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、工业废渣第三返节失一忘般路唱堤和销路堑嘱设计路基幼横断埋面的壮典型虏形式疯归纳海为路堤、路堑和填挖结誉合等三种臣类型。路堤舌：全斤部用凶岩土近填筑庭而成唇的路清基。路堑过：全矮部在劈燕天然逗地面田开挖堆而成葵的路发基，授此两揪者是魂路基尖的基紧本类胖型。当天然谅地面横呼坡大，帅且路基塞较宽，讽需要一车侧开挖钟而另一无侧填筑贝时，为犬填挖结记合路基溉，也称刷为半填反半挖路膨基。在绳丘陵或拆山区填天挖结合务是路基郊横断面播的主要院形式。一、路姐堤按路抚堤的茄填土屋高度眨不同帐，划馒分为身矮路洗堤、壶高路行堤和垂一般脸路堤伴。钓路占堤的布常用尸横断懂面形禁式a)矮路刚堤;b)一般路载堤;c单)浸水路炭堤;d愧)护脚售路堤;e询)挖沟努填筑纪路堤二、路皂堑路堑的充常见横贺断面形匹式有a全挖路像基、b台口而式路创基及c半山笛洞路偿基。三、耐半填游半挖紧路基半填般半挖刺路基万兼有洗路堤嘴和路慢堑两航者的命特点律，床对路甚堤和连路堑南的要鉴求均耕应满脂足。沃常见海形式效：a)一般岸填挖枯路基架；b)矮挡土介墙；c)护肩腔路基春；d)砌石护匹坡路基弟；e)砌石护肌墙路基叙；f)挡土墙括支撑路博基；g)半山桥读路基四、怪路基身宽度路基遥宽度辰为行摩车道懒路面默及其馒两侧摊路肩贤宽度段之和盲。路基渔宽度聚如图馋：a)高速仓公路挺和一言级公狸路;b)二、张三、含四级渠公路公路路拉基宽度勤如表：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、致路基礼高度1、路翁基高林度：枣路堤蹄的填收筑高杂度和携路堑烘的开霸挖深宣度，予即路戴基设计标秤高和地面标腊高之差甘。2、路基立高度分中心漫高度与边坡佳高度。3、为保喂证路基享稳定，个应尽量精满足路脉基临界舒高度的类要求晕。六、邪路基招边坡雷坡度边坡坡坏度：瞒边坡高度与边坡宽度之比值爬。边坡吸坡度垫的大形小，赚取决炒于边言坡的柳土质浓、岩怠石的辞性质逝及水郑文地惭质条闹件等坟自然嗓因素牛和边捷坡的捞高度内。1、路南堤边挨坡:表见下宁图2、路堑晋边坡：厚表见下晨图路堤边研坡坡度斧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

土质挖仗方边坡宣坡度表甚：土的密赌实程度各划分表: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岩石滋挖方持边坡肤坡度辞表类：岩石风炸化破碎兽程度分混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,不易回弹第四节诱路响基防护陆与加固染工程设伟计一、坡少面防护1、植册物防剩护：到见下持图2、工屑程防些护：灯见下薪图二、堤床岸防护手与加固堤岸洗防护纸与加散固主捆要对弃沿河兴滨海彩路堤薪、河胖滩路尖堤及惑水泽疑区路面堤，爹亦包画括桥英头引桌道，钥以及冒路基个边坡丘的防感护堤怎岸等咐。堤岸防众护与加插固设施掩有直接评和间接两两类壤。草皮防棋护示意笛图：a)平铺感平面诊；b)平铺剖帖面；c)水平叠辉铺；d)垂直叠智铺；e)斜交酸叠铺抹；f)网格充式砌石是护面怜示意山图a)、b)单层娃；c)、d)双层护面墙迈示意图露：双层落式；b)单层式蛛；c)墙面糟；d)拱式；e)混合嗽式1.平台昂；2.耳墙凤；3.泄水牌孔；4.封顶脑；5.松散许夹层必；6.伸缩鲜缝；7.软地角基；8.基础销；9.支补幸墙；10首.护面墙墙高与淘厚度及狮路堑边仗坡的关星系，参贱见下表虽：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、冲啦刷防护1．直仇接措纪施：扣植物向防护冒、石沿砌防敬护或村抛石炭与石横笼防皂护，用以及适必要土时设熊置的牛支挡往，见史下图述：抛石早防护馒示意鞠图a)新堤石静垛；b)旧堤牺石垛石笼防克护示意硬图：a)箱形誉笼；b)圆柱渡形笼洪；c)防止烘淘底木；d)防护岸诸坡土工模欣袋的应俱用及铺钞设图：2．间南接措枣施：曲设置诸导治守结构漏物设置导拨治结构退物可改展变水流覆方向，僚消除和铜减缓水