一般路基設(shè)計(jì)

1、第三章,一般路基設(shè)計(jì),主要內(nèi)容,第一節(jié) 路基設(shè)計(jì)的一般要求第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造第三節(jié) 路基設(shè)計(jì)第四節(jié) 路基附屬設(shè)施,第一節(jié) 路基設(shè)計(jì)的一般要求,路基：路面的基礎(chǔ) 自重作用+路面結(jié)構(gòu)重力+交通荷載1、路基設(shè)計(jì)的基本要求：具有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性；符合環(huán)保、地質(zhì)、水文等要求；地質(zhì)條件、地址參數(shù)明確；避免高路堤與深路塹;高速公路、一級(jí)公路應(yīng)采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)；提倡采用成熟的新技術(shù)、新材料和

2、新結(jié)構(gòu)；符合經(jīng)濟(jì)性的要求。,第一節(jié) 路基設(shè)計(jì)的一般要求,路基：路面的基礎(chǔ) 自重作用+路面結(jié)構(gòu)重力+交通荷載2、路基設(shè)計(jì)內(nèi)容：路基設(shè)計(jì)包括：地基處理設(shè)計(jì)；路基填料選擇；防護(hù)工程設(shè)計(jì)；排水工程設(shè)計(jì)；關(guān)鍵部位（臺(tái)背、擋土墻背、涵洞背等）路基設(shè)計(jì)與施工設(shè)計(jì)。,第一節(jié) 路基設(shè)計(jì)的一般要求,3、一般路基的概念通常是指在良好的地質(zhì)與水文條件下，填方高度（1.5m<h <18m）或挖方深度不大的路

3、基，它可結(jié)合當(dāng)?shù)氐匦巍⒌刭|(zhì)直接選用典型斷面或設(shè)計(jì)規(guī)定而不需進(jìn)行個(gè)別論證與驗(yàn)算。,根據(jù)路線平、縱、橫設(shè)計(jì)進(jìn)行路基布置；在荷載應(yīng)力作用區(qū)（路基工作區(qū)）內(nèi)部分應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格碾壓施工（特別是路床部分），與路面設(shè)計(jì)一起進(jìn)行綜合考慮；必須有確保路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性的附屬設(shè)施，包括路基排水、路基防護(hù)與加固、取土坑、棄土堆、護(hù)坡道等；對(duì)于一般路基，可結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r選用典型斷面圖或設(shè)計(jì)規(guī)定，不必進(jìn)行論證和演算，對(duì)于高填、深挖路基及地質(zhì)和水文條件特殊的路

4、基，須進(jìn)行個(gè)別設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。,◆4、路基設(shè)計(jì)的一般要求,第一節(jié) 路基設(shè)計(jì)的一般要求,第一節(jié) 路基設(shè)計(jì)的一般要求,5、路基設(shè)計(jì)標(biāo)高 （1）新建公路的路基設(shè)計(jì)標(biāo)高：高速公路和一級(jí)公路采用中央分隔帶的外側(cè)邊緣標(biāo)高；二、三、四級(jí)公路宜采用路基邊緣標(biāo)高，在設(shè)置超高、加寬地段為設(shè)超高、加寬前該處邊緣標(biāo)高。 （2）改建公路的路基設(shè)計(jì)標(biāo)高：一般按新建公路的規(guī)定執(zhí)行，也可視具體情況而采用中央分隔帶中線或行車道中線標(biāo)高。（3）問(wèn)：應(yīng)該稱為路面

5、標(biāo)高，為什么稱為路基設(shè)計(jì)標(biāo)高？,◆1、路基橫斷面的典型型式,第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造,,,路基斷面形式,（a）路堤,（b）路塹,（f）不填不挖路堤,（e）半填半挖路基,（d）半路塹,（c）半路堤,◆2、 路堤的類型與構(gòu)造要求,路堤的常見(jiàn)橫斷面型式（見(jiàn)下圖） 1）路堤按填高分，有： 矮路堤（H18~20m） 一般路堤（H=1.5~18m） 2）路堤按所處條件和加固類型分，有： 浸水路堤

6、 護(hù)腳路堤 挖溝填筑路堤 等,第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造,第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造,（a）矮路堤,（b）一般路堤,（c）浸水路堤,（d）護(hù)腳路堤,（e）挖溝填筑路堤,,路堤斷面形式,路堤（embankment） 在天然地面上用土或石填筑的具有一定密實(shí)度的線路建筑物。路堤結(jié)構(gòu)：路基填料的選擇與密實(shí)度控制在路基設(shè)計(jì)、施工中最為重要。,第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造,路塹 cutting：是指全部在原地面開(kāi)挖而成的路基或低于原

7、地面的挖方路基。作用：緩和道路縱坡或越嶺線穿越嶺口控制標(biāo)高；危害：破壞了厚地層的天然平衡狀態(tài)，不利于排水，通風(fēng)；,◆3、 路塹的類型與構(gòu)造要求,第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造,◆4、半填半挖式路基【part-cut & part-fill 】指的是在一個(gè)橫斷面內(nèi)，部分為路堤、部分為路塹的路基。,第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造,5、一般路堤和矮路堤的構(gòu)造要求：1）滿足最小填土高度要求；2）因工作區(qū)可能涉及到天然地面，除填方路堤須

8、滿足施工要求外，天然地基必須壓實(shí)，必要時(shí)須換土或進(jìn)行加固；3）可結(jié)合兩側(cè)排水溝進(jìn)行挖土填筑路基，可在路基側(cè)設(shè)置護(hù)坡道；4）對(duì)地面縱、橫坡較陡處必須挖臺(tái)階再填筑，從而保證路基不沿坡向有滑動(dòng)可能性；5）必要時(shí)可設(shè)置石砌護(hù)腳進(jìn)行路基防護(hù)。,第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造,6、高路堤及浸水路堤的構(gòu)造要求：1）必須進(jìn)行個(gè)別設(shè)計(jì)；2）邊坡可采用上陡下緩的折線形式或臺(tái)階形式；3）邊坡表面須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)或加固措施。,7、路塹的構(gòu)造要求：

9、1）邊坡可設(shè)置為直線或折線； 2）挖方邊坡坡腳處須設(shè)置邊溝； 3）路塹上方應(yīng)設(shè)置截水溝； 4）坡面易風(fēng)化時(shí)須采取防護(hù)措施，并設(shè)碎落臺(tái)； 5）挖方路基下天然地基必須人工壓實(shí)，必要時(shí)應(yīng)翻挖重填、換土或進(jìn)行加固處理。8、半填半挖路基的構(gòu)造要求：1）對(duì)路堤和路塹的要求都應(yīng)滿足；2）壓縮用地寬度及減小填方量時(shí)，可在填方側(cè)設(shè)護(hù)坡或護(hù)墻，也可設(shè)置護(hù)肩墻或路堤墻，特殊時(shí)可設(shè)半山橋路基。,第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造,第二節(jié) 路基的

10、類型與構(gòu)造,討論：矮路堤有什么特點(diǎn)？如何合理使用矮路堤？美國(guó)公路一般采用什么路基？,第三節(jié) 核心內(nèi)容,一般路基設(shè)計(jì)的內(nèi)容路基寬度的概念路基高度的概念路基的邊坡波度路基壓實(shí),選擇路基斷面型式，確定路基寬度與路基高度；確定邊坡形狀與坡度；選擇路基填料與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；路基排水系統(tǒng)布置與排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；坡面防護(hù)與加固設(shè)計(jì)；附屬設(shè)施設(shè)計(jì)。,◆1、一般路基設(shè)計(jì)的內(nèi)容,第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),（1）路基寬度的概念： 路基

11、寬度為行車道、路肩、中間帶、變速車道、爬坡車道等寬度之和，一般可理解為土路肩外邊緣之間的距離。（2）路基寬度的確定原則 須考慮占用土地及生態(tài)問(wèn)題，應(yīng)盡可能少占農(nóng)田、考慮填挖平衡以減少取土開(kāi)挖、防止水土流失以維護(hù)生態(tài)平衡。,◆2、路基寬度設(shè)計(jì),第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),公路路基寬度圖a)高速公路和一級(jí)公路 b）二、三、四級(jí)公路,第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),2、路基寬度設(shè)計(jì)（3）路基寬度的確定行車道：3.5

12、-3.75m，與車輛寬度、設(shè)計(jì)交通量、交通組成和汽車行駛速度等有關(guān)； 路肩：高速公路、一級(jí)公路的平原微丘區(qū)，有條件時(shí)路肩寬度宜采用≥2.50m的硬路肩。 中間帶：最小中間帶寬度隨公路等級(jí)、地形條件變化在2.50m~4.50m之間，特殊情況下可減至2.00m。中間帶的寬度根據(jù)行車帶以外的側(cè)向余寬，防止駛?cè)雽?duì)向行車帶護(hù)欄、防眩網(wǎng)、交叉公路的橋墩等所需的設(shè)置帶寬度而定。變速車道：高速公路和一級(jí)公路，當(dāng)縱坡大于４％時(shí)，可沿上坡方向設(shè)爬坡

13、車道，爬坡車道的寬度一般為３米。 爬坡車道：高速公路互通式立體交叉、服務(wù)區(qū)、車站等處，應(yīng)設(shè)置變速車道。變速車道的寬度一般為３米。,第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),（4）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)－,,,,,第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),（4）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)－,,,,第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),,討論：路基寬度？ a？ b？ 哪一個(gè)是路基寬度？,路基高度：是指路堤的填筑高度或路塹的開(kāi)挖深度，一般為路基設(shè)計(jì)標(biāo)高與原地面(中心線)標(biāo)高之差；由于原地面不平整，因此還

14、有邊坡高度。路基高度的確定：路基高度結(jié)合公路路線縱斷面、排水及防護(hù)措施確定，同時(shí)與路基臨界高度結(jié)合；應(yīng)使路肩邊緣高出地面積水，并考慮地面水、地下水、毛細(xì)水和冰凍作用對(duì)路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的影響。 高路堤及深路塹的判別標(biāo)準(zhǔn)以邊坡高度為依據(jù)；沿河及受水浸淹路基的高度應(yīng)大于：設(shè)計(jì)洪水位+壅水高度+波浪侵襲高度+0.5m。當(dāng)路基高度不符合規(guī)定時(shí)，可采取降低水位、設(shè)置毛細(xì)水隔斷層等措施。,◆3、路基高度設(shè)計(jì),第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),第三節(jié)

15、 路基設(shè)計(jì),討論：路基高度？a? b? c?, 有路拱又怎么辦？,,,,路基邊坡概念：用邊坡高度與邊坡寬度之比H:b的形式表示，并取H=1計(jì)算為1:m（路堤）或1:n（路塹）的形式表示邊坡坡率。邊坡坡度的大小，取決于邊坡的土質(zhì)、巖石的性質(zhì)及水文地質(zhì)條件等自然因素和邊坡的高度。 路基邊坡坡度的大小直接影響路基的整體穩(wěn)定性及土石方量和施工難易程度；一般路基的邊坡坡度應(yīng)通過(guò)設(shè)計(jì)驗(yàn)算確定，也可根據(jù)多年工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)規(guī)范推薦的數(shù)值進(jìn)

16、行采用；,◆4、路基的邊坡坡度,第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),（1）常用的路堤邊坡坡度： 1）一般路堤邊坡坡度：,路堤邊坡坡度表,路基邊坡坡度示意圖,第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),2）高路堤及沿河浸水路堤：?jiǎn)为?dú)設(shè)計(jì),3）填石路堤：用大于25cm不易風(fēng)化的石塊砌筑， 坡度可用1:1；,4）陡坡填方可采用砌石護(hù)墻：頂寬0.8m，基底以1:5向內(nèi)斜，H=2~15m；,5）地震地區(qū)邊坡高度極限值,第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),（2）常用的路塹邊坡坡度： 1）

17、路塹邊坡設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮地貌、地質(zhì)構(gòu)造上的整體穩(wěn)定性，不良情況時(shí)應(yīng)使路線避繞，穩(wěn)定的地質(zhì)也應(yīng)考慮開(kāi)挖后能否造成坡面減少支承而引起失穩(wěn)；,2）土質(zhì)路塹邊坡坡度：,第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),3）巖石路塹邊坡坡度,巖石挖方邊坡坡度表,第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),巖質(zhì)邊坡的巖體分類,第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),4）H≥10m時(shí)地震地區(qū)巖石路塹邊坡坡率,第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),（1）壓實(shí)的意義:分層壓實(shí)致密的路基能防止水分干濕作用引起的自然沉陷和行車荷載反復(fù)作用產(chǎn)生的壓密變

18、形，從而確保路面的使用品質(zhì)和使用壽命。（2）路基填料的選擇-CBR符合要求（3）路堤的壓實(shí)-滿足要求（4）路塹的壓實(shí):一般天然土體的密實(shí)程度都不能滿足路基設(shè)計(jì)要求，有必要挖開(kāi)后再分層填筑壓實(shí)，使其達(dá)到一定的均勻密實(shí)要求。,◆ 5、路基的壓實(shí),第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),試驗(yàn)設(shè)備 擊實(shí)筒V=2177cm3；擊實(shí)錘w=4.5kg 試驗(yàn)條件 土樣分層n=3層；落高d=45cm；擊數(shù)N=98/層 擊實(shí)能量,試驗(yàn)方法 對(duì)ω為定值

19、的土；分三層壓實(shí)； 測(cè)定擊實(shí)后的ω、ρ，算定ρd,注意：僅適用于細(xì)粒土；對(duì)粗粒土，可用較大尺寸的擊實(shí)儀,第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),◆ 5、路基的壓實(shí)--（3）公路室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn),第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),◆ 5、路基的壓實(shí),（4）室內(nèi)擊實(shí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)） 輕型:d<5mm; V=947cm3, m=2.5kg， 落高30.5cm，分3層,每層 25擊 重型:d<40mm

20、; V=2177cm3, m=4.5kg, 落高45.7cm ，分3層 ,每層98擊。（5）路基土的壓實(shí)度概念： 路基土達(dá)到的干密度值與標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)法得到的最大干密度的比值的百分?jǐn)?shù)表示。 （6）要求壓實(shí)的土層：路堤填土部分、零填及挖方路基。,特點(diǎn)：①具有峰值②位于飽和曲線之下,粘性土K很小，壓實(shí)過(guò)程中含水量幾乎不變，不可能擊實(shí)到飽和狀態(tài)。,,,,,,,,,0 4 8 12

21、16 20 24 28含水量w(%),,,飽和曲線,?dmax=1.86,wop=12.1,,,,最大干密度最佳含水量,第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),◆ 5、路基的壓實(shí)--（7）室內(nèi)擊實(shí)曲線,a. 擊實(shí)功能,b. 土的級(jí)配、 含水量,c. 擊實(shí)方式：夯實(shí)、輾壓、振動(dòng)；輾壓對(duì)粘土比較合適,第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),◆ 5、路基的壓實(shí)--（8）影響因素,1）低于最佳含水量時(shí)容易提高密實(shí)度，從而增強(qiáng)抗變形能力和強(qiáng)度，高于最

22、佳含水量時(shí)則難以獲得高的密實(shí)度；2）壓實(shí)土遇水浸濕含水量增長(zhǎng)的程度與壓實(shí)時(shí)的含水量及土質(zhì)有關(guān)，在接近或略大于最佳含水量時(shí)壓實(shí)的土，其吸水量與膨脹量最小，最穩(wěn)定；3）壓實(shí)土浸濕后的抗變形能力：在ω0時(shí)壓實(shí)的土可望得到最高的浸濕后的抗變形能力，同時(shí)，增加壓實(shí)功、提高密度可以得到較高的浸濕后的抗變形能力。,第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),（5）壓實(shí)土的特性,路基土最小強(qiáng)度和壓實(shí)度要求,路堤壓實(shí)度及路堤填土最小強(qiáng)度要求,第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),（6）壓實(shí)度

23、標(biāo)準(zhǔn):,第三節(jié) 路基設(shè)計(jì),（7）土的壓實(shí)技術(shù):,借方與棄方不可避免，若能結(jié)合不同標(biāo)段進(jìn)行協(xié)調(diào)處理，則不僅可以降低工程造價(jià)，還可以維護(hù)自然平衡，但須進(jìn)行調(diào)配安排及合理計(jì)算運(yùn)費(fèi)。平坦地區(qū)用土量少時(shí)可沿路兩側(cè)抽溝取土，結(jié)合路基排水及農(nóng)田灌溉安排，但對(duì)于堤頂至坑底高差大及軟弱地基區(qū)域，取土坑易遠(yuǎn)離路基坡腳，并進(jìn)行坑設(shè)計(jì)。廢方能利用應(yīng)盡量加以利用，實(shí)在需堆棄也應(yīng)盡量不影響路基，做好相關(guān)設(shè)計(jì)，尤其應(yīng)控制廢方的數(shù)量。,,◆1、取土坑與棄土堆

24、,第四節(jié) 路基附屬設(shè)施,路旁取土坑示意圖： 1-路堤；2-取土坑,第四節(jié) 路基附屬設(shè)施,護(hù)坡道有利于降低邊坡平均坡度、保護(hù)邊坡穩(wěn)定，軟土地段還有助于路基沉降均勻及路基整體穩(wěn)定。但護(hù)坡道設(shè)置涉及到土地占用及工程經(jīng)濟(jì)，應(yīng)兼顧好穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)合理性。 碎落臺(tái)設(shè)于挖方邊坡坡腳處，保護(hù)邊溝不被碎落的土石塊堵塞，也可同時(shí)兼起護(hù)坡道作用。,◆2、護(hù)坡道與碎落臺(tái),第四節(jié) 路基附屬設(shè)施,錯(cuò)車道一般用于單車道公路會(huì)車或緊急避讓之用，可每隔200~500m設(shè)

25、置一處，長(zhǎng)度不小于30m，前后各有10m的出入過(guò)渡段。單車道的路基寬度一般為4.5m，而錯(cuò)車道地段的路基寬度一般為6.5m，必須在路基設(shè)計(jì)時(shí)加以考慮。,◆3、錯(cuò)車道,第四節(jié) 路基附屬設(shè)施,急流槽是路面排水采取集中排泄方式時(shí)的必須設(shè)施，一般與消力池進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)考慮。急流槽的過(guò)水?dāng)嗝姹仨毤右杂?jì)算，應(yīng)進(jìn)行其穩(wěn)定性設(shè)置。,◆4、急流槽與消力池,第四節(jié) 路基附屬設(shè)施,第四節(jié) 路基附屬設(shè)施,◆4、急流槽與消力池,1、名詞解釋：路堤；路塹；一般

26、路基；路基高度；路基寬度；路基邊坡坡度；路基土的壓實(shí)度2、保證路基穩(wěn)定性的一般技術(shù)措施包括哪些方面？3、何謂矮路堤？在什么情況下使用矮路堤？為什么？選用該種形式路堤有何利弊？設(shè)計(jì)上要注意什么問(wèn)題？4、一般路基的設(shè)計(jì)包含哪些主要內(nèi)容？5、一般路堤的橫截面尺寸如何設(shè)計(jì)？6、選定路基填筑高度主要考慮什么因素？7、路基土有何壓實(shí)特性？8、一般路基工程的附屬設(shè)施包括哪些內(nèi)容？,復(fù)習(xí)思考題,課外任務(wù)二： 根據(jù)你對(duì)所學(xué)的道路勘測(cè)