chap2一般路基设计ppt课件

1、第第3章章 一般路基设计一般路基设计3. 一般路基设计一般路基设计3.1 路基典型横断面与构造路基典型横断面与构造3.2 路基设计路基设计3.3 路基排水设计路基排水设计3.4 路基边坡防护与加固设计路基边坡防护与加固设计3.1 路基典型横断面与构造路基典型横断面与构造 一般路基的概念：公路路基是路面的基础，它承受着土体本身的自重和路面结构的重力，同时还承受由路面传递下来的行车荷载，所以略基是公路的承重主体。通常是指在良好的地质与水文条件下，填方高度或挖方深度不大的路基，它可结合当地的地形、地质情况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. 路基横断面的典型形式：路基横断面的典型形式

2、：路堤：路堤是指全部用岩土填筑而成路堤：路堤是指全部用岩土填筑而成的路基；的路基；路堑：路堑是指全部在天然地面开挖路堑：路堑是指全部在天然地面开挖而成的路基；而成的路基；半填半挖路基：当天然地面横坡大，半填半挖路基：当天然地面横坡大，且路基较宽，需要一侧开挖而另一侧且路基较宽，需要一侧开挖而另一侧填筑时，为填挖结合路基，也称为半填筑时，为填挖结合路基，也称为半填半挖路基，在丘岭或山区公路上，填半挖路基，在丘岭或山区公路上，填挖结合是路基横断面的主要形式。填挖结合是路基横断面的主要形式。 路堤路堤 路路 堑堑 半挖半填路基半挖半填路基3.2 路基典型横断面与构造路基典型横断面与构造 路基的基本构

3、造路基的基本构造: :宽度宽度高度高度 边坡坡度边坡坡度3.1 路基典型横断面与构造路基典型横断面与构造n路基宽度路基宽度=行车道路面行车道路面+两侧路肩宽度。两侧路肩宽度。n技术等级高的公路，设有中间带、路缘石、变速车道、技术等级高的公路，设有中间带、路缘石、变速车道、爬坡车道、紧急停车带等，均应包括在路基宽度范围内。爬坡车道、紧急停车带等，均应包括在路基宽度范围内。n路面宽度根据设计通行能力及交通量大小而定，一般每路面宽度根据设计通行能力及交通量大小而定，一般每个车道宽度为个车道宽度为3.50-3.75m。n等级高的公路及城镇近郊的一般公路，路肩宽度尽可能等级高的公路及城镇近郊的一般公路，

4、路肩宽度尽可能增大，一般取增大，一般取1-3m，并铺筑硬质路肩，以保证路面行车，并铺筑硬质路肩，以保证路面行车不受干扰。不受干扰。n各级公路路基宽度按各级公路路基宽度按1.5939290注：注： 表列数值以重型击实实验为准；表列数值以重型击实实验为准； 特殊干旱或特殊潮湿地区的路基压实度，表列数值可适当降低；特殊干旱或特殊潮湿地区的路基压实度，表列数值可适当降低； 三级公路修筑沥青混凝土或水泥混凝土路面时，其路基压实度应三级公路修筑沥青混凝土或水泥混凝土路面时，其路基压实度应 采用二级公路标准。采用二级公路标准。3.3 路基路面排水设计路基路面排水设计 (P.181)路基排水的目的与要求路基排

5、水的目的与要求地面排水设施的构造与布置地面排水设施的构造与布置地下排水设施的构造与布置地下排水设施的构造与布置明渠的水文水力计算明渠的水文水力计算地下排水设施的水文水力计算地下排水设施的水文水力计算排水系统的综合设计排水系统的综合设计不同水对路基路面的影响不同水对路基路面的影响对路基的影响对路基的影响1地面水对路基产生冲刷和渗透；地面水对路基产生冲刷和渗透；2地下水使路基湿软、膨胀、冻胀、翻地下水使路基湿软、膨胀、冻胀、翻浆、边浆、边坡滑坍、山坡滑坡等。坡滑坍、山坡滑坡等。对路面的影响对路面的影响1降低路面材料强度；降低路面材料强度；2加快路面材料损坏；加快路面材料损坏；3唧浆、冲刷；唧浆、冲

6、刷；4使路面因支撑不足而出现疲劳损坏。使路面因支撑不足而出现疲劳损坏。 路基路面排水的目的与要求路基路面排水的目的与要求n影响路基的水源：地面水和地下水影响路基的水源：地面水和地下水n 路基排水目的：将路基范围内的土基湿度降低到一定的限路基排水目的：将路基范围内的土基湿度降低到一定的限度以内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基及路面具度以内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基及路面具有足够的强度与稳定性。有足够的强度与稳定性。n路面排水的目的：把降落到路表范围内的表面水有效地汇路面排水的目的：把降落到路表范围内的表面水有效地汇集并迅速排除路界，同时把路界外可能流入的地表水拦截集并迅速排除路界，

7、同时把路界外可能流入的地表水拦截在路界范围外，以减少地表水对路基和路面的危害。在路界范围外，以减少地表水对路基和路面的危害。路基路面排水的目的与要求路基路面排水的目的与要求设计设计将地面水排除和拦截于路基用地范围以外；将地面水排除和拦截于路基用地范围以外；防止地面水漫流、滞积或下渗；防止地面水漫流、滞积或下渗；隔断、疏干和降低地下水，并引导到路基范围以隔断、疏干和降低地下水，并引导到路基范围以外的适当地点。外的适当地点。施工施工校核排水系统设计是否完备合理；校核排水系统设计是否完备合理；重视排水工程的质量和使用效果。重视排水工程的质量和使用效果。养护养护定期检查与维修，保证排水设施正常使用，水

8、流定期检查与维修，保证排水设施正常使用，水流畅通畅通据具体情况不断改善路基路面的排水条件。据具体情况不断改善路基路面的排水条件。 路基路面排水设计的原则路基路面排水设计的原则路基排水设计的原则：路基排水设计的原则：1. 排水设施要因地制宜、全面规划、因势利导、排水设施要因地制宜、全面规划、因势利导、合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济。合理布局、综合治理、讲究实效、注意经济。2. 注意与农田水利相配合。注意与农田水利相配合。3. 设计前必须进行调查研究，重点路段要进行设计前必须进行调查研究，重点路段要进行排水系统的全面规划。排水系统的全面规划。4. 要注意防止附近山坡的水土流失，不破坏天要注

9、意防止附近山坡的水土流失，不破坏天然水系。然水系。5. 路基排水要结合当地水文条件和道路等级等路基排水要结合当地水文条件和道路等级等具体情况，就地取材，以防为主。具体情况，就地取材，以防为主。 路基路面排水设计的原则路基路面排水设计的原则路面排水设计的一般原则：路面排水设计的一般原则：1. 降落在路面上的雨水或融化的雪水，应通过路降落在路面上的雨水或融化的雪水，应通过路面横向坡度向两侧排走。面横向坡度向两侧排走。 2. 路堤较低、纵坡平缓、汇水量不大且边坡坡面路堤较低、纵坡平缓、汇水量不大且边坡坡面不会受到冲刷的情况下，应采用横向漫流的方式。不会受到冲刷的情况下，应采用横向漫流的方式。 3.

10、路堤较高，边坡坡面易遭受路面表面水流冲刷，路堤较高，边坡坡面易遭受路面表面水流冲刷，应采用集中排水方式。应采用集中排水方式。4. 拦水带过水断面内的水面，在高速公路及一级拦水带过水断面内的水面，在高速公路及一级公路上不得漫过右侧车道外边缘，在二级及二级公路上不得漫过右侧车道外边缘，在二级及二级以下公路上不得漫过右侧车道中心线。以下公路上不得漫过右侧车道中心线。 地面排水设施的构造与布置地面排水设施的构造与布置边沟边沟截水沟截水沟排水沟排水沟跌水与急流槽跌水与急流槽倒虹吸与渡水槽倒虹吸与渡水槽截水沟截水沟截水沟截水沟 地面排水设施的构造与布置地面排水设施的构造与布置渡槽渡槽 地下排水设施的构造与

11、布置地下排水设施的构造与布置盲沟盲沟 地下排水设施的构造与布置地下排水设施的构造与布置渗沟渗沟n 路面排水设备的构造与布置路面排水设备的构造与布置一、路面表面排水一、路面表面排水组成：路面横坡、拦水带组成：路面横坡、拦水带( (或矩形边沟或矩形边沟) )、泄水口和急流槽、泄水口和急流槽目的：迅速排除落在路面和路肩表面的大气降水，以减少目的：迅速排除落在路面和路肩表面的大气降水，以减少表面水下渗，并防止路表积水。表面水下渗，并防止路表积水。1. 1. 漫流排水：纵坡平缓，汇水量不大、路堤不高且坡面有漫流排水：纵坡平缓，汇水量不大、路堤不高且坡面有较强的耐冲刷能力较强的耐冲刷能力. .2. 2.

12、集中排水集中排水在路表水有可能冲刷路堤边坡的情况下，应采用将路表水在路表水有可能冲刷路堤边坡的情况下，应采用将路表水汇集于拦水带内，通过泄水口和急流槽集中排放的方汇集于拦水带内，通过泄水口和急流槽集中排放的方式式. .拦水带、泄水口、急流槽拦水带、泄水口、急流槽拦水带拦水带泄水口泄水口急流槽急流槽二、中央分隔带排水二、中央分隔带排水高等级公路排水设计的重要组成部分由排水沟明沟、暗沟）、渗沟、雨水井、集水井、横向排水管等组成 中央分隔带有表面铺装中央分隔带表面未采用铺装封闭中央分隔带有表面铺装中央分隔带有表面铺装1:1底 基 层基 层面 层填 土1:1铺 面 封 层 中央分隔带表面未采用铺装封闭

13、中央分隔带表面未采用铺装封闭内径10cm软透水管1:11cm厚砂浆沥青土工布底基层基层面层土工布1:1涂刷粘层沥青填土内径10cmPVC横向排水管三、路面内部排水三、路面内部排水路面表面的水，会通过路面裂缝、松散处，路面表面的水，会通过路面裂缝、松散处，及面层孔隙而下渗到路面结构内部；及面层孔隙而下渗到路面结构内部；地下水会通过毛细上升进入路面结构下部；地下水会通过毛细上升进入路面结构下部；道路两侧水分也有可能侧向渗入路面结构内道路两侧水分也有可能侧向渗入路面结构内部部 进入路面结构内的自由水是造成或加速路面进入路面结构内的自由水是造成或加速路面损坏的首要原因损坏的首要原因1 1、边缘排水系统

14、、边缘排水系统 渗入路面结构内的水分，先沿层间空隙或某渗入路面结构内的水分，先沿层间空隙或某一透水层次横向流入纵向集水沟，并汇流一透水层次横向流入纵向集水沟，并汇流入沟中的集水管内，再由横向出水管排引入沟中的集水管内，再由横向出水管排引出路基出路基. . 混凝土垫板路肩面层过滤织物垫层基层面层透水填料碎石铺砌a)透水填料出水管过滤织物基层b)集水管面层路肩面层碎石铺砌混凝土垫板设纵向积水管的透水基层排水系统 水泥混凝土路肩反滤织物路肩基(垫)层透水填料透水基层透水基层不透水垫层c)水泥混凝土面层不透水垫层反滤织物集水管沥青面层出水管集水管透水填料出水管路肩面层 明渠水文水力计算明渠水文水力计算

15、Khb R5/42/3)(FZhQsvQ2mhbh RiCv yRnC1注：F汇水面积，地貌系数，h径流厚度，Z植物拦蓄厚度，综合折减系数。过水断面面积：过水断面面积：湿周：湿周：水力半径：水力半径： 流速：流速： 通过流量：通过流量： 设计流量：设计流量：水力要素水力要素 明渠水文水力计算明渠水文水力计算 水力计算水力计算沟渠尺寸确定：沟渠尺寸确定：要求：要求：满足设计流量；满足设计流量；流速介于最小和最大容许值之间；流速介于最小和最大容许值之间；断面尺寸经济合理，便于施工养护。断面尺寸经济合理，便于施工养护。 最佳水力断面：最佳水力断面： 在设计流量条件下，以容许最大流速通过时的过水在设计

16、流量条件下，以容许最大流速通过时的过水断面。断面。 容许最小流速：容许最小流速：5 . 0minRv淤积 容许最大流速：容许最大流速：冲刷土类别土类、铺砌maxv 明渠水文水力计算明渠水文水力计算1 1、试算法：、试算法：初选初选b.h.m.RVQQvsQsb.h.m.RVQQvsQs验算验算Vmin.VmaxVmin.Vmax。沟渠水力计算方法沟渠水力计算方法2 2、最佳断面法：、最佳断面法：计算常数计算常数m.k.y.n.iAm.k.y.n.iAQsQs）0.h.bV.QQvsQs0.h.bV.QQvsQs验算验算Vmin.VmaxVmin.Vmax。3 3、类比法：、类比法：经历，相似性

17、。经历，相似性。 排水设施综合设计排水设施综合设计3.4 路基边坡防护与加固设计路基边坡防护与加固设计 P.97-坡面防护坡面防护 植物防护：种草、铺草皮、植树植物防护：种草、铺草皮、植树 矿料防护：抹面、喷浆、勾缝、灌浆矿料防护：抹面、喷浆、勾缝、灌浆 砌石防护：护坡、护面墙砌石防护：护坡、护面墙冲刷防护冲刷防护 直接防护：抛石、石笼直接防护：抛石、石笼 间接防护：丁坝、顺坝、格坝间接防护：丁坝、顺坝、格坝支挡工程支挡工程 土钉支护、预应力锚固技术、抗滑桩、挡土墙土钉支护、预应力锚固技术、抗滑桩、挡土墙软土地基加固软土地基加固 换填土层法、重锤夯实法、排水固结法、挤密法、换填土层法、重锤夯实

18、法、排水固结法、挤密法、化学加固法、加筋法化学加固法、加筋法3.4 路基边坡防护与加固设计路基边坡防护与加固设计 软土地基加固软土地基加固由承载力低、压缩性高的软弱土组成的地基。 地基易产生较大的沉降，从而导致路基路面开裂、鼓包、倾斜等变形破坏。为保证路基稳定和控制工后沉降，应对软弱地基采取适当的加固处理措施。可分为换填法、强夯法、排水固结法、挤密法、化学加固法、加筋法等。 划分软土的物理力学性质指标划分软土的物理力学性质指标 土类 天然含水量 孔隙比 e 压缩系数 0.10.2十字板剪切强度（kpa）内摩擦角() 黏质土 有机质土35液限 1.0 0.5/MPa35 5 粉质土30 0.9

19、0.3/MPa 8 根据表列指标区分软土与一般土根据表列指标区分软土与一般土软土类型及特征软土类型及特征类 型 厚 度 （m）特 征分布概况滨海沉积滨海相60200面积广，厚度大，常夹有砂层，极疏松，透水性较强，易于压缩固结沿海地区三角洲相560分选性差，结构不稳定，粉砂薄层多，有交错层理，不规则尖灭层及透镜体泻湖相260颗粒极细，孔隙比大，强度低，常夹有薄层泥炭溺谷相颗粒极细，孔隙比大，结构疏松，含水量高，分布范围较窄湖泊沉积湖相525粉土颗粒占主要成分，层理均匀清晰，泥炭层多是透镜体状，但分布不多，表层多有小于5m的硬壳洞庭湖、太湖、鄱阳湖、洪泽湖周边、古云梦泽边缘地带河滩沉积河床相河漫滩

20、相牛轭湖相20成层情况不均匀，以淤泥及软粘土为主，含砂与泥炭夹层长江中下游、珠江下游及河口、淮河平源、松辽平源谷地沉积谷地相10呈片状、带状分布，靠山浅、谷中心深，谷底有较大的横向坡，颗粒由山前到谷中心逐渐变细西南、南方山区或丘陵区一、换填法一、换填法将地基中的软弱土部分或全部挖出，换填以强度较高、透水性好、性能稳定、无侵蚀性的材料作持力层，从而提高地基的承载力和减小地基沉降的处理方法。换填的垫层材料可用碎石土、粗砂、中砂、素土、灰土和经检验合格的煤渣等。换填施工方式有开挖换填法、抛石挤淤法、爆破排淤法等。二、强夯法二、强夯法在重锤夯实法的基础上，经过研究和实践，60年代末期出现所谓强夯法，亦

21、称动力固结法，它是以812t(20t)的重锤，820m(40m)落距，对土基进行强力夯击，利用冲击波和动应力，达到土基加固的目的。强夯的有效加固深度：mhd三、排水固结法三、排水固结法对厚的饱和软粘土地基，通过增设某些排水条件，施加预压荷载，加速其排水固结，使其在道路施工之前达到要求的承载力和压缩性，从而减小工后沉降的地基处理方法。堆载预压法、砂井堆载预压法、袋装砂井堆载预压法、塑料排水板预压法、真空预压法等 。四、挤密法四、挤密法通过对土体进行挤压，提高其密实度，从而达到提高承载力和降低压缩性的目的。按加固的范围可分为表层压密法和深层挤压法。五、化学加固法五、化学加固法通过气压、液压或电化学的原理，将水泥浆、粘土浆或其它化学浆液压入、注入、拌入土中，使其与土粒胶结成一体，形成强度高、化学稳定性良好的“结石体”，以增强土体强度的处理方法。 分为灌浆法、高压旋喷法、深层搅拌法等。六六 、加筋土及其它措施、加筋土及其它措施将具有较大抗拉强度的土工织物、塑料格栅或筋条等材料铺设在路堤的底部，可以增加路堤的强度，扩散基底压力，阻止土体侧向挤出，从而提高地基承载力和减小路基不均匀沉降。3.4 路基边坡防护与加固设计路基边坡防护与加