路基路面课程设计的基本内容96

路基路面课程设计的基本内容

第一章绪论第一节公路的组成及路基设计的基本内容一、公路的组成部分公路是一种线形工程构造物。公路主要承受的是汽车荷载的重复作用和经受各种自然因素的长期影响。公路的组成部分包括：路基、路面、桥涵、隧道、防护工程、排水设备、山区特殊构造物。公路路基是路面的基础，它与路面共同承担车辆的荷载，是公路的重要组成部分。保证公路沿线都具有坚实而稳定的路基，是路基设计的中心任务。随着道路等级的提高,在设计中采用一定的措施来提高路基的强度和稳定性，用以提高路面整体强度的问题就很突出。路基的横断面如图。地形的变化，一般使路基分为路堤和路堑两种，高于天然地面的填方路基称为路堤；低于天然地面的挖方路基称为路堑；介于这两者之间的称为半填半挖路基。在挖方路段，路基通常是地面下的天然地层；在填方地段，则是填筑起来的压实土层。路面是直接承受汽车碾压的行车地带，它是用各种坚硬材料铺筑在路基上面的单层或多层结构。路面的类型常见的有沥青路面、水泥混凝土路面、碎（砾）石类路面等。路肩是指路面两侧路基边缘以内地带，它是用来支持路面、临时停靠车辆和供行人行走。修建合适的排水系统是路基稳定的一个保证。排除地面水，如雨、雪而形成的水等，可兴建地面排水构造物；地下水严重时需排除时，可采用盲沟；如果公路要跨越较大的水流，就要建造桥梁和涵洞。二、路基设计内容任务：使路基在行车荷载和各种自然因素作用下，能具有足够的强度和稳定性，保证交通运输的畅通和安全。根据公路的性质、等级和技术标准以及当地自然条件，拟定正确的路基设计方案，作为施工的依据。具体为：1.进行野外勘察，收集必要的资料；2.根据沿线设计资料进行路基工程设计，确定边坡坡度及横断面形式；3.根据沿线地面水流以及地下水埋藏情况，进行路基排水的总体布置及排水结构物的设计；4.路基防护与加固设计，包括坡面防护、冲刷防护与挡土墙的布设；5.路基工程其它设施。第二节路基的常见病害及对路基的要求一、路基的作用路基是路面的基础，且和路面共同承受荷载，贯穿公路全线。二、路基的常见病害路基在自然因素及荷载的作用下，产生不断累计的变形，最后导致破坏，这就是路基的病害现象。路基病害的形状多种多样，原因错综复杂，自然因素有：1.地理如沿线的地形、地貌、海拔高度、植被等；

2.地质如沿线土的种类、成因、含水量、有机质及可溶性盐的含量等；

3.气候该地区的气温、降雨量、雨型、降雪、温度、冰冻深度等；

4.水文河道的洪水位、常水位、河岸的冲刷和淤积情况、沿线地表水的排泄条件，有无积水；

5.文地质地下水位、地下水移动的规律、有无泉水、层间水，以及各种水的流量。路基常见的路基病害现象如下：1．路堤沉陷塌方路基下沉导致断面尺寸改变的病害现象称为路堤沉陷。沉陷是不均匀的，严重时会破坏局部路段造成交通中断。它有路堤本身的下陷和地基的沉陷两种。2．路基边坡的塌方边坡的塌方是常见的病害，也是水毁的普遍现象，尤其在山区新建公路上，几乎是普遍的病害现象。塌方的具体表现形式有剥落、碎落、滑塌和崩塌。3．路基沿山坡的滑动在较陡的山坡上填筑路基，如果原地面较光滑，未经处理，坡脚处又没进行必要的支撑，特别在受到水的浸润后，填方路基与原地面之间摩阻力减小，在荷载、自重作用下，有可能使路基整体或局部沿地面移动，使路基失去整体稳定性。4．不良的地质水文条件造成的路基破坏如巨型滑坡、泥石流、地震、特大暴雨等，都可以导致路基的大规模毁坏。在公路勘测中，要求尽可能避开这些地区或采取相应的技术措施，保证公路的正常使用。三、病害原因的综合分析由以上内容可以知道，路基的病害原因是多方面的，各种病害既有各自的特点，又往往具有共同的原因，可以把它归纳为以下几个方面：1.不良的工程地质与水文地质条件2.不利的水文与气候因素3.设计不合理4.施工不符号规定四、对路基的要求1.具有足够的整体稳定性2.具有足够的强度3.具有足够的水温稳定性

第二章路基的强度与干湿类型第一节路基的强度与稳定性

1．公路路基土的分类课本上的表给出了公路土的粒经划分和路基土的划分。土的名称以及分类符号。我们在土质学中已学过，具体还可以参阅《公路土工试验规程》。2．各类土的物理力学性质①漂石（块石）、卵石属于巨粒，强度和稳定性很高，是填路基的好材料，注意边坡值的选用。②砂土无塑性，透水性强，毛细上升高度很小，具有较大的内摩擦系数，强度和稳定性都比较好。但不容易压实。③砂性土既含有一定的粗颗粒，也含有一定的细颗粒，使路基土既具有足够的强度和水稳定性，又有一定的粘结性，因此砂性土是修筑路基的理想材料。④粉性土粉土颗粒含量较多，易吸水，毛细作用强烈，上升速度快，容易引起冻胀、翻浆。在修路的材料中它是最差的一种，一般属于有害的路基用土。⑤粘性土它的细颗粒比重大，内摩擦角小，但粘接力大，透水性小。这种土经充分压实和采取很好的排水措施，筑成的路基也能稳定。⑥重粘土它的工程性质与粘性土相似，但其所含黏土矿物成分不同而不同。

第二节路基的强度一、路基的受力状况一般情况下，路基承受两种荷载：一是路面和路基自重引起的静力荷；另一种是车轮引起的动力荷载。在它们的共同作用下，路基处于受力状态。路基在车轮荷重作用下所引起的垂直应力随深度而减弱；路基土因自重引起的垂直应力与深度成正比例。圆形均布荷载中心下土基的垂直压应力，可用下面的公式计算：

σ=P/(1+2.5(Z/D)路基土因自重所引起的垂直应力，在一定的深度下，路面的质量远小于路基的自重，所以土基自重引起的垂直应力与深度成正比，既σ=γZ2、路基的工工作区当荷载引起起的应力仅仅为自重应应力的20%---10%时，荷载应应力影响的的深度作为为工作区的的深度。该该深度Za随车辆荷载载增大而增增大，随路路面的强度度和厚度的的增加而减减小。路基工作区区深度有两两种情况：：Za大于路基填填土高度；；Za小于路基填填土高度。三、路基的的强度和强强度指标路基的强度度，用抵抗抗相对滑动动位移变形形和竖直位位移变形的的能力，作作为具体指指标来表征征。1.抗剪强度在路基边坡坡内，当路路基强度不不够，不能能抵抗剪应应力的作用用。便会沿沿某一剪切切面产生相相对移动于于是边坡破破坏，稳定定丧失。土土体必须具具有抵抗此此变形能力力，用抗剪剪强度表示示，公式2-1。土体的抗剪剪强度取决决于土的粘粘结力C和内摩擦角角φ。土的颗粒粒越细，粘粘聚力越大大。沙土的的粘聚力很很小或没有有，由于粘粘聚力不如如内摩擦力力影响大，，因此土的的颗粒越大大，抗剪强强度就越高高。2.回弹模量通过路面传传到土基的的垂直压力力，使土基基产生一定定程度的竖竖向位移变变形，假设设土基是均均质的弹性性体，在圆圆形垂直均均布荷载作作用下，当当应力与应应变成直线线关系时，，可用弹性性理论来解解荷载与变变形之间的的关系，用用下式表示示：从上述的公公式可以看看出，土基基回弹模量量，表示土土基在弹性性变形阶段段内，在垂垂直荷载作作用下，抵抵抗竖向变变形的能力力.四、路基强强度与稳定定性的保证证路基的强度度与稳定性性，受水、、温度、土土质的影响响，在一年年内出现显显著的季节节性变化.为保证路基基的强度和和稳定性，，必须深入入进行了解解，细致分分析各种自自然因素与与路基的关关系，以采采取有效措措施.第三节路路基的干干湿类型和和临界高度度一.路基湿度的的来源1、路基干干湿类型及及湿潮来源源路基的干湿湿类型可以以分成干燥、中湿湿、潮湿和和过湿四类，这四四种类型表表示路基工工作时，路路基土所处处的状态.路基潮湿的的来源，可可归纳为下下列几项：：a降水从路路面、路肩肩和边坡渗渗入；b地面水沿沿边沟流动动，或因派派水困难而而积聚于路路基两侧的的水分，渗渗入路基；；c地下水因因地下水的的流动而渗渗入路基下下部；d毛细水借借土的毛细细作用由地地下水位位上升；e气态水在在土的空隙隙中移动的的水汽，遇遇冷凝结为为水.上述各种路路基潮湿来来源，都会会对路基的的强度和稳稳定性有不不同程度度的影响.设计时应根根据当地的的自然条件件和特点，，采取相应应的工程技技术措施，，保证路基基的强度和和稳定性.2、路基干湿湿类型划分分方法a以分界相对对含水量划划分对对原有公路路，在最不不利季节路路槽下80cm内，每隔10cm深度取一土土样测定其其天然含水水量和液限限含水量，，计算相对对含水量.有了这几个个数据，根根据道路自自然区划，，路基土的的类别，查查表，找到到分界相对对含水量W，将计算出出的值与之之相比，可可以确定路路基的干湿湿类型.b以临界高度度判断路基基的干湿类类型对对新建公公路，因路路基还未建建成，路槽槽下80cm内的相对含含水量无法法测定.要采用地下下水或地表表长期积水水的水位到到路槽底的的高度与临临界高度相相比，判断断路基的干干湿类型?临界高度的的概念，当当路基处于于干燥、中中湿、潮湿湿状态下路路槽底部距距地下水位位或地表长长期积水的的最小高度度.二.公路自然区区划根据公路工工程的地理理、气候差差异特点，，自然区的的划分，按按其重要性性和规模的的大小分为为三个等级级.一级区划是是按自然气气候、全国国轮廓性地地理、地貌貌划分的，，全国共划划分七个一一级区；二级区划是是在一级区区划内，考考虑水温状状况不同，，以潮湿系系数为主导导标志，按按公路工程程的相似性性及地表气气候的差异异，进一步步划分二级级区以及与与二级区划划相当的副副区，全国国共分为33个二级区和和19个副区.三级区划是是二级区的的进一步划划分.由于目前各各地区的特特点和掌握握的调查研研究资料不不充分，还还不具备划划分条件，，再则，三三级区不一一定要列入入全国性的的范围，由由个省、自自治区自行行划分，以以便更切合合当地的实实际情况.第三章一一般路基设设计一般路基是是指一般地地区低于规规范规定高高度的路基基.它可以结合合当地地形形、地质情情况，直接接应用根据据长期生产产实践和科科学研究总总结的典型型横断面图图或设计规规定，不必必进行个别设计和和论证.一.形车道及路路基宽度（一）行车车道数及其其宽度为满足汽车车、行人以以及其它车车辆在公路路上正常通通行的要求求，路基须须有一定的的宽度.根据交通量量的大小、、车流的组组成，按公公路等级，，行车道可可分为单车车道、双车车道、四车车道和多车车道.目前我国的的公路普遍遍是双车道道二级公路路.在平原区，，如果慢车车很少，车车道宽度是是7米，有一定定混合交通通量时，车车道宽度是是9米，混合交交通量大，，分慢行道道有困难时时，车道加加宽到12米，并划线线行使.路基宽度为为路面与路路肩宽度之之和，高速速公路和一一机公路还还包括中间间带宽度.二.路基横断面面的基本形形式1.路堤高于原地面面，由填方方构成的路路基为路路堤.填高为1米的，属于于矮路堤；；1—20米之间为一一般路堤超超过20米的为高路路堤.2.路堑低于原地面面，由挖方方构成的路路基为路堑堑.设计时对边边坡稳定性性予以充分分注意.3.半填半挖路路基这重路基是是路堑与路路堤的综合合形式，主主要设置在在比较陡的的山坡上.将挖出的土土石方，作作为填筑的的土石方，，可以节省省土石方，，比较经济济，给施工工带来方便便.第三节路基工程的的其它设施施第四章.路基稳定性性设计第一节稳稳定性性验算概述述一般路基是是套用典型型横断面图图进行设计计的，不必必进行论证证和验算，，但对高路路堤、浸水水路堤等，，则需进行行特殊设计计.一.边坡滑动面面形状大量的实践践证明，边边坡破坏时时，要形成成一滑动面面.该面的形状状和路基填填土的性质质有关.由渗水材料料填筑的路路堤，边坡坡破裂的形形状近乎平平面，可按按直线滑动动面法验算算边坡的稳稳定性.以带有粘性性的土填筑筑的路堤，，破坏时形形状为一曲曲面，为简简化计算，，通常近似似的假设为为一圆弧状状滑动面.车荷二.边坡稳定性性设计方法法1.力学验算法法(1)数解法(2)图解法2.工程地质法法在地质复杂杂地区修建建路基，，，正确合理理地确定路路堑横断面面形状和边边坡坡度是是很重要的的.目前是根据据对自然山山坡和已有有的人工边边坡进行稳稳定性分析析，通过工工程地质条条件对比，，按条件相相类似的稳稳定边坡值值，作为路路堑边坡设设计的依据据，这就是是工程地质质法.轴载的换算算在最不利的的情况排列列，对最不不利位置进进行验算，，将车重换换算相当于于土层厚度度，连同滑滑动土体一一并进行力力的计算，，h的换算公式式为：h=NQ∕∕γBL第二节边边坡稳定定性力学验验算法一.直线滑动面面法由渗水材料料填筑的路路堤，边坡坡坍塌时破破裂的形状状近乎平面面，可按之之下滑动面面法验算.验算时，先先通过坡脚脚或变坡点点，假设一一直线滑动动面，计算算土体沿此此滑动面下下滑的稳定定系数K.如图.然后再假设设几个滑动动面，计算算相应的稳稳定系数，，求Kmin<1.25,当Kmin0≧１.２５，此路路堤就是稳稳定的，否否则，重新新假定边坡坡.二.圆弧滑动面面法带有粘性的的土填筑的的路堤，滑滑塌时的破破裂面形状状是一曲面面.为了是计算算简化，通通常假设为为一圆弧状状滑动面，，这样与实实际情况基基本相符.方法有数解解和表解法法，其中数数解法最常常用，它也也称条分法法.1.条分法把滑动面上上的土体分分成2—4m宽的土条，，依次检验验每一个土土条沿滑动动圆弧下滑滑的稳定性性，然后叠叠加出整个个土体的稳稳定性.具体步骤：：(1)通过坡脚任任意选定一一个可能的的圆弧滑(2)动面，取路路线纵向为为单位长度度1m，将滑动土土体分成若若干宽度相相等的土条条；(3)计算每个土土条土体的的重量，并并将它引到到圆弧线上上，进行分分解；(4)求稳定系数数K=Mr/Ms（5）求kmin≧≧1.252.圆心辅助线线为减少工作作量，较棵棵快找到最最危险滑动动面，根据据经验，它它在一条线线上，这条条线就是圆圆心辅助。。用4.5H法。4.5H法具体步骤骤：自坡脚向下下作垂线，，量取路堤堤高度，得得一点F，从F点作水平线线向右量取取4.5H得另一点，，该点就是是圆心辅助助线上的一一点；作路基边坡坡的平均坡坡度线，查查表得角度度；根据两角度度的值分别别作两角，，分别延长长这两条边边得一交点点；联结这两点点即得圆心心辅助线。。三.表解法按条分法进进行边坡稳稳定性验算算，工作量量大，对于于滑动面通通过坡脚的的均质、直直线形路堤堤边坡，可可按表解法法计算。第三节.浸水路堤边边坡稳定性性设计一.浸水路堤的的特点受到季节性性或长期浸浸水的沿诃诃路堤、河河滩路堤及及桥头引道道等，这些些都是浸水水路堤。水水位上涨时时，水从边边坡的一侧侧或两侧渗渗入路基；；水位降落落时，水又又从堤内渗渗出来，随随着路基外外的水位涨涨落，内部部所形成的的水位也要要升降，但但速度较慢慢。浸水路基除除受自重及及行车荷载载的作用外外，还要受受到水的浮浮力和渗透透动水压力力的作用。。在水位骤骤然降落时时，使路基基受到渗透透动水压力力的作用，，从而降低低了路基边边坡的稳定定性。二.动水压力计计算当水位急降降时，土体体内的水向向外流出需需要较长时时间，这样样就造成堤堤内外的水水位发生很很大的水位位差，产生生动水压力力，平行水水力坡降I，动水压力力会剧烈破破坏路堤边边坡稳定性性，其大小小按下式计计算：D=IΩ∆∆三.浸水水路路堤堤的的边边坡坡稳稳定定性性验验算算该路路堤堤的的稳稳定定性性，，应应按按路路堤堤处处于于最最不不利利的的情情况况下下进进行行，，边边坡坡破破坏坏时时一一般般发发生生在在最最高高洪洪水水位位骤骤然然降降落落的的时时候候，，计计算算通通常常采采用用条条分分法法，，计计算算时时，，将将土土体体分分成成若若干干条条块块。。有有些些条条块块全全部部在在浸浸润润线线以以上上，，有有些些则则全全在在水水下下，，还还有有些些则则一一部部分分在在水水以以上上，，一一部部分分在在水水以以下下。。计计算算中中要要注注意意未未浸浸水水土土条条和和浸浸水水土土条条的的单单位位体体积积质质量量不不同同，，要要分分别别计计算算。。算例：：略略--------四、路路堤整整体稳稳定性性验算算在山区区公路路中，，当地地面横横坡度度比较较陡时时，需需要对对路基基的整整体稳稳定性性进行行验算算。地地面横横破陡陡于1：5时，对对山坡坡要进进行清清理，，铲除除表层层覆盖盖层，，将原原地面面挖成成台阶阶，用用来增增加路路基与与天然然地面面的摩摩阻力力。地地面横横破陡陡于1：2.5时，对对路基基的状状态稳稳定性性要进进行验验算。。方法法有直直线滑滑动面面法和和折线线滑动动面法法。陡坡路路堤的的滑动动有以以下几几种可可能：：路堤堤整体体沿基基底接接触面面产生生滑动动；连连同基基底覆覆盖层层沿倾倾斜基基岩滑滑动；；路堤堤连同同下面面的软软土一一起滑滑动。。产生生下滑滑的原原因除除地面面横坡坡较陡陡或基基底软软外，，主要要是由由于地地下水水和地地面水水的影影响，，使路路堤下下滑力力增大大造成成的。。1.直线滑滑动面面验算算基底为为单一一坡面面时，，沿直直线滑滑动面面下滑滑，用用公式式计算算：E=T-1/K(Ntgρ+cL)若计算算结果果为负负或零零，则则路堤堤稳定定。2.折线滑滑动面面稳定定验算算等路堤堤建在在多坡坡地面面上时时，滑滑动面面为折折线，，验算算其稳稳定性性时，，可按按地面面曲折折情况况，将将土体体分成成若干干小块块，自自上而而下分分别计计算各各土体体的下下滑力力，根根据最最后一一块土土体的的下滑滑力的的正负负值判判断其其整体体稳定定性。。算例：：（略略）稳定措措施：：当最最后一一块土土体的的E大于零零时，，应采采取以以下措措施：：1.改善基基底状状况，，增加加摩阻阻力，，减少少下滑滑力；；2.改善填填料性性质，，改变变断面面形式式3.在坡脚脚处设设置支支挡结结构物物。第五章章.路基排排水设设计第一节节.路基排排水的的目的的及设设计的的一般般原则则公路是是一个个露天天构筑筑物，，路基基经常常受到到各种种水分分的作作用，，公路路病害害一般般与排排水不不良直直接有有关。。重视视排水水，既既有利利于公公路运运输，，更有有利于于公路路构筑筑物的的安全全。根据来来源的的不同同，水水流可可分为为地面面水和和地下下水。。地面面水主主要是是经由由降水水形成成的地地面径径流。。地下下水分分为：：上层滞滞水从地面面入尚尚未深深达下下层的的土中中水；；潜水在地面面以下下第一一个隔隔水层层以上上的含含水层层中的的水，，距地地面较较近；；层间水水在地面面以下下任何何两个个隔水水层之之间的的含水水层之之间的的地下下水。。路基排排水的的目的的是把把路基基工作作区内内的土土基含含水量量降低低到一一定的的范围围，土土基含含水量量过大大，会会引起起土质质松软软，强强度降降低，，边坡坡塌方方，基基身沉沉陷或或滑动动，影影响交交通。。四.路基排排水设设计的的原则则为好路路基排排水设设计，，应遵遵循以以下几几个原原则：：1.设计前前必须须进行行深入入的调调查研研究；；2.路基排排水沟沟渠的的设置置和联联结尽尽量不不占或或少占占农田田；3.设计要要因地地制宜宜、就就地取取材、、经济济适用用；4.排水沟沟渠的的出水水口应应尽可可能引引接至至天然然河沟沟，以以减少少桥涵涵工程程；5.排水设设计应应讲求求经济济效益益。第二节节.地面排排水设设计一.边沟设设计1.边沟设设置在在路堑堑的路路肩外外侧或或路堤堤坡脚脚外侧侧，主主要用用于汇汇集和和排除除路基基范围围内以以及流流向路路基的的小量量地面面水，，当流流量不不大时时，可可采用用标准准横断断面。。边沟的的横断断面形形式边沟的的横断断面形形式常常为梯梯形或或三角角形，，也有有流线线型几几矩形形。底底宽与与深度度一般般不小小于0。4m。边沟沟的边边坡一一般为为1：1---1：1。5，岩石石边坡坡为1：0----1：0.5。沟底纵纵坡一一般与与路线线纵坡坡一致致，并并不得得小于于0。5%，若大于于3%时，需采采取加固固措施。。2.为防止边边沟水流流漫溢或或冲刷，，规定单单向排水水长度每每300——500米设出水水口，把把水引到到低洼处处。3.在变坡点点、桥涵涵进出水水口、回回头曲线线等地段段，要采采取一些些措施。。二、截水沟设设计截水沟设设在离路路堑边缘缘一定距距离和山山坡路堤堤上方的的适当位位置，用用来拦截截山坡流流向路基基的水流流。其纵纵坡不小小于0.5%，以免水水流停滞滞。截水沟断断面的形形式一般般为梯形形，底宽宽、深度度不小于于0.5米，边坡坡坡度根根据土质质而定。。截水沟的的位置应应慎重考考虑，最最好能与与绝大部部分地面面水流的的方向垂垂直，转转折处最最好用曲曲线连接接，在路路基边坡坡到分水水岭的距距离长而而降雨量量又大的的低段，，可设置置一道或或几道差差不多平平行的截截水沟，，分段拦拦截地面面径流。。三.排水沟设设计设置排水水沟的目目的，就就是为了了将水从从路基导导入低洼洼地或其其他排水水构造物物中去。。排水沟的的断面一一般采用用梯形，，大小应应通过计计算确定定，但水水量较小小时，可可以不用用计算而而直接采采用底宽宽0.5米的最小小断面，，沟深也也不小于于0.5米。排水水沟的长长度根据据实际需需要来定定，通常常在500米左右。。四、跌水水与急流流槽山岭重丘丘区，排排水沟渠渠枞坡较较陡，水水流急冲冲刷力强强。为减减小流速速，降低低水流的的能量，，防止对对路基的的危害，，大多设设跌水和和急流槽槽。跌水和急急流槽的的构造分分为三部部分：进进水口、、台阶、、出水口口。台阶阶部分的的作用在在于消能能。五、排排水沟沟渠的计计算计算分为为两部分分内容：：水力计计算与水水文计算算，分别别确定设设计流量量、沟渠渠的断面面尺寸、、纵坡及及加固形形式。一、设计计流量确定设计计流量的的计算为为水文计计算。目目前，公公路上采采用的是是小流域域暴雨径径流流量量简化公公式：Q=(h-z)F公式中的的有关符符号可以以从“公公路设计计手册””中查出出。二、水力力计算公公式通过水力力计算确确定沟渠渠断面，，一般的的沟渠水水力计算算，按水水力学明明渠均匀匀流公式式进行。。对梯形形断面沟沟渠的通通过流量量，按下下式计算算：1.通过流量量Q=w*v2..过水断面面面积W=bh+mh3.湿周X=b+kh4.水力半径径R=w/x5.流速V=CRi6。最佳水水力断面面水力性能能最好的的尺寸断断面称为为水力最最佳断面面。在设设计沟渠渠断面时时，可以以选择一一个削能能最好的的尺寸断断面。符合水力力最佳断断面条件件时的宽宽深比，，可以查查表。三、沟沟渠加固固为了防止止水流对对排水沟沟渠的冲冲刷与渗渗漏，要要对沟底底和沟壁壁加固。。措施应应结合当当地地形形、地质质、纵坡坡和流速速的条件件，因地地制宜，，就地取取材，简简易便行行，经济济实用。。计算示例例：（略略）第三节地地下下排水设设计地下排水水结构物物是具有有拦截、、汇集和和排除或或降低地地下水位位功能的的结构物物。与地地面的排排水设施施不同，，是使路路基免受受地下水水的作用用，保证证路基的的强度和和稳定性性。地下排水水设计的的考虑要要在地下下水位较较高，而而且路基基标高受受限制时时；或路路基水温温条件较较差、路路面等级级较高的的路段。。地下排排水设备备，按使使用条件件和作用用的不同同，主要要可分为为三种：：一、暗沟暗沟是指指地面以以下引导导水流的的沟渠，，本身不不起渗水水和汇水水作用。。当路线线通过地地区路基基范围内内出现了了个别泉泉眼，泉泉水上冒冒，路线线不能绕绕避时，，在其与与边沟之之间开挖挖沟槽，，修建暗暗沟，把把泉水排排除。暗沟的断断面尺寸寸不必经经过水力力计算来来确定。。沟宽一一般是20—30cm，沟底纵纵坡不小小于1%，出口处处沟底应应高出边边沟最高高水位20cm以上，不不允许出出现倒灌灌现象。。二、渗沟（一）渗渗沟使用用的几种种情况当路线经经过的山山坡上有有流向路路基的含含水层时时，应修修筑渗沟沟拦截水水流；以以免造成成边坡或或路堤滑滑塌。当路基从从路堑过过渡到路路堤，路路堑下含含水层有有向外渗渗透的水水流时，，应修修筑渗沟沟拦截，，把水引引出路基基范围以以外。（二）渗渗沟的分分类与构构造渗沟的构构造一般般分为三三形式，，即盲沟沟、管式式渗沟和和洞式渗渗沟，它它们的构构造基本本相同，，断面通通常为矩矩形，顶顶部为覆覆盖层或或叫做封封闭层，，侧面为为反滤层层，底部部为排水水通道。。渗沟布置置尽可能能与地下下水流相相互垂直直，使之之能拦截截更多的的地下水水。利用片石石的空隙隙作为排排水通道道的称为为盲沟；；底部设设渗水管管作为排排水通道道的，称称为有管管渗沟；；底部用用渗水石石板涵作作排水通通道的称称为洞市市式渗沟沟。三、渗水井它的作用用是将地地面水通通过渗井井深入地地下，将将其排除除。它修建的的条件是是：路线线经过的的地区，，地形平平坦，地地面水无无法排除除，而离离地面不不深的地地方有渗渗透性土土层，而而且地下下水背离离路基，，可以建建竖井或或吸水井井一样的的竖井。。用这个个设施把把边沟中中的水引引导到原原离路基基以外，，并汇集集于路基基范围以以外离地地面1。5米以下的的土层中中去，以以保证路路基的稳稳定。第六章路路基的防防护与加加固第一节防防护与加加固工程程的要求求与分类类一、防防护与加加固的目目的路基在水水、风、、冰冻等等自然因因素的长长期作用用下，经经常发生生变形和和变化。。如边坡坡表面土土层剥落落，形成成冲沟及及滑坍等等。这些些不及时时防治，，就旧会会引起严严重病害害。要想想使路基基的稳定定性得到到保证，，除了要要作好路路基排水水，还必必须采取取有效的的防护加加固措施施。进行行这项工工程的的的重点，，是路基基的边坡坡，尤其其是特殊殊地段的的路基。。防护与加加固的施施工，应应分别情情况，按按需进行行。要求求路基边边坡本身身要稳定定，否则则无法进进行，因因除了专专门用来来支挡路路基的结结构物，，一般防防护工程程承受外外力的能能力都很很小，有有的则完完全不能能承受外外力。二、防防护加固固工程的的分类路基防护护与加固固工程，，按其作作用的不不同，可可以分成成冲刷防防护、坡坡面防护护和支档档建筑物物三大类类。1、冲刷防防护它的作用用是防护护水流对对路基的的冲刷和和淘刷。。按方法法的不同同，又可可以分为为直接防防护和间间接防护护。2、坡面防防护用来防护护容易受受到自然然因素影影响而破破坏的土土质与岩岩质边坡坡。3、支档建建筑物是防止路路基变形形或支档档路基本本身以保保证其稳稳定性。。为了使概概念明确确，一般般把防止止冲刷和和风化，，主要起起隔离作作用的措措施称为为防护工工程，而而把防止止路基或或山体因因重力作作用而滑滑塌，主主要起支支撑作用用的支档档结构物物称加固固工程。。第二节坡坡面防护护一、植物物防护主要是利利用植物物覆盖层层对土质质坡面进进行防护护，工序序简单，，它可以以减缓地地面水流流速度，，调节水水、土的的状况，，增加路路基的稳稳定性。。措施：：1、种草适适用于边边坡稳定定、坡面面冲刷轻轻微，宜宜于草类类生长的的土质路路堤与路路堑边坡坡。用于于防止表表面水土土流失，，固结表表土，增增加路基基的稳定定性。2、铺草皮皮路路基破破面上铺铺草皮，，作用与与种草防防护相同同，它更更适用于于当地有有足够挖挖取使用用的草皮皮地段路路基防护护。3、植树在在路基边边坡上和和在浸水水河滩上上合理植植树，对对于加固固路基与与防护河河岸都可可以收到到良好的的效果。。它可以以增加路路基的稳稳定性，，降低流流速，削削弱波浪浪的冲击击，防止止和减少少水流对对路基或或河岸的的冲刷，，还可以以防风、、防沙、、防雪、、美化路路容，调调节气候候。二、坡坡面处治治对岩石边边坡无法法用植物物防护时时，可选选用坡面面处治，，如抹面面、喷浆浆、勾缝缝、灌浆浆、锚固固等方法法防护。。抹面使用用于易风风化而表表面较完完整，还还未剥落落的岩石石边坡；；喷浆用于于易风化化和坡面面不平的的岩石边边坡，，厚度一一般为2cm；勾缝用于于较坚硬硬且裂缝缝多而细细的岩石石边坡以以防水侵侵人岩层层内造成成破坏；；灌浆用于于较坚硬硬但裂缝缝深和宽宽的岩石石边坡师师坡面表表层成为为防水的的整体。。三、护面面墙为了覆盖盖各种软软质岩层层和较破破碎岩石石的挖方方边坡，，免受大大气因素素影响而而修建的的墙，，称为护护面墙。。第三节冲冲刷刷防护沿河路基基防止水水流冲刷刷的措施施，一种种是加固固岸坡的的直接防防护，另另一种是是改变水水流性质质的间接接防护。。直接防护护，除坡坡面防护护和石砌砌护坡外外，还有有抛石、、石茏、、柔性混混凝土块块及浸水水挡土墙墙等防护护方法。。间接防防护，包包括各种种导流与与调治构构筑物，，如丁坝坝、顺水水坝及拦拦河坝等等。冲刷防护护与水流流性质有有密切关关系，其其中包括括水流大大小、水水位高低低及作用用强弱等等。必须须采用设设备简单单、操作作容易的的防护结结构，如如石笼、、抛石等等。丁坝和顺顺水坝的的作用相相同，都都是把水水挑离河河岸，通通常设在在被冲刷刷的凹岸岸一面，，使泥沙沙在坝后后沉积，，形成新新的水流流边线，，改变水水流方向向，对临临河路路基进行行防护。。第三节挡挡土墙墙一、挡土土墙的用用途和分分类它是用来来支撑路路基边坡坡或山坡坡土体，，以防填填土或土土体变形形失稳的的构筑物物。按其所在在位置可可分为路路肩墙、、路堤路路堑、山山坡墙等等。二、挡土土墙的构构造一般由墙墙身、基基础、排排水设施施和伸缩缩缝几部部分构成成。1.墙身构造造可作成仰仰斜、附附斜、直直立、衡衡重式。。仰斜挡挡墙墙背背所受土土压力小小，墙背背比较经经济。但但基础外外移，地地面横坡坡比较陡陡时，增增加墙高高，断面面增大；；俯斜式式所受土土压力较较大，通通常在地地面坡度度较陡时时采用，，借助于于陡直的的墙面，，减小高高度；衡衡重式在在上下墙墙之间设设一衡重重台，采采用陡直直的墙面面，适宜宜于陡峻峻的地形形。墙背背的坡度度一般在在1：.025~1：0.4，仰斜式式坡度在在1：0.25左右。2.基础基础的埋埋深应按按地基的的性质、、承载力力要求、、冻胀的的影响、、水文地地质条件件来定。。一般情情况下，，地表下下不小于于1米。3.排水设施施在墙身适适当高度度处设一一排泄水水孔，间间距2-3米，出水水口高出出地面0.3米。4.沉降缝为避免地地基不均均匀沉陷陷引起墙墙身开裂裂，按高高度和地地基的性性质，设设置沉降降缝。一一般每隔隔10~15米设一道道。宽2-3厘米。四、挡挡土墙土土压力计计算一）土土压力力分类类土压力力是指指挡土土墙背背后的的土体体或土土体表表面上上的荷荷载对对墙背背产生生的侧侧压力力。主主要有有三种种：1.主动土土压力力挡墙外外移时时，土土体给给背的的土压压力，，此值值最小小；2.被动土土压力力墙挤压压土体体，土土压力力增大大，达达到极极限平平衡状状态时时，土土体对对墙的的抗力力，称称为被被动土土压力力。3.静止土土压力力处在原原来位位置不不动，，土压压力介介于上上两者者之间间，为为静止止土压压力。。二）土土压力力计算算土压力力的计计算要要按库库仑理理论计计算。。公式式见P81。三）车车辆荷荷载换换算作用在在填料料上的的荷载载，可可近似似的按按均布布荷载载考虑虑。计计算时时，把把荷载载换算算成容容重与与填料料相同同的均均布土土层。。然后后按规规范规规定计计算。。公式式见P85.四五、档档土墙墙稳定定性验验算档墙本本身必必须有有足够够的整整体稳稳定性性和强强度，，以抵抵抗墙墙后土土体。。因此此，设设计时时必须须满足足下列列几个个要求求：1.不产生生沿基基底的的滑动动2.不产生生墙身身绕墙墙趾转转动3.地基不不出现现过大大的下下沉4.不出现现因基基底过过度的的不均均匀沉沉陷而而引起起墙身身倾斜斜。验算的的内容容包括括：抗滑稳稳定性性、抗抗倾覆覆稳定定性、、基底底应力力及偏偏心距距验算算等。。一、滑滑动稳稳定性性验算算在主动动土压压力的的水平平分力力作用用下，，挡墙墙会向向下移移动，，而阻阻止其其下滑滑的是是基础础底面面与地地基之之间的的摩擦擦力，，挡墙墙的抗抗滑力力与滑滑动力力的比比值，，称为为滑动动稳定定性系系数。。计算算如下下：Kc=(w+Ey)f/Ex≥1.3二、倾倾覆稳稳定性性验算算当挡墙墙产生生绕墙墙趾转转动的的力矩矩超过过阻止止其转转动的的抗倾倾覆力力矩时时，它它就会会倾覆覆。挡挡墙绕绕墙趾趾的倾倾覆稳稳定系系数：：Ko=W*Zw+Ey*Zy/ExZx≥≥1.5三、基基底应应力几几偏心心距验验算作用在在基底底垂直直力的的总重重为W+Ey，这个个基底底合力力的偏偏心距距为e，按力力矩平平衡原原理计计算合合力的的力臂臂。作作用在在基底底的合合力偏偏心距距为：：e=B/2-(WZw+EyZy-ExZx)/W+Ey当e≤B/6时，墙墙趾处处的最最大应应力:为σ=W+Ey/B(1+6e/B)≤≤[σσ]例题：：（略略）第二篇篇路路面面工程程第一章章总总论论第一节节我我国国公路路路面面发展展概况况及对对路面面的要要求一、对对路面面的要要求路面是是直接接为汽汽车行行驶服服务的的，路路面状状况对对公路路运输输关系系极大大，因因此路路面工工程是是公路路工程程的主主要内内容。。从经经济上上说，，路面面的造造价在在整个个高造造价中中占很很大比比重，，在有有些高高等级级公路路预算算中，，路面面造价价可占占整个个公路路造价价的80%以上。。路面是是一个个层状状结构构物，，根据据不同同的路路基状状况和和交通通量，，常常常将路路面分分成棉棉层、、基层层或更更多的的层次次。路面必必须满满足以以下基基本要要求：：1.具有足足够的的强度度2.具有足足够的的稳定定性3.具有足足够的的平整整度4.具有足足够的的抗滑滑性5.具有足足够的的耐久久性第二节节路路面的的构造造及层层次的的划分分一、断断面形形式路面形形式有有下述述两种种：1.槽式一般公公路都都采用用这种种形式式，所所谓槽槽式，，是在在整个个行车车道宽宽度内内叫路路基挖挖成同同深的的槽型型，然然后铺铺筑路路面结结构层层。2.全铺式式在整个个路基基宽度度内都都铺路路面，，中部部厚度度最大大，逐逐渐向向两侧侧减薄薄。在在石料料丰富富地区区或等等级低低的公公路上上采用用这种种路面面。二、路路拱形形式一般路路面为为了排排水，，都作作成拱拱式。。即中中间高高，两两边低低的拱拱型，，称为为路拱拱。常常用的的形式式有：：1.二次抛抛物线线形这种路路拱横横坡在在中部部平缓缓，边边缘较较陡，，对中中、低低级路路面，，路面面不宽宽，车车辆大大多居居中行行驶，，所以以一般般采用用这种种形式式。2.直线形形这种形形式在在两根根倾斜斜直线线连成成的，，行车车平稳稳。但但不利利于排排水。。为改改善路路面中中央部部分的的行车车状况况，可可在中中间插插入一一段圆圆曲线线，长长度不不大于于3米。这这种形形式的的路拱拱，在在横坡坡度较较小和和等级级较高高的路路面上上采用用较多多。路拱横横坡度度可按按规范范要求求进行行选择择。三、路路面结结构层层的划划分由于行行荷载载和自自然因因素对对路面面的作作用随随着深深度而而逐渐渐减弱弱，路路基的的水文文地质质情况况直接接影响响到路路面的的工作作状态态，因因此从从技术术、经经济的的角度度考虑虑，一一般将将路面面分成成若干干层次次来铺铺筑，，形成成了所所谓层层状结结构物物。1.面层层路面面结结构构最最上上面面的的一一层层，，直直接接承承受受行行车车荷荷载载与与自自然然因因素素的的作作用用。。因因此此面面层层应应具具备备较较高高的的力力学学强强度度和和稳稳定定性性，，同同时时还还应应具具备备耐耐磨磨性性和和不不透透水水性性、、抗抗滑滑性性和和平平整整度度。。2.基层层位于于面面层层下下面面，，它它主主要要承承受受由由面面层层传传来来的的车车轮轮的的垂垂直直压压力力，，并并扩扩散散到到下下面面的的层层次次中中去去。。对对基基层层材材料料的的要要求求是是，，具具有有足足够够的的抗抗压压强强度度和和扩扩散散能能力力、、足足够够的的水水稳稳定定性性。。3.垫层层在排排水水不不良良路路段段或或可可能能发发生生冻冻胀胀的的土土基基，，基基层层之之下下有有时时加加设设垫垫层层，，作作用用是是调调节节和和改改善善水水温温状状况况，，保保证证路路面面的的强强度度和和稳稳定定和和抗抗冻冻胀胀能能力力。。在实实际际工工程程中中，，路路面面的的结结构构层层次次并并不不完完全全是是这这样样完完备备的的，，有有时时会会比比这这些些层层次次要要多多。。第三三节节路路面面等等级级与与路路面面类类型型一、、路路面面等等级级分为为四四个个等等级级：：1.高级级路路面面包括括沥沥青青混混凝凝土土、、水水泥泥混混凝凝土土、、厂厂拌拌沥沥青青碎碎石石所所组组成成的的路路面面。。特特点点是是强强度度和和刚刚度度高高。。稳稳定定性性好好，，使使用用寿寿命命长长，，能能适适应应重重型型交交通通量量，，养养护护费费用用少少、、运运输输成成本本低低。。2.次高高级级路路面面沥沥青青贯贯入入式式、、路路拌拌沥沥青青碎碎石石、、沥沥青青表表面面处处治治等等。。一一般般适适宜宜于于交交通通量量较较大大、、行行车车速速度度较较快快的的道道路路，，比比高高级级路路面面的的性性能能差差。。3.中级级路路面面各各种种碎碎石石路路面面。。适适宜宜于于中中等等交交通通量量的的道道路路，，他他的的强强度度低低、、平平整整度度差差、、行行车车速速度度慢慢，，需需要要经经常常养养护护，，运运输输成成本本高高。。4.低级级路路面面适适宜宜于于交交通通量量很很小小的的道道路路。。二、、路路面面分分类类1.柔性性路路面面刚刚度度较较小小，，抗抗弯弯拉拉强强度度较较低低，，主主要要靠靠抗抗压压、、抗抗剪剪强强度度支支撑撑荷荷载载，，产产生生的的弯弯沉沉变变形形较较大大。。2.刚性性路路面面重重要要指指水水泥泥混混凝凝土土路路面面的的结结构构，，板板体体刚刚度度较较大大、、弯弯拉拉强强度度高高，，在在荷荷载载的的作作用用下下变变形形很很小小。。第四四节节我我国国路路面面发发展展概概况况（（略略））第四四章章柔柔性性路路面面设设计计第一一节节概概述述路面面设设计计是是公公路路路路线线设设计计中中一一个个非非常常重重要要的的组组成成部部分分。。路路面面设设计计的的任任务务是是：：确确定定路路面面等等级级；；选选择择路路面面类类型型；；进进行行路路面面结结构构组组合合设设计计；；计计算算路路面面各各结结构构层层厚厚度度及及结结构构层层材材料料的的组组成成设设计计。。首先先根根据据道道路路的的性性质质、、等等级级及及交交通通量量确确定定路路面面等等级级，，然然后后根根据据近近期期及及远远景景交交通通量量及及车车型型组组成成和和材材料料供供应应、、施施工工条条件件选选定定面面和和基基层层的的类类型型。。外外业业调调查查的的资资料料：：1、工工程程地地质质和和水水文文地地质质条条件件；；2、天天然然土土湿湿度度和和水水位位；；3、气气象象资资料料的的调调查查；；4、路路面面材材料料生生产产和和供供应应情情况况；；5、交交通通量量和和车车型型组组成成。。路面面设设计计要要遵遵循循的的原原则则：：路基基路路线线路路面面作作总总体体设设计计；；就就地地取取材材、、因因地地制制宜宜；；考考虑虑分分期期修修建建。。第二二节节行行车车荷荷载载与与交交通通分分析析汽车车在在路路面面上上的的状状态态有有停停驻驻、、行行驶驶、、加加速速、、制制动动、、转转向向、、颠颠簸簸等等，，行行荷荷载载对对路路面面施施加加的的作作用用力力的的大大小小和和性性质质，，也也随随汽汽车车的的运运动动状状态态而而变变化化。。主主要要有有：：车轮轮对对路路面面的的垂垂直直作作用用力力、、车车轮轮转转动动对对路路面面产产生生的的纵纵向向水水平平切切向向力力，，转转向向时时又又增增加加了了横横向向水水平平力力；；路路面面不不平平，，汽汽车车颠颠簸簸，，产产生生了了冲冲击击力力和和振振动动力力。。从从这这些些可可以以知知道道，，汽汽车车在在任任何何一一种种状状态态下下垂垂直直力力都都是是最最基基本本的的作作用用力力。。1、车车辆辆荷荷载载作作用用于于路路面面的的垂垂直直力力车辆辆对对路路面面的的垂垂直直压压力力通通过过车车轮轮传传给给路路面面，，车车轮轮与与路路面面的的接接触触面面积积称称为为轮轮印印面面积积，，形形状状近近似似椭椭圆圆，，在在路路面面设设计计中中，，用用等等面面积积圆圆形形代代替替，，称称为为轮轮印印的的当当量量圆圆。。车车轮轮传传递递给给路路面面的的垂垂直直压压强强在在接接触触面面上上分分布布并并不不均均匀匀，，其其平平均均值值与与轮轮胎胎气气压压也也不不完完全全相相等等。。车车轮轮传传到到路路面面的的垂垂直直力力是是根根据据车车辆辆的的总总重重和和车车辆辆轮轮轴轴所所分分担担的的重重量量来来确确定定的的。。一一般般来来说说，，重重量量大大多多在在后后轴轴已知知一一侧侧车车轮轮荷荷载载P，车车轮轮对对路路面面的的垂垂直直压压强强p，则则车车轮轮与与路路面面的的接接触触面面积积为为A=P/p单位位压压强强p大致致与与轮轮胎胎的的内内压压相相等等，，一一般般为为0.4——0.7MPa。以上上所所讲讲为为汽汽车车的的静静荷荷载载，，但但汽汽车车在在行行驶驶时时由由于于路路面面的的不不平平整整产产生生的的颠颠簸簸引引起起的的震震动动力力和和冲冲击击力力与与由由于于汽汽车车荷荷载载作作用用的的瞬瞬时时性性，，在在实实际际中中认认为为这这两两种种影影响响相相互互抵抵消消，，所所以以在在柔柔性性路路面面设设计计中中只只考考虑虑垂垂直直静静压压力力，，而而把把冲冲击击力力和和瞬瞬时时性性的的影影响响忽忽略略不不计计。。汽车轮轮印当当量圆圆直径径的计计算公公式见见教材材188-189页2.车轮作作用于于路面面的水水平力力根据汽汽车行行使条条件可可知，，水平平力的的最大大值不不能超超过垂垂直力力与路路面车车轮间间的摩摩擦系系数的的乘积积。该该值在在汽车车紧急急制动动和启启动时时为最最大，，可达达到竖竖直力力的75——80%。水平平力的的作用用沿深深度消消失的的很快快，一一般破破坏现现象都都发生生在路路面表表层，，所以以提高高路面面材料料的抗抗剪强强度才才能消消除它它对路路面表表层的的破坏坏作用用。标准轴轴载与与轴