道路工程复习资料总结

1、道路工程复习资料道路工程复习资料 道路工程的主体是路线、路基、路面三大部分。 第一章第一章 总论总论 一、道路按其使用特点分为公路、城市道路、专用道路。 二.道路的特点： （1）道路的基本属性：公益性、商品性、超前性、储备性 （2）道路的经济特征：道路产品是固定在广阔地域上的线形建筑物，不能移动。 道路的生产周期和使用周期长 道路虽是物质产品，但不具有商品的形式 具有特殊的消费过程和消费方式 道路作为一个完整的系统，应充分发挥其作用，为社会和经济服务。 三、功能： （1）公路的功能：承担中短途运输、补充和衔接其他运输方式、集散运输、长途运输； （2）城市道路的功能：提供城市交通服务、构成城市结

2、构布局的骨架 四、道路的分类与组成 1、道路的分类：公路、城市道路、专用道路 （1）公路：是连接城市、乡村，主要供汽车行驶的具备一定技术条件和设施的道路；可分为国、省、 县、乡级公路； （2）城市道路：在城市范围内供车辆和行人通行的，具备一定技术条件和设施的道路；可分为快速路、 主干路、次干路和支路； （3）专用道路：主要为工厂、矿山运输车辆通行的道路。包括厂矿道路、林区道路等。 2、公路是线性结构物，包括线形和结构两个组成部分。 （1）线形组成： 平面线形：由直线、圆曲线和缓和曲线等基本线形要素组成。 1 纵面线形：由直线及竖曲线等基本要素组成。 2 横断面： 由行车道、路肩、分隔带、路缘带

3、、人行道、绿化带等不同要素组成。 3 （2）结构组成：路基、路面、桥涵、隧道、排水系统、防护工程、特殊构造物及交通服务设施。 3、城市道路的组成 1、机动车道和非机动车道； 2、人行道； 3、交叉口、步行广场、停车场、公共汽车站； 4、交通安全设施：照明、标线、护栏等； 5、排水设施：街沟、雨水口、窨井等； 6、地下管线：电缆、煤气、给排水等； 7、绿化带 8、地铁、轻轨、高架桥等。 五公路的分级与技术标准 （1）根据交通量及使用任务性质分为五个等级： 高速公路：汽车专用，昼夜交通量 25000 以上（四车道高速公路（25000-55000）、六车道高速公路 （45000-80000）、八车道

4、高速公路（60000-） 一级公路：控制出入，昼夜交通量 15000 以上（四车道一级公路（15000-30000）、六车道一级公路 （25000-55000） 二级公路：混合交通，500015000（双车道二级公路（5000-15000） 三级公路：混合交通，20006000（双车道三级公路（2000-6000） 四级公路：混合交通，2000 辆以下（双车道四级公路（2000 以下）、单车道四级公路（400 以下） （2）技术标准：设计速度、路基宽度、弯道半径、最大纵坡 六.城市道路的分级与技术标准： （1）分级： 快速路：为城市大交通量、长距离快速交通服务；（设计年限 30 年） 主干路：

5、城市道路网的骨架，主要联系道路；（设计年限 30 年） 次干路：连接和集散功能，兼有服务功能；（设计年限 15 年） 支路：局部交通，以服务为主。（设计年限 10-15 年） （2）各类道路按城市规模、交通量、地形分为、级，大城市采用级，小城市采用。 第二章第二章 道路平面设计道路平面设计 公路路线是指公路中线的空间几何形状和尺寸。包括平、纵、横三个方面。 第一节第一节 概述概述 1道路道路平面线性：指道路中线投影到水平面的几何性质和尺寸，它由直线、圆曲线和缓和曲线组成。 2选线原则： (1)平原区 地面起伏变化微小的地区。 1 选线原则：以方向为主导，尽可能采用较高的技术指标，避免长直线和小

6、偏角，但不应为避免长直线 2 而随意转弯。通过实地勘察，合理确定中间控制点。（应穿、应避、应趋就的地点） 纵断面应综合考虑桥涵、通道、交叉口等构造物的布局，合理确定路基高度； 3 (2)丘陵区： 介于平原和山岭之间的地形，具有岭低脊宽、山丘连绵、分水岭较多、垭口不高等特点； 1 选线原则：因地制宜，选用合理线形技术指标；微丘地形按平原区掌握，重丘地形按山岭区处理； 2 重丘区选线时应综合考虑平、纵、横三者的关系，恰当掌握标准，提高线形质量 3 （3）山岭区：选线影响因素多，一般顺山沿河布设，必要时横越山岭。 1）沿溪线：沿河岸布置的路线。 要点：河岸的选择、线位的高低和跨河地点； 河岸选择：平

7、坦的阳坡； 1 跨河地点选择：桥位的确定； 2 线位高低：低线为主，注意洪水位； 3 特殊路段：、 4 2）越岭线：穿越山岭的路线。 要点：垭口选择、过岭标高、展线方案、纵坡设计。 垭口选择：标高低、两侧易展线； 1 过岭标高：深挖过岭，并与隧道方案比较； 2 展线方案：自然展线，困难时采用回头展线； 3 纵坡设计：纵坡均匀、满足技术指标要求。 4 越岭线的布设与隧道方案进行技术经济比较 隧道的优点：缩短路线、改善线形、保护环境。 3）山脊线：大体沿分水岭布设的路线。 要点：控制垭口选择、侧坡的选择、垭口间的平均坡度。 控制垭口的选择：根据山脊起伏情况确定相应的垭口作为控制点； 1 侧坡的选择

8、：根据分水岭顶部的起伏情况，选定路线布设位置； 2 控制垭口间的平均坡度：两控制垭口之间应距离短捷、坡度平缓。 3 3.桥隧与道路线形的配合：应以线形为主，桥隧为辅，并应尽量避免斜、坡、弯。 （1)、桥头路线的布设 桥位与路线的关系：综合考虑桥位与道路路线的互相影响。高等级公路由于路线指标要求高，桥位多 1 服从于路线。 跨越支流的桥头布线：直线和绕线方案 2 跨越主河的布线方案：争取桥轴线与河流成较大的交角，也可适当利用斜交，改善桥头线形。 3 (2)隧道洞口路线布设: 隧道以采用直线线形为宜； 1 )隧道洞口的连接线应与隧道线形相协调； 2 隧道洞口的连接线纵坡要求及视距要求； 3 隧道洞

9、口的连接线与隧道宽度相协调。 4 第第 2 2 节节 道路平面线形道路平面线形 构成道路平面线形的要素：直线、圆曲线、缓和曲线。 一、直线 （1）直线的优点与缺点： （2）直线的设计应与地形、地物、环境相协调，合理确定直线的长度 （3）直线的长度：70s 行程、20 倍设计车速、2Km 直线路段的最大长度应控制在设计速度的 20 倍为宜，即 L=20v。 1 同向曲线之间直线的最小长度应小于设计速度的 6 倍，反向曲线之间的直线应不小于 2 倍。 2 2、圆曲线 在两直线交汇点，用曲线将其平顺的连接起来，使车辆安全正常地通过。圆曲线是平曲线的主要组成部 分，也是公路等级高低的重要技术指标之一。

10、 （一）半径的确定 1、圆曲线半径的确定 2、圆曲线极限最小半径的确定 1.）行车的横向稳定性：避免出现横向倾覆 2.）行车的滑动稳定性：防止车辆发生横向侧滑 3.）乘客的舒适性：避免横向力系数过大导致感觉不舒适 4.）运营经济性：小的有助于减小油耗和轮胎磨耗 *曲线最小半径的 u 及超高值：超高值的变化范围在 6%10%之间,代入计算得到相应的极限最小半径。 （注：极限半径仅是在十分困难的情况下使用，是保证汽车行驶安全、舒适、经济的最低极限 3、一般最小半径：一般最小半径是指能保证以设计车速行驶的车辆，安全行驶的最小半径。 （1）确定一般最小半径时，横向力系数一般取为 0.050.06，以保

11、证行车更加舒适，是大多数情况下可 以采用的曲线半径。 4、不设超高的圆曲线的最小半径确定：是指曲线半径较大，离心力较小，靠轮胎和路面之间的摩阻力就 足以保证汽车安全行驶所采用的最小半径。在此情况下，路面可不设置超高，而采用直线段的双向路拱 形式。 半径的计算： （2）曲线最小长度 1、按 6 秒行程确定： 2、按离心加速度变化率确定： 3、一般以 3 秒行程控制,离心加速度变化率在 0.50.6 4、按小偏角的要求确定： 为避免小偏角中视觉产生的急弯错觉，应设置较大半径的平曲线。 三三、缓和曲线：是设置在直线与圆曲线之间或半径相差较大两个转向相同的圆曲线之间的一种曲率连续 变化的曲线。 1、缓

12、和曲线的作用：曲率变化缓和段、横坡变化的缓和段、加宽缓和段。 2、缓和曲线的性质：汽车在匀速行驶，并以不变的角速度转动方向盘所产生的轨迹方程。其半径值随距 离的增加而递减。即缓和曲线上任一点半径值与其距离起点的距离成反比。 3、缓和曲线通常采用回旋线方程式： （1）.回旋线的坐标表达式 4.缓和曲线的长度： （1）按照离心加速度变化率计算(避免加速度变化过快，使旅客感觉不舒适) （2）考虑驾驶员的操作反应时间：一般采用 3 秒行程 （3）保证超高渐变率不过大 第三节第三节 道路平面线形设计道路平面线形设计 一、直线的应用 二、直线与曲线的组合 （1）长直线尽头不宜设置小半径曲线； （2）同向曲

13、线间避免短的直线，需满足 L6V 反向曲线间直线长 L2V 三、曲线组合 1.基本型：直线、回旋线、圆曲线、回旋线、直线。 2.s 型：两个反向圆曲线用回旋线连接的组合方式，相邻的两个回旋线参数 A1 与 A2 最好相等，否则比值 小于 1。 3.卵形：用一个回旋线连接两个同向圆曲线的组合方式。 4.复曲线：半径不同的同向圆曲线径向连接处原则上应插入回旋线。 5.凸型：在两个同向回旋线间不插入圆曲线而径向相衔接的方式。 6.复合型：两个以上同向回旋线间在曲率相等处相互连接的形式。 四、路线平面图 第四节第四节 视距视距 1.视距的种类和定义 （1）定义：我国目高 1.2 米，对物体的位置仍规定

14、为同一车道中心线上，最小高度规定为 0.1 米。 （2）分类： 停车视距：小客车行驶时，当视点高为 1.2 米物高为 0.1 米时，驾驶人看到障碍物到至障碍物前能安 1 全停车的最短行车视距。 超车视距：在双车道公路上，当视点高为 1.2 米，物高为 0.1 米时后车超过前车过程中，从驶离原车 2 道至可见逆来车并能超车后安全驶回原车道所需的最短距离。 会车视距：两辆同向行驶的汽车能在同一车道上及时刹车所必须的距离，一般取停车视距的两倍. 3 第第 3 3 章章 道路纵断面设计道路纵断面设计 道路纵断面线形由直线和竖曲线组成，其设计内容包括纵坡设计和竖曲线设计。 第第 1 1 节节 概述概述

15、1、纵断面设计内容：纵坡的大小、长短、前后纵坡情况、竖曲线半径大小以及与平面线形组合关系情况 进行综合设计。 2、纵断面：用一个曲面沿道路中线竖直剖切，展开成的平面称为道路的纵断面。 3.对路基设计标高的规定：对于新建公路，高速、一级公路采用中央分隔带外侧边缘标高；二三四级公 路采用路基边缘标高；在设置超高和加宽路段时，在设置之处标高；对于改建公路，一般按新建公路的 规定办理，也可以采用中央分隔带中线或行车道中线标高；对城市道路而言，路基设计标高一般是指车 行道中心。 第第 2 2 节节 纵坡设计纵坡设计 一、纵坡度 1、最大纵坡：在纵坡设计时各级道路允许使用的最大坡度值。 制定依据：动力特性

16、、道路等级、自然条件、行车安全以及经济因素 2、最小纵坡：以排水为主要考虑因素。各级路段路堑，低填方路段及其他排水不畅地段，应采用不小于 0.3%的纵坡。当必须设计平坡或小于 0.3%的纵坡时，边沟应做纵向排水设计。 3、平均纵坡：一定路线长度范围内，端点的高差与路线长度的比值。是衡量路线线形设计质量的主要指 标之一。平均纵坡是指一定长度的路段纵向所克服的高差 H 与路线长度 L 之比。 a .相对高差为 200300m，平均纵坡接近 5.5% b.相对高差大于 500 m，平均纵坡接近 5%为宜 c.任一连续 3000 m 范围内平无纵坡不大于 5.5% 二、三、四公路越岭线的平均纵坡控制在

17、 5.5%以内为宜。 高原纵坡折减：考虑高原空气稀薄对汽车功率的影响. 2、坡长限制 1、坡长：指变坡点与变坡点之间的水平长度，坡长限制包括陡坡的最大坡长和最小坡长限制。 2、最大坡长限制：由汽车动力性能来决定。各级公路当连续纵坡较大时，应在不大于规定长度两端设缓 和曲线坡段。一般坡度控制在 2以内。 3、组合坡长：当连续陡坡是由几个不同受限坡度值的坡段合成时，按不同坡度的坡长限制折算确定。 三、合成坡度：纵向有纵坡横向有超高时，最大坡度为其合成坡度。合成坡度的限制：避免对行车安全 带来影响。wc0，土处于可塑状态。 不同自然区划的分界稠度、不同土组的分界稠度是不同的。对原有公路，按不利季节路

18、槽底面以下 80cm 深度内土的平均稠度确定。 2）、以路基临界高度进行划分： 路基临界高度 H1、H2、H3 HH1，干燥；H1HH2，中湿；H2HH3，潮湿；HH3，过湿 为保证路基的强度和水稳定性不受地下水及地表水的影响，设计中要求路基保持干燥或中湿状态。 三、路基水温状况及对路基稳定性的影响 （1）水稳性：土基在水的作用下保持其强度的性质。 （2）温度稳定性：土基在温度的作用下保持其强度的性质。 （3）路基稳定性包括 2 个含义：a，指路基整体在车辆荷载及自然 因素作用下，不致产生过大的变形 和破坏，称为路基整体稳定性。b，指路基在水温等自然因素的长期作用下保持其强度，称为路基的强度

19、稳定性。 水的影响 1 温度的影响 2 水温的联合作用：冻胀和翻浆 3 湿度变化（水分迁移）与温度梯度有关，从温度较高处向较低处流动。 冻胀：在冬季，水分由下向上移动，水冻结后体积增大，使路基隆起而造成面层开裂，即冻胀现象。 翻浆：在春季，水溶化以后，路基上层含水量增加，承载能力下降，在车辆作用下路基土以泥浆的形式 从胀裂的路面裂隙中冒出，形成翻浆。 四、保持路基强度稳定性的措施 1、合理的路基断面形式和正确的边坡坡度。 2、水、温稳定性良好的填筑材料换土 3、合理的路基高度，保证路基工作区干燥 4、充分压实，保证施工质量具有足够的防冻厚度 5、排水通畅，防止路基过湿和水毁 6、设置隔离层，阻

20、断毛细水和负温迁移 7、合理的防护支挡措施 第第 5 5 节节、路基土的分类与工程性质、路基土的分类与工程性质 一、公路用土的分类：颗粒组成特征、塑性指标、有机质含量。公路用土分类：巨粒土，粗粒土，细粒 土，有机土。砂土最好，没有塑性，具有良好的透水性；砂性土也好；粉性土最差；粘性土不好；重粘 土不好。 按土颗粒的粒径分为：巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土，具体划分范围见表 二、各类土的工程性质 (1)巨粒土漂石、卵石、片（块）石 (2)砂土 ：无塑性，透水性强，水稳定性好，毛细作用很弱。松散，级配不佳时压实困难。良好的路基 填筑材料。 (3)砂性土：一定的粘性，较好的逶水性和水稳性，毛细作用弱

21、。易于压实，很好的填筑材料。 (4)粉性土 ：粘性很小，颗粒细，毛细作用强，在不利水温状况下极易产生冻胀、翻浆。往往级配不良， 不易压实。最差填筑材料。 (5)粘性土：粘性大，透水性差，毛细作用显著。可能有一定膨胀土性。较好的填筑材料。 (6)重粘土 ：与粘性土相似，但粘性极大，透水性极小。多有较长大或很大的膨胀性，性质受粘土矿物 成分影响大。潮湿时很粘，干燥时很硬，不利施工。不宜直接作用路基填筑材料。 第六节第六节 一般路基设计一般路基设计 （一）、一般路基设计的概念: 在正常的水文地质条件下，路基填挖不超过设计规范所允许的范围，可 直接选用典型断面图或设计规定进行的设计。不必进行个别验算或

22、论证。 （二）、一般路基设计的内容：路基横断面的形式连同附属设施。 （三）、路基设计的要求： 满足行车荷载作用的要求路基工作区（路床）：路基路面综合设计。 确保路基的强度与稳定性排水、防护、加固及其它附属设施的设计。 路基横断面的设计本节的重点。 （四）一般路基设计包括以下内容： 1）选择路基断面形式，确定宽度与高度。 2）选择路堤填料与压实标准。 3）确定边坡形状与坡度。 4）路基排水系统布置和排水结构设计。 5）坡面防护与加固设计。 6）附属设施设计。 一、路基典型横断面与构造 1. 路基典型横断面 （1）路堤 按路堤的填土高度不同，划分为： 矮 路 堤：填土高度小于 1.0-1.5m 高

23、 路 堤：填土高度大于 18m（土质）或大于 20m（岩质） 一般路堤：填土高度在 1.5m-18m （2）路堑 路堑的几种常见横断面形式： a）全挖路基 b）台口式路基 c）半山洞路基 注： 挖方边坡根据情况可设置成直线或折线； 路堑上方应设截水沟，坡脚设边沟； 坡面易风化处，在 坡脚设碎落台； 路堑以下天然地基应达到规定压实度。 2. 路基的基本构造（宽度、高度、坡度等） （1）路基宽度：路基宽度为行车道路面及其两侧路肩宽度之和。 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。 （2） 路基高度：指路堤的填筑高度和路堑的开挖深度，是路基设计标高和地面标高之差。中心

24、填挖高 度，边坡高度，路基最小高度。 路基的填挖高度：在纵断面设计时，综合考虑路线纵坡要求、路基稳定性和工程经济等因素确定的。 路堑设计应避免过大挖深，当挖方边坡过高可能引起稳定性问题时应作单独设计。 路堤设计时，既要避免填方过高又要保证必要的路基高度。应参照临界高度确定路基最小填土高度，使 路基处于中湿以上的干湿状况，保证路基稳定。对于浸水路基，则要考虑一定洪水频率下的设计水位及 0.5m 的安全高度。必要时还应加上壅水高度和波浪侵蚀高度。 （3）路基边坡坡度： 路基边坡坡度对路基稳定十分重要。 路基边坡坡度法表示方法:1:m 1 路堤边坡坡度:其大小取决于边坡高度、填料种类和性质、水文条件

25、及施工方法等。土质路堤边坡坡 2 度与石质路堤边坡坡度： A、对于土质路堤，一般情形下，边坡坡度用 1:1.5（上部 8m 以内）及 1:1.75（下部 12m 以内）。 B、浸水时，设计水位以下应降低一级取用，如 1:1.751:2，常水位以下再降一级，如 1:21:3。 对于石质路堤边坡，一般要求码砌，视石料粒径大小及边坡高度不同，常用 1:0.51:1 的坡率。 路堑边坡坡度及影响因素： 3 路堑边坡坡度的大小取决于边坡高度、地质与水文地质条件、水文条件等。 A、对于土质路堑边坡，其主要因素有：边坡高度、土的密实程度及胶结物种类、地下水及地表水情况、 土的成因及地质年代等。不同条件下坡度

26、变化很大，如 1:0.31:1.75，边坡设计时，可参照规范及当地 经验选用。 B、对于岩石路堑边坡，其主要因素有：边坡高度、岩石种类、风化和破碎程度等。不同情形下坡度变化 也很大，如 1:0.11:1.5，边坡设计时，一般应根据地质构造、岩石特性，参照规范及采用工程比拟法确 定。 （4）路拱：路拱的作用是排水，路拱的形式可采用曲线和直线，路拱横坡既要保证排水顺畅又要保证行 车平稳。视路面排水情况，路拱横坡一般在 2%4%之间，排水性能好时用低值。 3.弯道的超高与加宽 （1）超过及超高缓和段 1）超高的概念：在弯道的路基横断面设计中，当圆曲线半径介于极限最小半径和不设超高最小半径时， 需将外

27、侧车道抬高。构成与外侧车道度的单坡横断面，这种设置称为超高 2）超高的计算公式： 3）超高缓和段：从直线上双向路拱横段面过渡到圆曲线上的具有单一超高坡度的横断面缓冲段 无中间分隔带：绕内侧旋转与绕中线旋转 有中间分隔带：绕中间带的中心旋转、绕中央分隔带边缘旋转、绕各自行车道中线旋转 4）设置超高缓和段：新建公路采用绕路面边缘旋转方式；旧路改建采用绕路中线旋转方式 5）对于有中间带的公路，其超高方式有三种： 绕中央分隔带边缘旋转；绕中间带的边缘旋转；绕各自行车道中线旋转 1 2 3 （2）加宽及加宽过渡 加宽原因：在平曲线上行驶的汽车，因为每一车轮沿各自轨迹活动，汽车弯路上占据的宽度比直线段 1

28、 大，因而圆曲线上的路面必须加宽 加宽值：b 加宽界限：当圆曲线半径等于或小于 250 米时，应在原曲线外侧加宽 2 加宽过渡：一般多用直线过渡，对于高等级公路可用高次抛物线过渡 3 （3） 缓和曲线（曲率过渡）、超高缓和段（超高过渡）、加宽缓和段（加宽过渡）的关系 取三者和最大值缓和段的长度。对于高等级公路，缓和曲线一般都很长，超高和加宽过渡可以不从缓和 曲线起点开始。 路拱：为迅速排除路面上的集水将路面做成一定的横向坡度，称为路拱横坡。 4、路基附属设施： 1）取土坑与弃土堆： 合理确定取土坑和弃土堆的位置。 2）护坡道与碎落台 护坡道：保护路基边坡稳定性 碎落台：防止边沟阻塞，亦有护坡作

29、用 3）堆料坪与错车道 堆料坪：堆置备用矿质材料 错车道：提供车辆会车及避让需要 5、路基横断面设计步骤： 绘制各桩位横向地面线；确定路基宽度及边坡坡度、边沟尺寸等；计算超高、加宽数值；完成路基设计 表；路基土石方量计算与调配；计算横断面面积；土石方量计算；土石方调配 2、路基边坡防护与加固设计 1.要求与分类 （1）目的与要求：防护的目的就是确保路基的强度和稳定性，重点是路基的边坡。 a)坡面防护 坡面防护是指保护路基边坡表面的工程措施，主要是保护边坡表面免受雨水冲刷，减弱温差及湿度变化 的影响，阻止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变进程，达到保护路基边坡、提高边坡整体稳 定性的目的。

30、坡面防护还具有美化路基和协调自然环境的功能。 b)冲刷防护 当水流经路基坡面或坡脚时会发生冲刷现象，即水流将冲走较细粒径的填料，使路基遭到不同程度的破 坏，为防止这种破坏的发生，必须进行路基防护，这种为阻止路基冲刷现象发生的路基防护措施被称为 冲刷防护。 按防护方式的不同，冲刷防护又可分为直接防护和间接防护。 c)支挡工程： 为支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳，设计和建造必要的构造物称为支挡工程。通常 所说“支挡工程”多指具体的支挡工程措施，如挡土墙等支挡结构物。 此外，按防护工程的主要主材和措施不同，防护工程又可分为植物防护、矿料防护、及综合防护等。 2、坡面防护 （1）植物防

31、护 植物防护以成活的植物作为路基防护的材料，通过植物的叶、茎和根系与被保护土体的共同作用，在 1 拟保护的路基部位，形成有生命的保护层。植物防护是路基防护措施之一，是一种积极的、有生命的防 护措施。 植物防护方法：通常包括种草、铺草皮、植树等形式。铺草皮是最常用的工法，随着播种技术的发展， 2 直接种草和植树的工法也被越来越广泛地应用。 植物防护的特点：植物防护是不断“成长”的，防护作用会随着时间的推移得到加强，并且，植物防 3 护有一定的自我修复功能，其破坏是可逆的。同时，植物防护也有明显的弱点，当被保护土体的土质不 宜种植或当地的气候不宜植物生长时，植物防护将难以实施。 a)种草 植草防护

32、是一种植物防护。植草防护是以种植的方法，在拟防护坡面形成草皮保护层，达到坡面防护的 目的。植草防护受草种、土壤条件、气候条件、种植技术、养护技术等多种条件限制，在干旱、寒冷、 水质及土壤条件不良地区运用植草防护仍然是路基防护的难题。 b)铺草皮 铺草皮防护是传统的植物防护，是一种将活的草皮按一定的形式铺设并固定于拟防护的路基坡面，草皮 成活形成植物覆盖层，达到保护路基坡面的路基防护措施。 c)植树 植树防护是常用的植物防护。在路基、堤岸的坡脚及临近滩地上种植树木，可有效减弱水和风对路基、 堤岸的侵蚀，达到防护路基的目的。 （2）矿料防护 矿料防护（工程防护）是以砂、水泥、石灰、片石、块石、水泥

33、混凝土预制块等矿质材料为主要工程材 料，以砌、喷、涂、抹等方法建筑各种路基保护层的防护措施。工程防护设施主要包括护坡、护面墙、 砌石护坡、喷浆、抹面、勾缝、捶面等。 a)抹面和捶面防护 b)喷浆和灌浆防护 c)勾缝防护 d)砌石防护：砌石护坡和护面墙 （3）综合防护 综合防护：泛指运用两种或两种以上的防护设施构筑的路基防护，如片石、块石、水泥混凝土预制件 1 块等砌筑防护，铺草皮、种草、植树等植物防护，各种土工合成材料防护，各种喷、涂、锚防护等等， 这些防护技术间的合理组合都构成有效的综合防护。 综合防护可发挥不同材料和技术的优点：有利于提高防护措施的效果、增加防护措施的适应性，在设 2 计路

34、基防护时，应合理、积极地运用综合防护。 3、冲刷防护 （1）直接防护 直接防护是利用植物防护、矿料防护等各种防护方法，对路基进行直接保护的一种路基防护措施，一 1 般是在拟保护的路基部位设置覆盖层，阻止或减弱外界有害因素对路基的破坏，如水流的冲刷、风沙的 侵蚀等。 直接防护多指的是路基冲刷防护中的直接防护，由于植物对水深、流速等的适应能力有限，因此除植 2 物防护外，更常见的是采用各种工程防护构造的直接防护，如加铺护面墙、混凝土板、砌石护坡以及土 工合成材料护面等，还包括抛石、石笼、水泥混凝土或土工合成材料软体沉排、浸水挡土墙等。 a)抛石防护 抛石防护是利用砾石、卵石、漂石、开山废方等在路基

35、坡脚形成抛石垛，防止路基边坡和坡脚受水流冲 刷和淘刷的一种路基防护方法，属冲刷防护中的直接防护，是一种工程防护措施。 b)石笼防护 所谓石笼，是指以金属材料、土工合成材料及竹材、木材等材料制作而成的笼状容器，填以石料、混凝 土预制块等形成的防护工程材料。由于笼的约束作用，可以使用尺寸较小的材料，形成体积较大、抗波 浪冲击能力强的石笼，因此石笼防护可以适应流速较大、波浪较高冲刷条件。 （2）间接防护 间接防护是利用植物防护、矿料防护及其它工程设施，改变或削弱外界影响因素的破坏作用，达到对 1 路基等拟防护工程的保护目的的路基防护措施。 对于冲刷防护而言，就是沿河路堤修筑导治构造物、整治河道，将危

36、害路基的较大水流引向指定位置， 2 以减小水流对路基的直接冲刷。常见的导治结构物有丁坝、顺坝、格坝等。 a)丁坝 b)顺坝和格坝 c)改河：常见的改河工程有裁弯取直、挖滩改河、清除孤石等。改河工程复杂，受河段的性质影响大， 对河流的影响也很大。对于主槽摆动频繁的变迁性河段，河性不易控制，不宜改河。 第第 7 7 节节 路基边坡稳定性设计路基边坡稳定性设计 1、概述 1边坡的滑坍：对于高填方、深路堑、浸水路堤及特殊地质条件下的路基，易产生边坡滑坍，特别是在 长期降雨之后，需进行验算。 2影响因素： 边坡土质、水的活动、边坡的几何形状、汽车荷载作用、地震等各种振动 3、路基失稳形式 （1）边坡产生

37、直线滑动面：砂性土填筑的路基，粘结力很小，破裂面近似为平面。 （2）边坡产生圆弧滑动面：粘性土填筑的的路基，破裂面近似为圆弧。 （3）路基整体滑动：陡坡路堤沿山坡下滑，沿原地面产生滑动面。 4边坡稳定性设计方法 （1）力学计算法：假定边坡土体中出现潜在滑动面，并且只有在滑动面上出现极限平衡状态。将计算模 型简化为平面问题，按极限平衡的力学条件验算边坡的稳定性。根据滑动面的形态不同，力学计算法分 为直线（滑动面）法、圆弧（滑动面）法和折线（滑动面）法。 （2）工程地质比拟法：对不同土质、岩性的边坡进行大量调查，取得足够的经验数据，拟定常用边坡高 度的稳定坡值供设计时查用。通常先用力学计算法验算，

38、再用工程地质比拟法校核。对于碎砾石土边坡 和岩石边坡，一般以工程地质比拟法为主。 滑动面： 直线形：松散的砂土及砂性土 大，C 小； 曲线形：粘性土 小，C 大； 折线形：沿地面线整体滑动或有软弱夹层。 验算方法： 直线法直线形砂土、砂性土 圆弧法曲线形粘性土 5稳定性验算所需土的资料： 土的容重 （KN/m3）、内摩擦角 （）、粘聚力 C（KPa） 所需资料以最不利季节，最不利水温条件下为准。 分层填筑时，按加权平均法求得各参数。 6汽车荷载的换算（荷载当量高度） 路堤承受汽车荷载作用，以最不利情况排列汽车荷载，将车辆的设计荷载换算成相当于土层的厚度。 二、路基稳定性验算 1、直线滑动面验算

39、 2、圆弧滑动面验算 3、陡坡路堤稳定性验算 4、浸水路堤边坡稳定性验算 （1）水对路堤边坡的影响：与水位变化及路堤的土质（透水性）有关 （2）动水压力的计算 （3）浸水路堤边坡稳定性验算：注意水上与水下土体密度不同，当有动水压力时,增加动水压力的作用 力或力矩。 三、提高路基稳定性措施 1、提高填料的强度和水稳性 2、加强路基排水，消除或减轻水的不利影响 3、采取合理和路基防护、加固措施，减弱环境因素的不利影响 4、充分利用路基支挡结构，增大路基稳定性 5、改善施工工艺，保证施工质量 第八节第八节 挡土墙设计挡土墙设计 一、概述 挡土墙：是一种能够抵抗侧向土压力，用来支撑天然边坡或人工边坡，

40、保持土体稳定的建筑物。 挡土墙各部分： 墙背：靠回填土（或山体）一侧 墙面（也称墙胸）：外露临空一侧 墙趾：墙底与墙面交线 墙踵：墙底与墙背的交线 墙背倾角：墙背与垂线的交角 二：设计 （1）挡土墙：是一种能够抵抗侧向土压力，用来支撑天然边坡或人工边坡，保持土体稳定的建筑物。 （2）分类：按照挡土墙的设置位置分为：路堑墙路堤墙路肩墙山坡墙 按照土墙的结构形式分为：重力式衡重式半重力式悬臂式扶壁式锚杆式柱板式垛式 （3）构造：墙身基础排水设施和伸缩缝 （4）根据墙背倾斜方向，墙身断面形式可分为：仰斜（土压力最小）垂直（中）俯斜（最大）凸 形折线衡重式 （5）挡土墙设计方法：容许应力法：把结构材料

41、视为理想的弹性体，在荷载作用下产生的应力和变形 不超过规定的容许值 极限状态法：根据结构在荷载作用下的工作特征，在容许应力法基础上发展的一种方法 （6）挡土墙稳定性验算：a 抗滑稳定性验算；b 抗倾覆稳定性验算；c 基底应力及合力偏心距验算；d 墙身截面强度验算（验算截面一般取在墙身底部 1/2 墙高位置和截面急剧变化处） 第第 6 6 章章 路面设计与施工路面设计与施工 第第 1 1 节节 概述概述 一、路面的作用及要求 1、定义：路面就是用各种材料或混合料铺筑在路基上供车辆行驶的层状构造物。 2、作用：为车辆能够以一定的速度、安全、舒适而经济的行驶。 3、路面性能：（1）足够的强度和刚度

42、（2）良好的稳定性（3）耐久性（4）表面平整度（5） 表面抗滑性和耐磨性（6）不透水性（完全透水性）（7）任噪声和少尘性 4、对路面的要求：1） 强度和刚度 2）稳定性 3）表面平整度 4）表面抗滑性 5）耐久性及不透水 6）其 他：避免扬尘、透水、降低噪音等。 二、路面结构层次划分 1、路面横断面 1）槽式横断面 2）全铺式横断面 2、路拱横坡度 2、路拱的作用及路拱横坡的取值。 作用：排除路面水。坡度大小根据路面类型和当地自然条件确定。 3、路面结构层次的划分及其作用 1）面层：对面层的要求：强度、刚度（承受并传递和荷载）；平整、抗滑（为车辆行驶服务）；耐 磨、稳定性好、不透水等。 2）基

43、层：承受由面层传递下来的车辆荷载垂直力，并进一步扩散到土基或垫层。 要求：足够的强度和刚度、平整度、稳定性。 3）垫层：主要起隔水、排水、防冻作用，在满足要求的情况下，尽量选用当地便宜的材料。 3、路面的分级与分类 1、路面等级划分: 1)、高级路面 公路等级：高速、一、二级公路用； 面层类型：沥青砼、水泥砼； 特点： a.强度、刚度高，稳定性好； b.使用寿命长，能适应较繁重的交通量； c.平整无尘，能 保证高速行车；d.养护费用少，运输成本低； e.投资大。 2)、次高级路面 公路等级：二、三级公路； 面层类型：沥青贯入式，沥青碎石、沥青表面处治； 特点：a.强度、刚度较高；b.使用寿命长

44、，适应交通量较多；c.行车速度较高；d.造价较低； e. 费用和成本较高。 3)、中级路面 公路等级：四级公路； 面层类型：碎（砾）石、半整齐块石、粒料类。 特点：a.强度、刚度低，稳定性差； b.平整度差，易扬尘； c.仅适应较小交通量； d.行车速 度低，造价低； e.养护费用高、运输成本高。 4)、低级路面 公路等级：四级公路； 面层类型：粒料、当地材料。 特点： a.强度、刚度最低； b.水稳性、平整度均差，易扬尘； c.仅适应较小交通量； d. 低速行车，适用较小交通量； e.造价低，养护运输成本高。 2、路面分类： 1).按面层使用材料分： 沥青类 水泥砼 粒料 块料 2.)按强度

45、构成原理分： 嵌锁法 级配法 稳定法 铺砌法 3)按荷载作用下的力学性质分： 柔性路面 : 各种基层（除水泥砼外) 各类沥青面层，碎石面层，块料面层. 刚性路面 ：水泥砼作面层或基层。 半刚性路面：以石灰水泥稳定土，石灰水泥处治碎石，含工业废渣基层。 4.)常见路面结构层类型： 碎砾石类结合料稳定类沥青类 水泥砼块料类 四、汽车荷载作用力 1、车轮作用在路面上的垂直力 （1）垂直静压力 P 的影响因素： 1）汽车轮胎内压； 2）轮胎的刚度和轮胎与路面的接触的形态； 3）轮载的大小。 （2）标准轴载 BZZ100 的设计参数：轮载 P1004kN，p=700kPa，双圆均布荷载的当量圆直径为：

46、0.213m。 2、车轮作用于路面的水平力：前进方向上的水平力和转弯时的侧向水平力。 水平力对路面造成的影响：当路面面层材料抗剪强度不足时，在水平荷载作用下，会产生推移、拥包、 波浪、车辙等破坏。 3、车轮对于路面的其他作用力 1）冲击力和震动力 影响因素：车速、路面平整度、车辆的振动特性。 冲击系数（动荷系数）：震动轮载的最大值与静载的比值。 2）轮载作用的瞬时性 车轮通过路面上任意一点的时间，约为 0.010.1s 左右，动载作用下，路面变形量的减小，可以理解为 路面结构刚度的相对提高，或者路面结构强度的相对增大。 3）车辆荷载作用的重复性 五、环境因素对路面体系的影响 1、温度的影响作用

47、 1）影响机理 路基土和路面材料的体积会随着路基路面结构内部的温度和湿度的升降而产生膨胀和收缩。由于温度和 湿度在路基路面结构内部的变化沿深度方向是不均匀的，所以不同深度处胀缩的变化也是不同的，但这 种不均匀胀缩受到某种原因的约束而不能实现时，路基路面结构内部就会产生附加应力，即温度应力和 湿度应力。进而对路基路面产生破坏。 2）路面结构内温度的变化 路面结构层内温度的日变化与年变化曲线。 3）影响温度变化的因素： 内部：路面各结构层材料的热物理参数，如热传导率、热容量、对辐射热的吸收能力等； 外部：主要是气象条件：如太阳辐射、气温、风速、降水、蒸发量等。 2、湿度的影响作用 1）对路基的影响

48、：冻胀翻浆（与温度作用共同进行），过大的湿度直接降低路基土的强度和稳定性 2）做好路基路面排水的重要性 第第 2 2 节节 沥青路面设计沥青路面设计 1、概述 二、沥青路面设计 1、设计任务： 根据使用要求及气候如文、土质等自然条件，密切结合当地实践经验，设计确定经济合理的路面结构， 使之能承受交通荷载和环境因素的作用，在预定的使用期限满足各级公路相应的承载能力，耐久性、舒 适性、安全性的要求。 2、设计内容： 原材料的选择、混合料配合比设计和设计参数的测试与确定，路面结构层组合与厚度计算，以及路面结 构的方案比选等内容。路面设计除行车道部分的路面外，对高速公路、一级公路还应包括路缘带、硬路

49、肩、加减速车道、紧急停车带、收费站和服务区的场面设计以及路面排水系统的设计，对其它各级公路 应包括路肩加固、路缘石和路面排水设计。 3、设计方法： 一类是以经验或试验为依据的经验法；（以美国 AASHTO 为代表） 一类是以力学分析为基础，考虑环境、交通条件以及材料特性为依据的理论法。（前苏联、我国） 4、设计理论：双圆均布荷载作用下的弹性层状体系理论。 此外还有非线弹性理论、弹、粘、塑性理论等未用于规范。准备引入可靠度理论。 5、沥青路面厚度计算： 我国现行沥青路面设计方法，采用双圆垂直均布 荷载作用下的多层弹性层状体系理论，以路面设计 1 弯沉值作为路面整体刚度的设计控制指标。 对于高速公

50、路，一，二级公路，沥青混凝土面层和半刚性基层，底基层，应对共层底拉力进行计算； 2 对于经常承受较大水平荷载作用的停车站，交叉口等路段的沥青混凝土面层，还应验算在高温季节共破 坏面上可能产生的剪应力 设计指标：路面设计弯沉值；容许拉应力； 3 累积量轴次 ：我国路面设计以双轮组单轴轴载 100kn 的标准轴载，并以 b22100 表示。 4 当以设计弯沉值为指标计算路面厚度和层底拉应力验算时，柔性至刚性，次方升高 三、沥青路面结构组合设计 根据理论分析和多年的使用经验，在路面结构组合设计中要遵循下列原则。 1、按交通特点和各结构层的功能选择结构层次 考虑公路等级、交通量等对各结构层的要求安排结

51、构层次。如根据公路等级选择路面等级，根据上面层 选择中、下面层（考虑排水、抗车辙）等。 2、适应行车荷载作用的要求 1）作用在路面上的行车荷载，通常包括垂直力和水平力。路面在垂直力作用下，内部产生的应力和应 变随深度向下而递减。水平力作用产生的应力、应变，随深度递减的速率更快。因此要求结构层安排应 上强下弱。 3、满足稳定性的要求 1）温度稳定性 保证最小防冻厚度 2）高低温稳定性 路面面层的选择 南方以中粒式、粗粒式为宜，要综合考虑路面透水问题。 3）水稳定性 设置排水垫层，中湿以上路段要用水稳定性好的材料作基层、垫层。 4、考虑各结构层本身的结构特点，扬长避短，避免对相邻层次的影响。 注意

52、沥青路面的层间结合问题。以保证结构整体性，避免层间滑移。 面层与基层结合是否紧密，对面层层底拉应力有很大影响。 5、路面设计要求：面层耐久、基层坚实、土基稳定。 6、路面设计原则：因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护。 4、路面设计标准及参数 1、标准轴载及当量轴次 我国路面设计以双轮组单轴载 100kN 为标准轴载，以 BZZ100 表示。 当以设计弯沉值为设计指标及沥青层层底拉应力验算时，凡轴载大于 25kN 的各级轴载（包括车辆的 1 前、后轴）Pi 的作用次数 ni，均按公式换算成标准轴载 P 的当量作用次数: 当进行半刚性基层层底拉应力验算时，凡轴载大于 50kN 的各级轴载（包括

53、车辆的前后轴）Pi 的作用 2 次数 ni，均按换算成标准轴载 P 的当量作用次数 N。 路面容许弯沉值：路面在使用期末的不利季节，在标准轴载作用下容许出现的最大回弹弯沉值。 3 3、容许弯拉应力：对于整体性路面材料，为防止其在使用寿命内出现疲劳开裂的破坏，还应进行弯拉应 力验算。要求结构层底面的最大拉应力不大于结构层材料的容许拉应力 R。 容许弯拉应力：是指路面材料在车辆荷载反复作用下，达到临界破坏时的最大疲劳弯拉应力。 4、路基土和路面材料抗压回弹模量 一般取路面的泊松比 0.25，路基的泊松比 00.35。 （1）路基土回弹模量值的确定 实测法（承载板法）在已经成型的路基上用大型承载板实

54、测荷载回弹变形关系曲线，利用弹性半空 间理论公式计算。 换算法：根据当地实测资料建立承载板与室内小型承载板或承载比（CBR）关系式，用后者反算 E0。 查表法：先根据自然区划和路基土质，确定路基临界高度，判别路基干湿类型，论证（计算）求得路 基平均稠度 Bm 值，查表确定土基回弹模量值。 五、新建路面设计 1、新建路面的设计程序 新建沥青路面通常按以下步骤进行路面结构设计： 根据设计任务书的要求，确定路面等级和面层类型；计算设计年限内一个车道的累计当量轴次 Ne 和设 计弯沉值 ld。 根据路基土组与干湿类型，将路基划分为若干路段（在一般情况下路段长度不宜小于 500m，若为大规 模机械化施工

55、，不宜小于 1Km），确定各路段土基回弹模量值。 根据已有经验和规范推荐的路面结构，拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案，根据选用的材料进 行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。 根据设计弯沉值计算路面厚度。对高速公路、一级公路、二级公路沥青混凝土面层和整体性基层材料 的基层、底基层，应计算拉应力是否满足容许拉应力的要求。如不满足要求，调整路面结构层厚度，或 变更路面结构组合，或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新计算。上述计算应采用弹性多 层体系理论编制的程序进行。 六、旧路补强设计 路面达到使用寿命（达到使用年限或交通量增加很快达到 Ne

56、），需对原有路面进行维修补强。主要工作 包括： 1、交通调查 对交通量和交通组成进行调查，预估交通量的增长趋势，确定交通量的年增长率，计算 Ne、lR; 2、路况调查 确定路基土组及干湿类型； 调查路面的结构层次及各层厚度，分析产生破坏原因。 原路面设计、施工和养护资料调查 3、弯沉测定与计算 在确定各段路面的计算弯沉值时，应根据下列因素进行路段划分： 在一个路段内土组、干湿类型应相同； 在一个路段内各测点弯沉值应较为接近，且测点数不少于 20 点车道 路段的最小长度不宜过小。 4、补强厚度计算 同新建路面厚度计算。 第三节第三节 水泥路面设计水泥路面设计 一、概述 1、水泥混凝土路面：包括普

57、通混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、预应力混凝土、装配式混凝土和 钢纤维混凝土等面层和基（垫）层所组成的路面。目前采用最广泛的是就地浇筑的普通混凝土路面，简 称混凝土路面。所谓普通混凝土路面，是指除接缝区和局部范围（边缘和角隅）外不配置钢筋的混凝土 路面。 2、混凝土路面具有以下优点： （1）强度高，混凝土路面具有很高的抗压强度和较高的抗弯拉强度以及抗磨耗能力。 （2）稳定性好，混凝土路面的水稳性、热稳性均较好，特别是它的强度能随着时间的延长而逐渐提 高，不存在沥青路面的那种“老化”现象。 （3）耐久性好，由于混凝土路面的强度和稳定性好，所以它经久耐用，一般能使用 2040 年，而且 它能通

58、行包括履带式车辆等在内的各种运输工具。 （4）有利于夜间行车，混凝土路面色泽鲜明，能见度好，对夜间行车有利。 混凝土路面结构设计内容：路面结构层组合设计，混凝土面板厚度设计，混凝土面板的平面尺寸与接缝 设计，路建设计，混凝土路面的钢筋配筋率设计。 3、混凝土路面也存在一些缺点，主要有以下几方面： （1）对水泥和水的需要量大，修筑 0.2m 厚、7m 宽的混凝土路面，每 1000m 要耗费水泥约 400500t 和水约 250t，尚不包括养生用的水在内，这对水泥供应不足和缺水地区带来较大困难。 （2）有接缝，一般混凝土路面要建造许多接缝，这些接缝不但增加施工和养护的复杂性，而且容易引 起行车跳动，影响行车的舒适性，接缝又是路面的薄弱点，如处理不当，将导致路面板边和板角处破坏。 （3）开放交通较迟，一般混凝土路面完工后，要经过 28 天的保湿养生，才能开放交通，如需提早开放 交通，则需采取特殊措施。 （4）修复困难，混凝土路面损坏后，开挖很困难，修补工作量也大，且影响交通。 二、普通水泥混凝土路面的构造 1、土基和基层 （1）土基 理论分析表明，通过刚性面层和基层传到土基上的压力很小，一般不超过 0.05MPa。因此，混凝土路面 下的路基必须密实、稳定和均匀。路基一般要求处于干燥或中温状况，过湿状态或强度与稳定性不符合 要求的潮湿状态的路基必须经过处理。 （2）路基的不均匀支承，可能