2 2 一般路基设计

,路基工程,注册土木工程师（道路工程）执业资格考试培训,第一节总论第二节一般路基设计第三节路基边坡稳定性设计第四节路基排水设计第五节路基防护、加固与支挡结构设计第六节特殊路基工程,目录,第二节一般路基设计,掌握路基、高路堤、一般路堤及深路堑和一般路堑的设计原则及要点；路床（路基结构）设计要点。熟悉路基填料选择的原则及最小强度和最大粒径要求路基最小填土高度要求及原因,大纲要求1,第二节一般路基设计,了解路基边坡坡度的确定依据；填石路基、砌石路基、护肩、护脚的构造与使用条件;轻质材料路堤的用途、适用条件及常用轻质材料种类；工业废渣路堤的使用条件；路基压实的影响因素、压实度测定方法与压实标准。路基拓宽改建时的主要工程问题、拓宽形式及适用条件。,大纲要求2,一、掌握路基设计原则及要点,路堤高于原地面的填方路基。路堤在结构上分上路堤和下路堤。上路堤是指路床以下0.7m厚度的填方部分，下路堤是指上路堤以下的填方部分。路堑低于原地面的挖方路基。半挖半填路基兼有路堤和路堑的路基,路基的类型,路基的类型与构造,（a）低路堤,（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。,路基的类型与构造,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，天然地基必须压实，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。,01:34,路基的类型与构造,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。,01:34,路基的类型与构造,01:34,路堑：是指全部在原地面开挖而成的路基或低于原地面的挖方路基。作用：缓和道路纵坡或越岭线穿越岭口控制标高；危害：破坏了厚地层的天然平衡状态，不利于排水，通风；,2、路基的类型与构造,01:34,路堑的构造要求：1）边坡可设置为直线或折线；2）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。,2、路基的类型与构造,01:34,填挖结合，半填半挖指的是在一个横断面内，部分为路堤、部分为路堑的路基。,2、路基的类型与构造,01:34,填挖结合路基的构造要求：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。,一、掌握路基设计原则及要点,1、路面结构层以下0.8m或1.2m范围内的路基部分，分为上路床及下路床两层。2、上路床厚度0.3m；下路床厚度在轻、中等及重交通公路为0.5m，特重、极重交通公路为0.9m。3、路床厚度应根据交通量及其轴载组成确定，对特种轴载的公路，应单独计算路基工作区深度确定路床厚度。,路床,一、掌握路基设计原则及要点,低路堤填土高度小于路基工作区深度的路堤。高路堤路基填土边坡高度大于20m的路堤。陡坡路堤地面斜坡陡于1：2.5的路堤。填石路堤用粒径大于40mm、含量超过70%的石料填筑的路堤。,一、掌握路基设计原则及要点,深路堑土质挖方边坡高度大于20m或岩石挖方边坡高度大于30m的路堑轻质路堤采用重度小于细粒土的材料填筑的路堤特殊路基位于特殊土（岩）地段、不良地质地段及受水、气候等自然因素影响强烈，需要进行特殊设计的路基。,一、掌握路基设计原则及要点,设计要求安全可靠、技术先进、经济合理设计理念安全耐久、节约资源、环境和谐设计原则因地制宜、就地取材、节约土地、保护环境,路基设计要求、设计理念、设计原则,一、掌握路基设计原则及要点,路基设计做好沿线地质、路基填料勘察试验工作，获取有关物理力学参数。路基设计宜避免高填深挖。沿河及受水浸淹的路基边缘高程，应高出规定设计洪水频率的计算水位加壅水高度、波浪侵袭高度及0.5m的安全高度之和。,路基设计要点1,一、掌握路基设计原则及要点,路基设计应选择适当的路基横断面形式和边坡高度。路基填料应满足路基强度和回弹模量的要求。路基设计应控制路基工后沉降量。路基设计应考虑水和冰冻对路基性能的影响。高速公路和一级公路的高路堤、陡坡路堤和深路堑等均应采用动态设计。,路基设计要点2,考点1：掌握路基设计原则及要点,下列关于高路堤与陡坡路堤设计要求的描述，哪一选项是不正确的？（）(A)断面形式宜采用台阶式(B)应进行路基稳定性计算分析(C）宜预留一年的沉降期,减少工后沉降(D)监测周期应为公路建成营运后不少于一年,例题1,考点1：掌握路基设计原则及要点,减小高路堤工后沉降的措施有（）.(A)增强补压(B)铺设土工合成材料(C）预留一雨季的沉降期(D)采用填石路堤,例题2,二、掌握路床（路基结构）设计要点,1）路床是指路面底面以下一定范围内的路基部分，其中030cm范围为上路床，对于轻、中等及重交通公路，3080cm范围为下路床，对于特重、极重交通公路，30120cm范围为下路床。2）路基结构通常指路面结构层以下的路基工作区深度范围。3）路基工作区是指汽车荷载通过路面传递到路基的应力与路基土自重应力之比大于0.1的应力分布深度范围。,路床（路基结构）与路基工作区,二、掌握路床（路基结构）设计要点,4）路床厚度应根据交通量及其轴载组成确定。对特种轴载的公路，应单独计算路基工作区深度，确定路床厚度。5）路基工作区深度,路床（路基结构）与路基工作区,二、掌握路床（路基结构）设计要点,路床（路基结构）设计指标,二、掌握路床（路基结构）设计要点,路基应以路床顶面回弹模量为设计指标，以路床顶面压应变为验算指标。1）路基在平衡湿度状态下，路床顶面回弹模量不应低于现行公路沥青路面设计规范（JTGD50）和公路水泥混凝土路面设计规范（JTGD40）的有关规定。2）沥青路面路床顶面竖向压应变的计算值应满足沥青路面永久变形的控制要求。3）水泥混凝土路面路床顶面竖向压应变可不作控制。容许压应变值,路床（路基结构）设计要点,二、掌握路床（路基结构）设计要点,平衡湿度状态路基平衡湿度是指公路建成通车后,路基在地下水、降雨、.蒸发、冻结和融化等因素作用下，湿度达到相对稳定的平衡状态,此时湿度称为平衡湿度。标准状态以最佳含水率和最大干蜜度时的路基湿度作为标准状态。,路基回弹模量,二、掌握路床（路基结构）设计要点,确定新建公路路基回弹模量设计值E0,平衡湿度状态下路基回弹模量,二、掌握路床（路基结构）设计要点,1、路基填料的回弹模量应按路基土动态回弹模量标准试验方法通过试验获得MR=0/02、受试验条件限制时，可根据土组类别及粒料类型查取回弹模量参考值黏土砾：20135；天然砂砾级配碎石：1004003、初步设计阶段由填料的CBR值估算标准状态下填料的回弹模量值MR=17.6CBR0.64（2CBR12）MR=22.1CBR0.55（12CBR80）,确定标准状态下路基回弹模量MR,二、掌握路床（路基结构）设计要点,Ks为平衡湿度（含水率）状态下的回弹模量与标准状态下的回弹模量之比。,确定路基回弹模量湿度调整系数Ks,1)潮湿类路基的回弹模量湿度调整系数,二、掌握路床（路基结构）设计要点,确定路基回弹模量湿度调整系数Ks,2)干燥类路基的回弹模量湿度调整系数,二、掌握路床（路基结构）设计要点,3)中湿类路基的回弹模量湿度凋整系数可按路基工作区内两类湿度来源的上部和下部分别确定其湿度调整系数并以路基工作区上、下部的厚度加权计算路基总的回弹模量调整系数,确定路基回弹模量湿度调整系数Ks,二、掌握路床（路基结构）设计要点,1、通过试验确定2、初步设计时，非冰冻地区可根据土质类型、失水率确定，季节冻土区可根据冰冻温度、含水率确定，折减系数可取0.70.95.,确定干湿循环或冻融循坏条件下路基土模量折减系数K,二、掌握路床（路基结构）设计要点,对于多层不同类型土质路基，采用多层弹性层状地基理论,按照弯沉等效的原则,将多层结构转化为当量单层结构后,再计算路基顶面当量回弹模量值。,多层土回弹模量,二、掌握路床（路基结构）设计要点,路床（路基结构）设计流程,二、掌握路床（路基结构）设计要点,二、掌握路床（路基结构）设计要点,二、掌握路床（路基结构）设计要点,二、掌握路床（路基结构）设计要点,二、掌握路床（路基结构）设计要点,二、掌握路床（路基结构）设计要点,二、掌握路床（路基结构）设计要点,二、掌握路床（路基结构）设计要点,考点2：掌握路床(路基结构)设计要点,路基的设计指标应采用路床顶面的（）.(A)压应变(B)回弹模量(C)总变形(D)回弹变形,例题1,考点2：掌握路床(路基结构)设计要点,下列关于路基工作区的叙述中，哪个选项是正确的?（）(A)路基工作区深度大于路床厚度(B)路基工作区深度小于路床厚度(C)路基工作区深度等于路床厚度(D)特种轴载的公路应单独计算路基工作区深度,例题2,考点2：掌握路床(路基结构)设计要点,二级及二级以上公路路堤与桥台、横向构造物连接处应设置过渡段，过渡段路基压实度不应小于下列哪个选项？（）(A)90%(B)92%(C)94%(D)96%,例题3,三、熟悉路基填料选择的原则及相关要求,路堤宜选用级配较好的砾类土、砂类土等粗粒土作为填料，填料最大粒径应小于150mm.泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土、有机质土及易溶盐超过允许含量的土等，不得直接用于填筑路基；季节冻土地区路床及浸水部分的路堤不应直接采用粉质土填筑。液限大于50%、塑性指数大于26的细粒土，不得直接作为路堤填料。浸水路堤、桥涵台背和挡土墙背直采用渗水性良好的填料。在渗水材料缺乏的地区,采用细粒土填筑时.可采用无机结合料进行稳定处治。,路基填料选择,三、熟悉路基填料选择的原则及相关要求,不应直接作为路基填料，其中压缩系数大于0.5MPa的红黏土不得用于填筑路堤。经物理指施处治的红黏土和高液限土可用于路床之下的路堤填料,但不得用于浸水路堤路床、低路堤填料采用红黏土和高液限土时，应掺入无机结合料进行处治。,红黏土和高液限土路基,三、熟悉路基填料选择的原则及相关要求,当采用弱、中等膨胀土作为填料时，应进行掺无机结合料处治，处治后的胀缩总率不得超过0.7%。强膨胀土不应用作路基填料。,膨胀土地区路基,三、熟悉路基躺选择的原则及相关要求,路床填料应均匀，最大粒径应小于100mm.最小承载比应符合下表规定。,路基填料最小强度和最大粒径要求,考点3：熟悉路基填料选择的原则及相关要求,路基填料的强度要求是按（）来确定的。(A)抗折强度(B)最小强度(C)抗拉强度(D)CBR,例题1,考点3：熟悉路基填料选择的原则及相关要求,路基填料应满足下列哪些选项的要求？（）(A)平衡湿度(B)路基强度(C)压实密度(D)回弹模量,例题2,四、熟悉路基最小填土高度要求及原因,路基高度路基中心高度是指路基中心线处设计标高与原地面标高之差路基边坡高度是指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘相对高差路基的填挖高度路线纵断面设计时，综合考虑路线纵坡要求、路基稳定性和工程经济等因素确定,四、熟悉路基最小填土高度要求及原因,低路堤填土高度少于路基工作区深度的路堤路基最小填土高度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最小填土高。,四、熟悉路基最小填土高度要求及原因,路堤高度要求,公路路基设计规范JTGD30-2015,四、熟悉路基最中填土高度要求及原因,路堤高度计算,公路路基设计规范JTGD30-2015,洪水临界高度工作区冻深,四、熟悉路基最小填土高度要求及原因,稳定的斜坡上，地面横坡缓于1:5时,清除地表草皮、腐殖土后，可直接填筑路堤；地面横坡为1:51:2.5时,原地面应挖台阶，台阶宽度不应小于2m。当基岩面上的覆盖层较薄时，直先清除覆盖层再挖台阶;当覆盖层较厚且稳定时，可予保留。地面横坡陡于1:2.5地段的陡坡路堤,必须检算路堤整体沿基底下软弱层滑动的稳定性，抗滑稳定系数不得小于规定值，否则应采取改善基底条件或设置支挡结构物等防滑措施。当地下水影响路堤稳定时,应采取拦截引排水地下水或在路堤底部填筑渗水性好的材料等措施,地基表层处理设计,四、熟悉路基最小填土高度要求及原因,地基表层应碾压密实。一般地质地段，高速公路、一级公路和二级公路基底的压实度（重型）不应小于90%；三、四级公路不应小于85%。低路堤应对地基表层土进行超挖、分层回填压实,其处理深度不应小于路床深度。稻田、湖塘等地段，应视具体情况采取排水、清淤、晾晒、换填、加筋、外掺无机结合料等处理措施。当为软土地基时，其处理措施应符合规范规定。,地基表层处理设计,考点4：熟悉路基最小填土高度要求及原因,关于地基表层处理设计，下列符合规范要求的说法正确的是（）。(A)地面横坡缓于1:2.5时，可直接填筑路堤(B)地面横坡陡于1:2.5时，原地面应挖台阶(C)受地下水影响的路堤可采用换填、加筋等方法处理(D)低路堤应对地基表层土进行超挖、分层回填压实,例题1,考点4：熟悉路基最小填土高度要求及原因,低路堤是指填土高度小于（）的路堤。(A)路基工作区(B)路床(C)0.8m(D)1.2m,例题2,考点4：熟悉路基最小填土高度要求及原因,路基高度应满足以下条件（）.(A)设计洪水位(B)不宜小于中湿状态的临界高度(C)路基工作区厚度(D)不宜小于当地冻深,例题3,考点4：熟悉路基最小填土高度要求及原因,某二级公路位于季节冻土地区，路线为沿河线，路基宽度12m,沥青混凝土路面，路面厚度42cm,K8+660处的地面高程为253.67m,如图所示，该处路基工作区深度为1.65m,中湿状态路基临界高度为2.84m,路基冻深1.59m。按设计洪水频率的计算水位高程为255.82m,壅水高度1.0m,波浪侵袭高度0.3m。该路堤高度应不低于下列哪个选项？（）(A)3.37m；(B)3.95m(C)4.26m；(D)4.58m,例题4,五、了解路基边坡坡度的确定依据,路堤类型,路堤,五、了解路基边坡坡度的确定依据,路堤边坡坡率,一般路堤,五、了解路基边坡坡度的确定依据,路堑断面形式,路堑,五、了解路基边坡坡度的确定依据,土质路堑边坡坡率,一般路堑,五、了解路基边坡坡度的确定依据,石质路堑边坡坡率,五、了解路基边坡坡度的确定依据,半挖半填路基断面形式,半填半挖路基,五、了解路基边坡坡度的确定依据,挖方区为土质或软质岩石时，应对挖方区路床范围不符合要求的土质或软质岩石进行超挖换填或改良处治；填方区宜采用渗水性好的材料填筑，必要时，可在填挖交界结合部路床范围铺设土工格栅。当挖方区为硬质岩石时，填方区宜采用填石路堤。填方区地表横坡陡于1:2.5时，应按陡坡路堤进行设计。当路基稳定性不足时，应采取改善基底条件或设置支挡工程等措施。,半填半挖路基,五、了解路基边坡坡度的确定依据,可根据地形、地质条件，采用护肩、砌石或挡土墙；当山坡高陡或稳定性差、不宜多挖时，可采用桥梁、悬出路台等构造物；三、四级公路悬崖陡壁地段，当山体岩石整体性好时，可采用半山洞。,陡坡上的半填半挖路基,考点5：了解路基边坡坡度的确定依据,高路堤断面形式宜采用台阶式,降水量较大的地区,平台上应加设（）（A）排水沟（B）截水沟（C）边沟（D）盲沟,例题1,六、了解填石、砌石路基、护肩、护脚,填石路堤设计原则1、硬质岩石、中硬岩石可用作路床、路堤料；软质岩石可用作路堤填料,不得用于路床填料；膨胀性岩石，易溶性岩石和盐化岩石等不得用于路堤填筑。2、填石路堤应做好断面设计、结构设计和排水设计,保证填石路有足够的强度和稳定性。3、填石路堤施工前，应通过试验路段,确定填石路堤合适的填筑层厚、压实工艺以及质量控制标准。,填石路基,六、了解填石、砌石路基、护肩、护脚,岩石分类表,填石料类型,六、了解填石、砌石路基、护肩、护脚,1、填石路顶部最后一层填石料的铺筑厚度不得大于0.40m,最大粒径不得大于150mm,小于5mm的细料含量不应少于30%,且铺筑层表面应无明显空隙、空洞。填石路堤上部采用其他材料填筑时，可视需要设置土工布作为隔离层。2、填石路堤可采用与土质路堤相同的断面形式，边部可采用码砌。码砌厚度宜为12m。码砌石块最小尺寸不应小于300mm。边坡较高时可在边坡中部设置1-3m的平台。,填石路堤填筑规定,六、了解填石、砌石路基、护肩、护脚,3、风化岩石和软质岩石填筑路堤,路床应采用硬质岩的碎石或其它符合要求的材料填筑,并应采取路堤边部包边封闭或加筋、底部设置排水垫层、顶部设置防渗层等措施，防止填石路堤产生湿化变形。4、软弱地基上填石路堤,应与软土地基处理设计综合考虑。,填石路堤填筑规定,六、了解填石、砌石路基、护肩、护脚,利用开挖的石料修筑的路基，是比较经济的干砌片石工程，砌体与路基成为整体。砌石路基可用于三、四级公路。内侧填石，岩石风化严重或软质岩石路段不宜用砌石路基。砌石顶宽不应小于0.8m,基底面应向内倾斜，砌石高度不宜超过15m。,砌石路基,六、了解填石、砌石路基、护肩、护脚,砌石边坡坡率,砌石路基,六、了解填石、砌石路基、护肩、护脚,1、坚硬岩石地段较陡山坡上的半填半挖路基,当填方不大，但边坡伸出较远不易修筑时，可修筑护肩。2、护肩高度不宜超过2m，顶面宽度不应侵占硬路肩或行车道及路缘带的路面范围。,护肩路基,六、了解填石、砌石路基、护肩、护脚,1、当填方路基受地形地物限制或路基稳定性不足时，可设护脚或挡土墙。2、护脚高度不宜超过5m,受水浸淹的路堤护脚,应予防护或加固。,护脚路基,考点6：了解填石、砌石路基、护肩、护脚,某公路K3+532-K3+856段拟采用填石路堤进行施工,设计单位针对填石路堤进行了相应的设计和要求，下列哪一项的要求是正确的？（）(A)填石路堤的压实质量标准宜用压实度作为控制指标(B)对填石料进行抗压强度试验,并作为路床和路堤的填料(C)不同强度的石料,分别采用不同的填料厚度和压实控制标准(D)填石路堤顶部最后一层填石料的铺筑层厚不得大于0.5m,例题1,考点6：了解填石.砌石路基、护肩、护脚,对于土石路堤基底处理要求，除需满足土质路堤地基表层处理要求外，在陡、斜坡地段，土石路堤靠山一侧应按设计要求，做好（）处理。(A)压实度；(B)排水(C)承载力；(D)防渗,例题2,考点6：了解填石、砌石路基、护肩、护脚,对于填石路堤填料，下列说法正确的是（）.(A)膨胀岩石、易溶性岩石不宜直接用于路堤填筑(B)强风化石料、崩解性岩石和盐化岩石不得直接用于路堤填筑(C)路堤填料粒径应不大于500mm,并不宜超过层厚的2/3(D)路床底面以下500mm范围内，填料粒径应小于150mm,例题3,七、了解轻质材料路堤及工业废渣路堤,1、应用范围软土地基上路堤、桥涵与挡土墙构造物台（墙）背路堤、拓宽路堤、修复沉陷或失稳路堤等，但不宜用于洪水淹没地段。2材料土工泡沫塑料、泡沫轻质土、粉煤灰,轻质材料路堤,七、了解轻质材料路堤及工业废這路堤,1、高炉矿渣、钢渣、煤矸石等工业废渣可用于路堤填筑2、工业废渣不应用于浸水路段，以及洪水浸淹部位3、工业废渣路堤应采用封闭式路堤结构4、工业废渣路堤上路床范围内采用土质填筑,工业废渣路堤,考点7：了解轻质材料路堤及工业废渣路堤,土工泡沫塑料路堤设计应进行材料（）的验算。(A)抗拉强度(B)抗压强度(C)抗剪强度(D)抗折强度,例题1,考点7：了解轻质材料路堤及工业废渣路堤,粉煤灰路堤的组成除了路堤主体部分外，还包括（）.(A)边坡盲沟(B)包边土(C)封顶层(D)隔离层,例题2,考点7：了解轻质材料路堤及工业废渣路堤,当轻质土路基抗浮稳定系数小于抗浮安全系数时，应采取（）等措施。(A)调整轻质材料填筑区厚度(B)增加填土荷重(C)采用锚固的方式(D)降低地下水位