路基路面课件第三章-一般路基设计.ppt

1、2020/8/11,2020/8/11,2,Engineering of Subgrade and Pavement,2020/8/11,3,第三章 一般路基设计(commonly subgrade design),第一节 路基设计的一般要求 第二节 路基的类型与构造 第三节 路基设计 第四节 附属设施,2020/8/11,4,第一节 路基设计的一般要求,一般路基,在正常的水文地质条件下，路基填挖不超过技术规范 所允许的范围修筑而成的结构物。,特殊路基,在水文地质特殊条件下，路基的填挖已超过技术规范所允 许的范围修筑而成的特殊结构物，必须满足力学稳定性。,设计要求,强度 稳定性,2020/8/

2、11,5,路基的横断面的基本形式：路堤、路堑、半填半挖 1、路堤： 优点：A、通风、干燥条件好 B、排水条件好 C、填料可选择 D、施工压实可控制 缺点：A、土的来源 B、占地 C、过高不稳定,几种常见的路堤断面形式 a）矮路堤 b）一般路堤c）浸水路堤 d）护脚路堤 e）挖沟填筑路堤,2020/8/11,6,3-1路基设计的一般要求,、矮路堤：H1.0-1.5m，保证路堤的最小填土高度。适用于：平坦地区、耕地较多、筑路材料来源困难的地区。注意：要保证排水，填料的水稳定性要好，压实度（地基条件）要严格控制，路堤高度接近或小于工作区深度时必须使压实达到要求。 、高路堤：土质路段H18m 石质路段

3、H20m 需要进行稳定性验算。 边坡可以设计成：上陡下缓式的，也可以设计成台阶式，中部设护坡道的。为了避免冲刷，可将坡面进行防护，铺草或砌石。 、一般路堤,2020/8/11,7,3-1路基设计的一般要求,1、路堑 、全挖式 缺点：排水、通风不好，材料不可选，边坡土质情况复杂（可能有地下水，层间裂隙水的存在）。 优点：路堤的缺点。 、台口式 一般设计中线与底面相接 、半山洞路堑 适用条件：山区陡崖地段，岩石整体性好，石质坚硬。优点：减小边坡高度与土石方工程。,2020/8/11,8,3-1路基设计的一般要求,3、半填半挖路基 它是比较经济的断面形式 少填多挖保证稳定，当地表横坡较陡时，保证填方

4、部分稳定台口式 多填少挖当地表较平缓时，沿溪线占地受限时用 4、不填不挖路基 优点：节省土石方 缺点：排水不利，易发生水淹、雪埋病害 适用于：干旱的平原区和丘陵区，山岭区的山脊线 5、浸水路堤 6、陡坡路堤,2020/8/11,9,3-1路基设计的一般要求,几种常见的路堑断面形式 a）全挖式 b）台口式 c）半山洞式,几种常见的半填半挖断面形式,2020/8/11,10,一、典型横断面 路堤：指用岩土填筑而成的结构物 路堑：指全部在原地面开挖而成的结构物 半填半挖横断面：指原地面横坡度较大，且路基较宽，往往需要一侧开挖，一侧填筑而成的结构物。较多适用于山区、丘陵区。,第二节 路基的类型与构造,

5、2020/8/11,11,第二节 路基的类型与构造,二、路堤设计的要点,依 据 路 堤 高 度 分 类,矮路堤：h1.01.5m,一般路堤：h1.518m,高路堤：土质h18m 岩质 h20m,适应于平坦地区或者取土困难地区,需要设边沟,需对土基作特殊处理：工作区深度 压实度 水 砂垫层,可在路基两侧设取土坑,土方量特别大，占地多；行车条件差,宜采用折线型或梯形边坡。,2020/8/11,12,第二节 路基的类型与构造,二、路堤设计的要点,当地面边坡陡于1：5时,当地面边坡陡于1：2时,注 意 事 项,土质地面：须将原地面挖成台阶， 台阶宽度大于1m， 台阶向内倾斜12坡度,石质地面：凿毛,宜

6、设置石砌护脚还起到减少填方数量和压缩路基占地宽度地作用。,倾斜地面上方坡脚，须采取措施阻止地面水渗入路堤内。,2020/8/11,13,第二节 路基的类型与构造,二、路堤设计的要点,路堤常见的横断面形式,一般路堤,a、护坡道宽度：当路基边缘与路侧取土坑高差h大于2m， b1m；h大于6m，b2m。 b、取土坑放置应尽量少占耕地，当路基填土高度不大时，可只设边沟，不设取土坑。 C、路堤边坡应根据填料种类，路堤高度来综合确定。 d、护坡道作用：保护填方坡脚不受流水侵害，使填方边坡稳定,2020/8/11,14,第二节 路基的类型与构造,二、路堤设计的要点,路堤常见的横断面形式,沿河路堤,a、路堤高

7、度应高出设计洪水位0.5m（无波）， 设计洪水位澭水高度浪高0.5m。 b、常水位以下路堤边坡不得陡于1：2 c、路基边坡加固类型，应根据河流冲刷情况来确定。,2020/8/11,15,第二节 路基的类型与构造,二、路堤设计的要点,路堤常见的横断面形式,护脚路堤,当原地面的坡度陡于1：2时,利用挖沟渠填筑路堤,a、H应满足路基高出地下水位最小高度要求0.5m； b、在路堤与沟渠之间要设置12m护坡道； c、内边坡要求1：2。,2020/8/11,16,第二节 路基的类型与构造,二、路堤设计的要点,几种常见的特殊路堤,软土路堤,a、反压护道的高度h为整个路堤高度H的1/2; b、反压护道的宽度需

8、要通过边坡稳定性验算进行确定； c、路堤下侧一般情况下应设砂垫层。,沙漠路堤,a、应作成流线型边沟 b、路堤不宜太高,黄土路堤,a、直立性好 高路堤，但应作力学验算 b、湿陷性 要求排水好,2020/8/11,17,第二节 路基的类型与构造,三、路堑设计的要点,路堑横断面形式,全挖路堑,半山洞路堑 适用于岩质稳定山坡,台口式路堑,2020/8/11,18,第二节 路基的类型与构造,三、路堑设计的要点,注意问题,a、地质条件差，不宜修筑路堑 b、水文条件，必须在路堑两侧设边沟，在路堑坡顶外 5m处设置截水沟。 c、边坡坡度大于0.3，应尽量大于0.5 d、当挖方路堑位于土层上时，必须对土基压实处

9、理 e、当地下水位比较高时，还需在土基上加铺隔离层。 f、尽量少用深路堑,2020/8/11,19,第二节 路基的类型与构造,四、半填半挖路基设计的要点,一般挖填路基,a、一般情况下，h、b0.5m，不需要作流量设计； b、如汇水面积较大时，应作流量设计； c、截水沟的水不能引入边沟，只能进入排水沟 d、排水沟应作流量设计。,2020/8/11,20,第二节 路基的类型与构造,四、半填半挖路基设计的要点,矮墙路堤,护肩路堤,砌石路堤,挡墙路基,适应于土质非常疏松的地质条件下,适应于岩石或坚实粗粒土路段，山边坡伸出不太远,适应于岩石或坚实粗粒土路段，山边坡伸出较远,2020/8/11,21,第三

10、节 路基设计,一、设计内容,选择路基断面形式、确定路基宽度和路基高度,附属设施设计,路基排水系统布置和排水结构设计,选择路堤填料与压实标准,坡面防护与加固设计,确定边坡形状及坡度,2020/8/11,22,第三节 路基设计,二、组成,宽度、高度、边坡,宽度的确定：根据道路的等级确定，公路工程技术标准,三、路基的宽度,2020/8/11,23,一、路基的宽度设计 1、宽度：两侧路肩外边缘之间的距离 2、宽度组成： 、高等级公路 、一般公路 公路路基宽度图a）高速公路和一级公路 b）二、三、四级公路路基宽度路面宽度+路肩宽度+附属构造物宽度 路面宽度：由公路等级、地形情况、设计通行能力 及交通量大

11、小确定 加速车道 减速车道 路肩宽度：由公路等级和混合交通情况以及计算行车速度确定（硬路肩和土路肩0.5m）,2020/8/11,24,公路路基宽度图 a）高速公路和一级公路 b）二、三、四级公路,2020/8/11,25,高速公路、一级公路路基标准横断面,路 基,路肩,车道,中间带,车道,车道,硬路肩,路缘带,路 缘 带,路 缘 带,中 央 分 隔 带,2020/8/11,26,二、三、四级公路路基标准横断面,路 基,路肩,车道,路肩,硬路肩,车道,土路肩,车道,三、四级公路一般情况,二级公路加宽硬路肩时,2020/8/11,27,四、路基的高度,路基高度的确定（线型、地形、水文综合考虑）

12、a、对于平原区，能否满足最小填土高度的要求 b、浸水路堤、沿河路堤，设计水位0.5m 澭水区：设计水位0.5m澭水高度 有浪区：设计水位0.5m浪高,中心高度：路中心线处的设计标高与原地面标高之差 边坡高度：填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。 设计标高的位置; 、新建公路： a、路基边缘标高无中央分隔带 b、有中央分隔带中央分隔带外侧边缘标高 c、设置超高，加宽路段：设超高、加宽前的路基边缘标高。 、改建公路：可与新建公路相同，也可以采用路中线标高。,2020/8/11,28,第三节 路基设计,五、边坡坡度确定,1、定义：高度与宽度之比值,2、路堤边坡（ H:b1：m ） a、型式：直线

13、型、折线型、台阶型 直线型：堤顶到堤脚采用同一种坡度，适用于矮、中路堤； 折线型：上陡、下缓，较符合受力特点 上缓、下陡 从施工角度，变坡数不宜太多，适用于高路堤。 台阶型：适用于高路堤，在折线型边坡的某一高度加12m的护坡道； 优点是可以减缓地表径流对边坡的冲刷。,2020/8/11,29,2020/8/11,30,综合考虑填料土质，边坡高度，路基位置（一般、浸水、陡坡），边坡类型（砌石），地震（烈度）等因素。 粘性土，碎石土：上1：1.5，下1：1.75。采用台阶式边坡时，上下坡度可一致。 不易风化的石块：上1：1.3，下1：1.5,2020/8/11,31,1)如地质情况良好，土质路堤可

14、参照下表选定其边坡坡度。如填土边坡高度超过20m，坡率应个别设计，由边坡稳定性分析确定。,b、路堤边坡坡度,2020/8/11,32,3)浸水路堤在设计水位以下的边坡坡率不宜陡于1：1.75,2)当采取其它措施，如逐层加强压实、铺砌护坡、加强排水防冲设施等，可根据具体情况确定边坡坡度，例如当边坡总高度不超过上表中的上部边坡高度，采取上述特殊措施时，可采用陡于1:1.3 的边坡坡度。,2020/8/11,33,4)填石或砌石路堤适用于浸水、陡坡、高边坡或高填方地段，边坡坡率视填石或砌石的情况而定。通常陡于土质边坡。,2020/8/11,34,第三节 路基设计,五、边坡坡度确定,3、路堑边坡（ H

15、:b1：n） n=0.51.75 a、土、石质路堑（p66表3-6） b、岩石路堑 方法：人工比拟法（工程地质法） 定义：比照当地具有相同地质条而处于极限稳定状态的自然山坡或 已成稳定的人工挖坡来确定边坡形状。 条件：要调查自然或人工山坡的稳定性，得出坡度、极限高度； 分析已有边坡的工程地质性质。,2020/8/11,35,、岩石路堑边坡 A、地质构造特征：原生地质构造、次生地质构造、岩体的整体性，岩层走向，裂隙发展等 B、岩石的性质、种类：岩浆岩、砂砾岩（成因，矿物成分） C、风化破碎程度：依其外部特征分4个等级，即：轻度、中等、严重、极重。划分依据：颜色、矿物成分、结构构造、破碎程度、强度

16、 D、边坡高度：对坚硬的、完整的岩层影响不大，对软弱破碎的影响大 E、施工方法：地震作用：大爆破施工或较高地震烈度应放缓,2020/8/11,36,、岩质路堑,岩质路堑边坡形式及坡率一般应根据地质构造与岩石特性、边坡高度、施工方法，对照相似工程的成功经验选定边坡坡率。,1）岩质边坡高度小于30m时，边坡坡率不宜大于下表规定,2）岩质边坡高度大于30m时，应进行个别勘察设计。,2020/8/11,37,、土质路堑边坡（一般高度不宜超过30m） A、 边坡高度 B、 土的密实程度 C、 地下水,地面水情况（排水情况） D、 成因类型，生成时代等 E、 公路等级 F、 防护措施,2020/8/11,

17、38,1)土质路堑,1）边坡高度不大于20m时，边坡坡率不宜大于下表规定,土质路堑边坡形式及坡率应根据工程地质条件、边坡高度、排水措施、施工方法，结合自然稳定山坡和人工边坡的的调查和力学分析确定。,2）边坡高度大于20m时，应进行个别勘察设计。按照勘察的数据进行边坡稳定性分析。高边坡施工中还应进行工程监测。,2020/8/11,39,路基边坡坡度示意图 a）路堑 b）路堤,2020/8/11,40,例：边坡较矮或土质较干燥的路段陡 边坡较高或土质较潮湿的路段缓 高速，一级较缓 开挖后，密实程度易变松的砂土及砂砾缓 土质（包括粗粒土）：边坡高度，土的密实程度，地下水和地面水情况。土的湿度，土的成

18、因类型及生成时代等。 石质：岩性、地质构造，岩石风化破碎程度，地下水及地面水等。 填方边坡高时，可在边坡中部每隔810m设边坡平台一道，台宽1-3m，用砂浆片石或水泥砼预制块防护。25向外倾斜缓坡。 浸水路堤：设计水位以下1：1.751：2.0（视填料情况而定） 常水位以下：1：21：3渗水性好的或设边坡防护的，可用陡的,2020/8/11,41,边坡坡度确定的影响因素： 、边坡土质、岩石性质，水文地质条件等 、边坡高度 、排水及防护情况 、气候特点 、施工方法 、技术可行，经济合理,2020/8/11,42,第三节 路基设计,六、路基压实,1压实机理 土颗粒重新组合,彼此挤密,孔隙减少,土单

19、位重量提高,形成密实整体,增 加强度,提高稳定性 2压实土的特性 一定压实功下，存在最佳含水量和最大密实度 压实功越大，最佳含水量越小，最大密实度越大 3影响压实的因素 内因:土质、湿度 外因:压实功（机械性能、压实时间与速度、土层厚度）及压实时的外 界自然和认为的其他因素 4压实标准 压实度工地实测干密度/室内最大干密度,2020/8/11,43,位置：数量、土质、运输条件、自然环境有关。 平坦区：设在路堤两侧（取土量较小时） 河水淹没桥头引道近旁，不允许设置取土坑。 当地面坡度较陡时，取土坑宜设在路堤上侧。,第四节 附属设施,一、取土坑,当H2m，b1m 当H6m，b2m,2020/8/11,44,路旁取土坑示意图 1-路堤 2-取土坑,2020/8/11,45,原则：填补地面坑洞、田洼地 尽量占荒地 1、一般做成梯形断面，边坡不宜陡于1：1.5，高度不宜超过3m。 2、当原地面坦于1：50，路旁两侧均可设弃土堆 3、当坡度较陡时，宜将弃土堆设在下侧。 4、对于沿河路堤废方，检查是否压缩河道。,第四节 附属设施,二、弃土堆,d3.0m dmaxH5.0m,2020/8/11,46,三、护坡道 目的：加宽边坡横距，减少边坡平均坡度。,1.作用：加宽边坡横距，减少边坡平均坡度，