道路工程一般路基设计讲义

第六章一般路基设计第六章一般路基设计

第一节路基的病害和设计要求第二节路基土的分类与填料选择第三节一般路堤和路堑设计第四节路基防护与加固工程设计第一节路基的病害和设计要求一、路基常见病害类型1．剥落和溜方2．崩塌3．坍塌

4．滑坡5．滑移6．沉落

7．沉陷

8．冻胀与翻浆

二、路基病害原因的一般分析内部原因：路基的岩土性质和地质构造。岩层倾向临空面，则容易产生顺层滑坡或崩塌（当岩体破碎时）；反之，则较稳定,如下图所示：a)倾向路线——稳定性较差；b)背向路线——稳定性较好

外部因素：水的侵蚀作用，气温、地形、地震和荷载等。实际上路基的各种病害与变形，通常都是在上述各种因素的综合作用下产生的。

三、路基设计的一般要求1、根据路线平、纵、横设计，精心布置，确定标高，为路面结构提供具有足够宽度的平顺基面。2、在应力作用区的范围之内，其深度一般在路基顶面以下0.8m范围以内。3、整体结构中必须包括各项附属设施。4、一般路基可以结合当地的地形、地质情况，直接选用典型断面图或设计规定，不必进行个别论证和验算。特殊路基需进行个别设计和验算。第二节路基土的分类与填料选择一、路基土的分类

1、土的分类依据

依据土的颗粒组成特征，土的塑性指标及土中有机质含量的情况，分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四类，并进一步细分为12种土。

（1）土颗粒组成特征以土的级配指标的不均匀系数（Cu）和曲率系数（Cc）表示。不均匀系数Cu反映粒径分布曲线上的土粒分布范围，按式（6—1）计算；曲率系数Cc反映粒径分布曲线上的土粒分布形状，按式（6—2）计算。

(6-1)(6-2)（2）无机土按粒组含量由粗到细划分为巨粒土、粗粒土和细粒土三类，见下表：粒组统称粒组名称粒径d范围(mm)分析方法主要特征巨粒漂石(块石)粒d>200直接测定

透水性很大,压缩性极小,颗粒间无粘结,无毛细性。卵石(碎石)粒60<d≤200筛分法粗粒砾粒粗砾20<d≤60中砾5<d≤20细砾2<d≤5砂粒粗砂0.5<d≤2

透水性大,压缩性小,无粘性，有一定毛细性。中砂0.25<d≤0.5细砂0.075<d≤0.25细粒粉粒0.002<d≤0.075静水沉降原理与塑性图

透水性小,压缩性中等,毛细上升高度大,微粘性。粘粒d≤0.002

透水性极弱,压缩性变化大,具粘性和可塑性。（3）路基土分类总体系包括四类并且细分为12种，

路基土的分类总体系如下表:

路基土巨粒土粗粒土细粒土特殊土漂石土卵石土砾类土砂类土粉质土粘质土有机质土黄土膨胀土红粘土盐渍土冻土（4）为了统一土名标示及运用计算机检索土质试验资料，规定下表所示的土的基本代号。土类巨粒土粗粒土细粒土有机土成分代号漂石B块石Ba卵石C小块石Cba砾G角砾Ga砂S粉土M粘土C细粒土(C和M合称)F混合土(粗细粒土合称)SI有机质土O级配、液限和高低代号级配良好W;级配不良P;低液限L;高液限H（5）试样中巨粒组（大于60mm的颗粒）质量多于总质量的50%的土称为巨粒土，分类体系见下表。土组土组代号漂石(＞200颗粒)含量(%)漂(卵)石(＞60mm颗粒)漂石B＞50卵石Cb≤50石夹土(＞60mm颗粒漂石夹土BSI＞50卵石夹土CbSI≤50漂(卵)石土质(＞60mm颗粒含量50~15%)漂石土质SIB＞卵石粒含量卵石土质SICb＜卵石粒含量（6）试样中粗粒组（60mm~0.075mm的颗粒）质量多于总质量50%的土称为粗粒土。粗粒土中砾粒组（60mm~2mm的颗粒）质量多于总质量50%的土称为砾粒土，分类体系见下表土组土组代号细粒组(＜0.075mm)含量(%)砾级配良好砾GW＜5级配不良砾GP含细粒土质砾GF5~15细粒土质砾粉土质砾GM15~50粘土质砾GC粗粒土中砾粒组质量少于或等于总质量50%的土称为砂类土，其分类体系见下表：土组土组代号细粒组(＜0.074mm)含量(%)砂级配良好砂SW＜5级配不良砂SP含细粒土质砂SF5~15细粒土质砂粉土质砂SM15~50粘土质砂SC（7）试样中细粒组（小于0.075mm的颗粒）质量多于总质量50%的土称为细粒土，细粒土根据塑性图，如下图分类，其分类体系（见教材）表6—7。二、路基土的性质与填料的选择

填料应采用强度高、水稳性好、压缩性小、施工方便以及运距短的岩土材料。在选择填料时，要考虑原料的经济性和填料的性质是否合适。一般应利用附近路堑或附属工程（如排水沟渠等）的挖方作为填料。

路基填料的技术要求如表：项目分类路面底以下深度(cm)填料最小强度CBR(%)填料最大粒径(cm)高速、一级公路二级公路三、四级公路填方路基上路床0~3086510下路床30~8054310上路堤80~15043315下路堤150以下32215零填及挖方路基上路床0~3086510下路床30~8054310

填料选择：

1、不易风化的石块

2、土石混合料

3、砂砾材料

4、砂性土

5、粉性土

6、粘性土

7、特殊土

8、易风化的软质岩石

9、工业废渣第三节一般路堤和路堑设计路基横断面的典型形式归纳为路堤、路堑和填挖结合等三种类型。路堤：全部用岩土填筑而成的路基。路堑：全部在天然地面开挖而成的路基，此两者是路基的基本类型。当天然地面横坡大，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，也称为半填半挖路基。在丘陵或山区填挖结合是路基横断面的主要形式。一、路堤按路堤的纸填土高度暴不同，划午分为矮路将堤、高路艇堤和一般话路堤。额路堤的写常用横断巨面形式a)矮路堤;b)一般路堤;c)浸水路察堤;d)护脚路堤;e)挖沟填次筑路堤二、路堑路堑的常漏见横断面抖形式有a全挖路基车、b台口式路货基及c半山洞路拦基。三、半填毒半挖路基半填半挖遥路基兼有扒路堤和路省堑两者的育特点，丸对路堤和右路堑的要豆求均应满屿足。常见资形式：a)一般填挖热路基；b)矮挡土墙羽；c)护肩路贡基；d)砌石护坡肯路基；e)砌石护艳墙路基争；f)挡土墙差支撑路院基；g)半山桥路驱基四、路度基宽度路基宽谷度为行饶车道路再面及其逝两侧路臣肩宽度割之和。路基宽度痒如图：a)高速公挽路和一胳级公路;b)二、三、胖四级公路公路路档基宽度典如表：公路等级高速公路、一级公路二、三、四计算行车速度(km/h)12010080608060403020车道数86486464422222或1路基宽度(m)一般值45.034.528.044.033.526.032.024.523.012.010.08.57.56.5(双车道)变化值42.0-26.041.0-24.5-21.520.010.08.5--4.5(单车道)五、路基持高度1、路基高芽度：路堤预的填筑高且度和路堑丸的开挖深誉度，即路域基设计标仓高和地面标高之差。2、路基撞高度分中心高鞭度与边坡高度。3、为保锦证路基简稳定，煎应尽量巷满足路允基临界里高度的催要求吉。六、路君基边坡帆坡度边坡坡度煮：边坡高度与边坡宽度之比值用。边坡坡度搬的大小，码取决于边右坡的土质金、岩石的败性质及水药文地质条具件等自然便因素和边暮坡的高度重。1、路堤堆边坡:表见下沈图2、路堑边上坡：表见欲下图路堤边怒坡坡度治表填料种类边坡坡率上部高度(H≤8)

下部高度(H≤12)

细粒土1:1.51:1.75

粗粒土1:1.51:1.75

巨粒土1:1.31:1.5

土质挖纹方边坡弟坡度表估：土的密泄实程度率划分表:密实程度边坡高度<2020~30胶结1:0.3～1:0.51:0.5～1:0.75密实1:0.5～1:0.751:0.75～1:1.0中密1:0.75～1:1.251:1.0～1:1.5较松1:1.0～1:1.51:1.5～1:1.75分级试坑开挖情况较松铁锨很容易铲入土中，试坑坑壁容易坍塌中密天然坡面不易陡立，试坑坑壁有掉块现象，部分需用镐开挖密实试坑坑壁稳定，开挖困难，土块用手使力才能破碎，从坑壁取出大颗粒处能保持凹面形状胶结细粒土密实度很高，粗颗粒之间呈弱胶结，试坑用镐开挖很困难，天然坡面可以陡立岩石种类风化破碎程度边坡高度（m)<2020~30各种岩浆岩厚层灰岩或硅、钙质砂砾岩片麻、石英、大理岩轻度中等严重极重1:0.1～1:0.21:0.1～1:0.31:0.2～1:0.41:0.3～1:0.751:0.1～1:0.21:0.2～1:0.41:0.3～1:0.51:0.5～1:1.0中薄层砂、砾岩中薄层灰岩较硬的板岩、千枚岩轻度中等严重极重1:0.1～1:0.31:0.2～1:0.41:0.3～1:0.51:0.5～1:1.01:0.2～1:0.41:0.3～1:0.51:0.5～1:0.751:0.75～1:1.25薄层砂、页岩千枚岩、云母、绿页泥、滑石片岩及岩质页岩轻度中等严重极重1:0.2～1:0.41:0.3～1:0.51:0.5～1:1.01:0.75～1:1.251:0.3～1:0.51:0.5～1:0.751:0.75～1:1.251:1.0～1:1.5岩石挖方手边坡坡度机表：岩石风化翅破碎程度包分级表分级外观特征颜色矿物成分结构构造破碎程度强度轻度较新鲜无变化无变化节理不多,基本上是整体,节理基本不张开基本上不降低,用锤敲很容易回弹中等造岩矿物失去光泽、色变暗基本不变无显著变化开裂成20cm~50cm大块状,大多数节理张开较小有降低,用锤敲声音仍较清脆严重显著改变有效生矿物产生不清晰开裂成5cm~10cm的碎石状,有时节理张开较多有显著降低,用锤敲声音低沉极重变化极重大部成分已改变只具外形,矿物间已失去结晶联系节理较多,爆破以后多呈碎石土状,有时细粒部分已具塑性极低,用锤敲时,不易回弹第四节串路唤基防护焦与加固蠢工程设岁计一、坡面日防护1、植物谣防护：液见下图2、工程防请护：见下病图二、堤沟岸防护谊与加固堤岸防茫护与加滨固主要膛对沿河权滨海路攻堤、河崭滩路堤继及水泽丑区路堤史，亦包摆括桥头腾引道，旧以及路羽基边坡狂的防护缓堤岸等油。堤岸防旱护与加级固设施筒有直接夫和间接薯两类舌。草皮防德护示意惕图：a)平铺平面其；b)平铺剖毫面；c)水平叠这铺；d)垂直叠还铺；e)斜交叠磨铺；f)网格式砌石护弊面示意锄图a)、b)单层；c)、d)双层护面墙漂示意图足：双层式崖；b)单层式谋；c)墙面；d)拱式；e)混合式1.平台；2.耳墙；3.泄水孔精；4.封顶；5.松散夹层华；6.伸缩缝秀；7.软地基；8.基础；9.支补墙；10.护面墙墙高与威厚度及淡路堑边夺坡的关纵系，参撇见下表积：护面墙高度H(m）路堑边坡护面墙厚度（m）顶宽b底宽d21:0.50.400.406陡于1:0.50.400.40+0.10H6＜H≤101:0.5~1:0.750.400.40+0.05H10＜H≤151:0.75~1:10.600.40+0.05H三、冲揪刷防护1．直接杏措施：严植物防躺护、石煤砌防护吗或抛石哈与石笼似防护，洽以及必酱要时设义置的支趴挡，见杜下图：抛石防巷护示意符图a)新堤石垛洗；b)旧堤石垛石笼防摊护示意守图：a)箱形笼遮；b)圆柱形依笼；c)防止淘喝底；d)防护岸坡土工模症袋的应套用及铺滥设图：2．间接额措施：啄设置导滩治