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第三章 一般路基设计 1 2 3 主要内容 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路基附属设施 4 第一节路基设计的一般要求 路基 路面的基础自重作用 路面结构重力 交通荷载 5 1 路基设计的基本要求具有足够的强度 稳定性和耐久性 符合环保 地质 水文等要求 地质条件 地址参数明确 避免高路堤与深路堑 高速公路 一级公路应采用动态设计 符合经济性的要求 6 湖北沪蓉西高速公路最大填方筑高度76米 填方数量38万m3 居亚洲第一 世界第二的高填方路基胜利竣工 路基采用洞渣填筑 高填路基 7 路基的变形破坏 8 9 10 11 12 13 翻浆的哈尔滨城市道路 14 15 16 17 2 一般路基的概念通常是指在良好的地质与水文条件下 填方高度 1 5m h 18m 土质挖方深度 20m 岩质挖方 30m的路基 可结合当地地形 地质直接选用典型断面或设计规定而不需进行个别论证与验算 什么是一般路基 18 19 郑石高速公路 20 21 22 23 根据路线平 纵 横设计进行路基布置 在荷载应力作用区 路基工作区 内部分应进行严格碾压施工 特别是路床部分 与路面设计一起进行综合考虑 必须有确保路基强度与稳定性的附属设施 包括路基排水 路基防护与加固 取土坑 弃土堆 护坡道等 对于一般路基 可结合当地情况选用典型断面图或设计规定 不必进行论证和演算 对于高填 深挖路基及地质和水文条件特殊的路基 须进行个别设计和验算 3 路基设计的一般要求 24 25 26 工程实例与断面图的对应 27 28 29 4 路基设计标高 1 新建公路的路基设计标高 高速公路和一级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高 二 三 四级公路宜采用路肩边缘标高 在设置超高 加宽地段为设超高 加宽前该处边缘标高 2 改建公路的路基设计标高 一般按新建公路的规定执行 也可视具体情况而采用中央分隔带中线或行车道中线标高 应该称为路面标高 什么是路基设计标高 30 第二节路基的类型与构造 路基断面形式 a 路堤 b 路堑 f 不填不挖路堤 e 半填半挖路基 d 半路堑 c 半路堤 31 一 路堤 路堤的常见横断面型式 见下图 1 路堤按填高分 有 矮路堤 H18 20m土 18m 填石 20m 2 路堤按所处条件和加固类型分 有 浸水路堤护脚路堤挖沟填筑路堤等 什么是矮路堤 什么是高路堤 什么是一般路堤 矮路堤和高路堤各有什么特点 三种路堤应如何设计 32 一般路堤和矮路堤的构造要求 1 满足最小填土高度要求 2 因工作区可能涉及到天然地面 除填方路堤须满足施工要求外 天然地基也必须进行压实 必要时须换土或进行加固 3 可结合两侧排水沟进行挖土填筑路基 可在路基侧设置护坡道 4 对地面纵 横坡较陡处必须挖台阶再填筑 从而保证路基不沿坡向有滑动可能性 5 必要时可设置石砌护脚进行路基防护 33 高路堤及浸水路堤的构造要求 1 必须进行个别设计 2 边坡可采用上陡下缓的折线形式或台阶形式 3 边坡表面须采取适当的防护或加固措施 34 路堑的构造要求 1 边坡可设置为直线或折线 2 挖方边坡坡脚处须设置边沟 3 路堑上方应设置截水沟 4 坡面易风化时须采取防护措施 并设碎落台5 挖方路基下天然地基必须人工压实 必要时应翻挖重填 换土或进行加固处理 半填半挖路基的构造要求 1 对路堤和路堑的要求都应满足 2 压缩用地宽度及减小填方量时 可在填方侧设护坡或护墙 也可设置护肩墙或路堤墙 特殊时可设半山桥路基 35 a 矮路堤 b 一般路堤 c 浸水路堤 d 护脚路堤 e 挖沟填筑路堤 路堤断面形式 路堤 embankment 在天然地面上用土或石填筑的具有一定密实度的线路建筑物 路堤结构 路基填料的选择与密实度控制在路基设计 施工中最为重要 36 习题 已知某二级公路 路基宽度为12m 水泥混凝土路面 有一桩位K5 300 00 中心高4 5m 路基边坡为1 1 5 试按1 200比例尺绘出该断面的横断面图 并计算横断面面积 该点横断面地面线实测资料如下 单位 m 距离为相对于中桩 右 3 7 0 17 12 7 1 07 25 2 31左 6 4 0 82 8 7 1 3 13 58 1 79 25 2 87 如何联系实际 37 危害 破坏了厚地层的天然平衡状态 不利于排水 通风 二 路堑 38 39 40 三 半填半挖路基 41 美国公路 42 选择路基断面型式 确定路基宽度与路基高度 选择路基填料与压实标准 确定边坡形状与坡度 路基排水系统布置与排水结构设计 坡面防护与加固设计 附属设施设计 一般路基设计的内容 第三节路基设计 43 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 路基宽度的确定原则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 路基宽度P63 P62图3 4有什么错误 什么是路基宽度 44 45 46 P63表3 1 习题 设计高速公路路基标准横断面 设计速度120km h 双向4车道 全填断面 边坡 上8m 1 1 5 8m以下高10 12m 1 1 75 请分别设计路基宽度25m 28m的横断面 47 表3 0 2各级公路行车道宽度 48 49 路基宽度的确定行车道 3 5 3 75m 与车辆宽度 设计交通量 交通组成和汽车行驶速度等有关 路肩 高速公路 一级公路的平原微丘区 有条件时路肩宽度宜采用 2 50m的硬路肩 中间带 最小中间带宽度随公路等级 地形条件变化在2 50m 4 50m之间 特殊情况下可减至2 00m 中间带的宽度根据行车带以外的侧向余宽 防止驶入对向行车带护栏 防眩网 交叉公路的桥墩等所需的设置带宽度而定 爬坡车道 高速公路和一级公路 当纵坡大于 时 可沿上坡方向设爬坡车道 爬坡车道的宽度一般为 米 变速车道 高速公路互通式立体交叉 服务区 车站等处 应设置变速车道 变速车道的宽度一般为 米 50 技术标准 51 讨论 路基宽度 a还是b 哪一个是路基宽度 52 路基高度 是指路堤的填筑高度或路堑的开挖深度 一般为路基设计标高与原地面 中心线 标高之差 若由于原地面不平整 因此还有边坡高度 路基高度的确定 路基高度结合公路路线纵断面 排水及防护措施确定 同时与路基临界高度结合 应使路肩边缘高出地面积水 并考虑地面水 地下水 毛细水和冰冻作用对路基强度和稳定性的影响 高路堤及深路堑的判别标准以边坡高度为依据 沿河及受水浸淹路基的高度应大于 设计洪水位 壅水高度 波浪侵袭高度 0 5m 当路基高度不符合规定时 可采取降低水位 设置毛细水隔断层等措施 二 路基高度 什么是路基高度 53 54 三 路基边坡坡度 55 路基边坡概念 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 1 m 1 n 56 边坡坡度的大小 取决于边坡的土质 岩石的性质及水文地质条件等自然因素和边坡的高度 路基边坡坡度的大小直接影响路基的整体稳定性及土石方量和施工难易程度 路基的边坡坡度应通过设计验算确定 也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 57 1 路堤边坡P64表3 3 习题1 沿河浸水路堤 若路基边坡高度18m 粗粒土 路基宽度28m 请画出横断面 问题1 填石路堤的要求和坡度是多少 问题2 陡坡路堤如何设计 会根据要求绘制横断面 58 请解释 59 高路堤及沿河浸水路堤 单独设计 沿河受水浸淹路基的填方边坡坡度 在设计水位以下视填料情况可采用1 1 75 1 2 0 在常水位以下部分可采用1 2 0 1 3 0 如用渗水性较好的土填筑或设边坡防护时 可采用较陡的边坡 60 沿河路堤 a 路堤高度应高出设计洪水位0 5mb 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 61 对边坡高度超过20m的路堤 边坡形式宜采用阶梯形 其边坡坡率应由稳定性分析计算确定 并应进行个别设计 62 填石路堤 用大于25cm不易风化的石块砌筑 坡度可用1 1 63 陡坡填方可采用砌石护墙 顶宽0 8m 基底以1 5向内斜 H 2 15m 64 2 路堑边坡路堑边坡设计时应考虑地貌 地质构造上的整体稳定性 不良情况时应使路线避绕 稳定的地质也应考虑开挖后能否造成坡面减少支承而引起失稳 土质路堑边坡岩石路堑边坡 65 土质路堑边坡坡率 注 高速公路 一级公路挖方边坡应采用较缓的边坡坡度 边坡较矮或土质比较干操的路段 可采用较陡的边坡坡度 边坡较高或土质比较潮湿的路段 可采用较缓的边坡坡度 开挖后 密实程度很容易变松的砂土及砂砾以及受雨水浸湿易于失稳的士 应采用较缓的边坡坡度或设置必要的防护工程 当土方调配出现借方时 适当放缓边坡 砂类土 细粒土的挖方边坡高度不宜超过20m 土质路堑边坡坡度 66 土的密实程度度划分 67 68 重庆绕城高速边坡工程 69 岩石路堑边坡坡度 P66 70 71 72 73 四 路基压实 74 压实度检测试验 公路工程现场测试 补充 75 压实度检测试验 76 77 压实度检测试验 什么是压实度 为什么要测压实度 怎么测压实度 Conclusion 一 二 三 4 78 一 什么是压实度 1 密度湿密度 干密度 推导 含水量公式 什么是路基土的干密度 请推导 79 2 最大干密度 干密度 含水量 80 3 压实度定义定义 工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大干密度的比值 公式 81 二 为什么要测压实度 压实度是路基路面施工质量检测的关键指标压实度越高 密实度越大 材料的整体性能越好 强度越高 承载力越好 82 三 怎么测压实度 1 室内最大干密度的测定路基土 击实法 P69录像 83 2 施工现场干密度的测定灌砂法环刀法核子密度仪法 84 怎么测压实度 1 适用范围 灌砂法 环刀法 核子仪测定 适用于水泥稳定碎石及二灰稳定碎石 适用于细粒土及无机结合料稳定细粒土 使用方便 快速 但精度不高 不宜用作仲裁试验及验收依据 85 灌砂法测定压实度 86 环刀法测定压实度 87 1 按下式计算干密度 2 按下式计算施工压实度 Excel表格 88 89 借方与弃方不可避免 若能结合不同标段进行协调处理 则不仅可以降低工程造价 还可以维护自然平衡 但须进行调配安排及合理计算运费 平坦地区用土量少时可沿路两侧抽沟取土 结合路基排水及农田灌溉安排 但对于堤顶至坑底高差大及软弱地基区域 取土坑易远离路基坡脚 并进行坑设计 废方能利用应尽量加以利用 实在需堆弃也应尽量不影响路基 做好相关设计 尤其应控制废方的数量 一 取土坑与弃土堆 第四节路基附属设施 90 路旁取土坑示意图 1 路堤 2 取土坑 第四节路基附属设施 91 92 护坡道有利于降低边坡平均坡度 保护边坡稳定 软土地段还有助于路基沉降均匀及路基整体稳定 但护坡道设置涉及到土地占用及工程经济 应兼顾好稳定与经济合理性 二 护坡道与碎落台 第四节路基附属设施 93 94 P71 95 96 碎落台 碎落台设于挖方边坡坡脚处 保护边沟不被碎落的土石块堵塞 也可同时兼起护坡道作用 97 98 三 堆料坪与错车道 99 错车道一般用于单车道公路会车或紧急避让之用 可每隔200 500m设置一处 长度不小于30m 前后各有10m的出入过渡段 单车道的路基宽度一般为4 5m 而错车道地段的路基宽度一般为6 5m 必须在路基设计时加以考虑 100 5 堆料坪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 例如每隔50 l000m设一个堆料坪 长5 8m 宽2m 高级路面或采用机械化养路的路段 可以不设 或另设集中备用料场 以维护公路外形的视觉平顺和景观优美 101 一般