 意义 分层压实致密的路基能防止水分干湿作用引起的自然沉陷和行车荷载反复作用产生的压密变形 从而确保路面的使用品质和使用寿命 机理 土颗粒重新组合 彼此挤密 孔隙减少 土单位重量提高 形成密实整体 增加强度 提高稳定性2 路堑的压实 路堑虽然其路基顶面工作区内土体存在超固结情况 但一般天然土体的密实程度都不能满足路基设计要求 特别是在纵横向存在不均匀 因此 有必要挖开后再分层填筑压实 使其达到一定的均匀密实要求 路基路面工程 精品课程 27 3 压实土的特性 1 低于最佳含水量时容易提高密实度 从而增强抗变形能力和强度 高于最佳含水量时则难以获得高的密实度 2 压实土遇水浸湿含水量增长的程度与压实时的含水量及土质有关 压实时低于最佳含水量 0时压实土的膨胀量比略高者为大 因此在接近或略大于最佳含水量时压实的土 其吸水量与膨胀量最小 最稳定 3 压实土浸湿后的抗变形能力 在 0时压实的土可望得到最高的浸湿后的抗变形能力 同时 增加压实功能 提高密度可以得到较高的浸湿后的抗变形能力 路基路面工程 精品课程 28 4 路基的压实标准 1 重型击实标准与轻型击实标准见表3 12 2 路基土的压实度 是以路基土应达到的干密度绝对值与标准击实法得到的最大干密度之比值的百分率表示 3 压实度要求的土层 路基顶面约150cm范围及路堤的下层4 压实度标准 见表3 13或表3 14 路基路面工程 精品课程 29 位置 数量 土质 运输条件 自然环境有关 平坦区 设在路堤两侧 取土量较小时 河水淹没桥头引道近旁 不允许设置取土坑 当地面坡度较陡时 取土坑宜设在路堤上侧 第四节路基附属设施 一 取土坑 当H 2m b 1m当H 6m b 2m 路基路面工程 精品课程 30 原则 填补地面坑洞 田洼地 尽量占荒地1 一般做成梯形断面 边坡不宜陡于1 1 5 高度不宜超过3m 2 当原地面坦于1 50 路旁两侧均可设弃土堆3 当坡度较陡时 宜将弃土堆设在下侧 4 对于沿河路堤废方 检查是否压缩河道 二 弃土堆 d 3 0mdmax H 5 0m 路基路面工程 精品课程 31 三 护坡道目的 加宽边坡横距 减少边坡平均坡度 护坡宽最少为1 0m 四 碎落台碎落台设于土质或石质土的挖方边坡坡脚处 主要供零星土石碎块下落时临时堆积 以保护边沟不致阻塞 亦有护坡道的作用 五 堆料坪和错车道路面养护用矿质材料 可就近选择路旁合适地点堆置备用 亦可在路肩外缘设堆料坪 其面积可结合地形与材料数量而定 高级路面或采用机械化养路的路