路基路面工程ppt第三章 一般路基设计.pdf

11第三章 一般路基设计第三章 一般路基设计土木建筑工程学院土木建筑工程学院邓苗毅邓苗毅2主要内容：主要内容：主要内容主要内容?第一节路基设计的一般要求第一节路基设计的一般要求?第二节路基的类型与构造第二节路基的类型与构造?第三节路基设计第三节路基设计?第四节路基附属设施第四节路基附属设施3设计要求设计要求第一节路基设计的一般要求第一节路基设计的一般要求?强度与稳定性强度与稳定性?路基排水，路基防护与加固，弃土堆、取土坑、护坡道、碎落台、堆料坪、错车道等路基排水，路基防护与加固，弃土堆、取土坑、护坡道、碎落台、堆料坪、错车道等?路基横断面形式路基横断面形式?一般路基一般路基：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而修筑而成的结构物。：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而修筑而成的结构物。?特殊路基特殊路基：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而修筑而成的特殊结构物，必须满足力学稳定性。：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而修筑而成的特殊结构物，必须满足力学稳定性。4典型横断面：典型横断面：第二节 路基的类型与构造第二节 路基的类型与构造?路堤：指用岩土填筑而成的结构物路堤：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路堑：指全部在原地面开挖而成的结构物?挖填结合（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。挖填结合（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。5一、路堤设计的要点：一、路堤设计的要点：第二节 路基的类型与构造第二节 路基的类型与构造依据路堤高度分类依据路堤高度分类矮路堤：h1.01.5m矮路堤：h1.01.5m可在路基两侧设取土坑可在路基两侧设取土坑需要设边沟需要设边沟一般路堤：h1.518m一般路堤：h1.518m土方量特别大，占地多；行车条件差土方量特别大，占地多；行车条件差宜采用折线型或梯形边坡。宜采用折线型或梯形边坡。高路堤：土质h18m 岩质 h20m高路堤：土质h18m 岩质 h20m适应于平坦地区或者取土困难地区适应于平坦地区或者取土困难地区需对土基作特殊处理：工作区深度压实度；水砂垫层需对土基作特殊处理：工作区深度压实度；水砂垫层6?适应于：平坦地区或者取土困难地区适应于：平坦地区或者取土困难地区?需对土基作特殊处理：工作区深度压实度需对土基作特殊处理：工作区深度压实度?需要设边沟需要设边沟第二节 路基的类型与构造第二节 路基的类型与构造一、路堤设计的要点：一、路堤设计的要点：?矮路堤矮路堤27第二节 路基的类型与构造第二节 路基的类型与构造一、路堤设计的要点：一、路堤设计的要点：?适用于：可在路基两侧设取土坑适用于：可在路基两侧设取土坑?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。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。?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。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。?路堤边坡应根据填料种类、路堤高度综合确定。路堤边坡应根据填料种类、路堤高度综合确定。?护坡道作用：保护填方坡脚不受流水侵害，使填方边坡稳定护坡道作用：保护填方坡脚不受流水侵害，使填方边坡稳定?一般路堤一般路堤8第二节 路基的类型与构造第二节 路基的类型与构造一、路堤设计的要点：一、路堤设计的要点：?高路堤高路堤?当地面边坡陡于1：5时当地面边坡陡于1：5时?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。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：凿毛石质地面：凿毛?当地面边坡陡于1：2时当地面边坡陡于1：2时?宜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宜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。倾斜地面上方坡脚，须采取措施阻止地面水渗入路堤内。9第二节 路基的类型与构造第二节 路基的类型与构造一、路堤设计的要点：一、路堤设计的要点：高路堤和浸水路堤宜采用折线型或梯形边坡，以减少土方量。高路堤和浸水路堤宜采用折线型或梯形边坡，以减少土方量。10第二节 路基的类型与构造第二节 路基的类型与构造一、路堤设计的要点：一、路堤设计的要点：挖沟填筑路堤要求：挖沟填筑路堤要求：?H应满足路基高出地下水位最小高度要求0.5m；H应满足路基高出地下水位最小高度要求0.5m；?在路堤与沟渠之间要设置12m护坡道；在路堤与沟渠之间要设置12m护坡道；?内边坡要求1：2。内边坡要求1：2。11二、路堑设计的要点：二、路堑设计的要点：第二节 路基的类型与构造第二节 路基的类型与构造?路堑的常用横断面形式路堑的常用横断面形式12二、路堑设计的要点二、路堑设计的要点第二节 路基的类型与构造第二节 路基的类型与构造?地质条件差，不宜修筑路堑地质条件差，不宜修筑路堑?水文条件差，必须在路堑两侧设边沟，在路堑坡顶外5m处设置截水沟。水文条件差，必须在路堑两侧设边沟，在路堑坡顶外5m处设置截水沟。?边坡坡度大于0.3，应尽量大于0.5边坡坡度大于0.3，应尽量大于0.5?当挖方路堑位于土层上时，必须对土基压实处理当挖方路堑位于土层上时，必须对土基压实处理?当地下水位比较高时，还需在土基上加铺隔离层。当地下水位比较高时，还需在土基上加铺隔离层。?尽量少用深路堑尽量少用深路堑注意问题：注意问题：313三、半填半挖路基设计的要点三、半填半挖路基设计的要点第二节 路基的类型与构造第二节 路基的类型与构造一般填挖路基一般填挖路基14第二节 路基的类型与构造第二节 路基的类型与构造三、半填半挖路基设计的要点三、半填半挖路基设计的要点护肩路基（适应于岩石或坚实粗粒土路段，山边坡伸出不太远）矮挡土墙路基（适应于土质非常疏松的地质条件下）砌石护墙路基挡土墙支撑路基半山桥路基护肩路基（适应于岩石或坚实粗粒土路段，山边坡伸出不太远）矮挡土墙路基（适应于土质非常疏松的地质条件下）砌石护墙路基挡土墙支撑路基半山桥路基砌石护坡路基（适应于岩石或坚实粗粒土路段，山边坡伸出较远）砌石护坡路基（适应于岩石或坚实粗粒土路段，山边坡伸出较远）15一、设计内容一、设计内容第三节 路基设计第三节 路基设计?选择路基断面形式、确定路基宽度和路基高度选择路基断面形式、确定路基宽度和路基高度?选择路堤填料与压实标准选择路堤填料与压实标准?确定边坡形状及坡度确定边坡形状及坡度?路基排水系统布置和排水结构设计路基排水系统布置和排水结构设计?坡面防护与加固设计坡面防护与加固设计?附属设施设计附属设施设计16二、路基的宽度二、路基的宽度第三节 路基设计第三节 路基设计?宽度的确定依据：根据道路的等级，按照公路工程技术标准确定。宽度的确定依据：根据道路的等级，按照公路工程技术标准确定。?一般公路：行车道硬路肩一般公路：行车道硬路肩17二、路基的宽度二、路基的宽度第三节 路基设计第三节 路基设计路基设计和施工过程中应考虑：农业与交通相互促进；保护林区绿地；防止水土流失，维护生态平衡；利用植物防护等。路基设计和施工过程中应考虑：农业与交通相互促进；保护林区绿地；防止水土流失，维护生态平衡；利用植物防护等。18三、路基的高度三、路基的高度第三节 路基设计第三节 路基设计?对于平原区，能否满足最小填土高度的要求对于平原区，能否满足最小填土高度的要求?浸水路堤、沿河路堤，设计水位0.5m 浸水路堤、沿河路堤，设计水位0.5m?澭水区：设计水位0.5m澭水高度澭水区：设计水位0.5m澭水高度?有浪区：设计水位0.5m浪高有浪区：设计水位0.5m浪高路堤填筑高度或路堑开挖深度，是指原地面标高与路基设计标高之差。路基高度的确定（线型、地形、水文综合考虑）：路堤填筑高度或路堑开挖深度，是指原地面标高与路基设计标高之差。路基高度的确定（线型、地形、水文综合考虑）：419四、边坡坡度确定四、边坡坡度确定?定义：边坡高度与边坡宽度之比，H/b定义：边坡高度与边坡宽度之比，H/b?路基边坡取决于边坡的土质、岩石的性质及水文地质条件等自然条件和边坡高度。路基边坡取决于边坡的土质、岩石的性质及水文地质条件等自然条件和边坡高度。?路基边坡的选取影响路基的稳定性、施工的难易性和工程的经济性等。路基边坡的选取影响路基的稳定性、施工的难易性和工程的经济性等。?路基边坡坡度一般根据多年工程实践和设计规范的数值。第三节 路基设计路基边坡坡度一般根据多年工程实践和设计规范的数值。第三节 路基设计20四、边坡坡度确定四、边坡坡度确定?型式：直线型、折线型、台阶型型式：直线型、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；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，较符合受力特点从施工角度，变坡数不宜太多，适用于高路堤。折线型：上陡、下缓，较符合受力特点从施工角度，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。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。?路堤边坡坡度表路堤边坡坡度表?若某边坡高度为25m或不等于20m，则上部也应取8m，剩下的留给下部高度。若某边坡高度为25m或不等于20m，则上部也应取8m，剩下的留给下部高度。第三节 路基设计路堤边坡第三节 路基设计路堤边坡21四、边坡坡度确定四、边坡坡度确定第三节 路基设计第三节 路基设计路堤边坡路堤边坡22四、边坡坡度确定四、边坡坡度确定?土质路堑第三节 路基设计路堑边坡土质路堑第三节 路基设计路堑边坡?土质（包括粗粒土）路堑边坡，应根据边坡高度、土的密实程度、地下水和地面水的情况、土的成因及生成时代等因素选定。土质（包括粗粒土）路堑边坡，应根据边坡高度、土的密实程度、地下水和地面水的情况、土的成因及生成时代等因素选定。23四、边坡坡度确定四、边坡坡度确定第三节 路基设计路堑边坡第三节 路基设计路堑边坡?岩石路堑岩石路堑?方法：人工比拟法（工程地质法）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件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。定义：比照当地具有相同地质条件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：条件：?要调查自然或人工山坡的稳定性，得出坡度、极限高度；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。分析已有边坡的工程地质性质。24五、路基压实五、路基压实?压实机理压实机理?土颗粒重新组合,彼此挤密,孔隙减少,土单位重量提高,形成密实整体,增加强度,提高稳定性土颗粒重新组合,彼此挤密,孔隙减少,土单位重量提高,形成密实整体,增加强度,提高稳定性?压实土的特性压实土的特性?一定压实功下，存在最佳含水量和最大密实度；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；压实功越大，最佳含水量越小，最大密实度越大；?综合分析路基土压实时抗变形能力与含水量的关系和压实土浸湿后抗变形能力与含水量的关系得出：路基土在最佳含水量状态下进行压实可以提高路基的抗变形能力和水稳定性。综合分析路基土压实时抗变形能力与含水量的关系和压实土浸湿后抗变形能力与含水量的关系得出：路基土在最佳含水量状态下进行压实可以提高路基的抗变形能力和水稳定性。第三节 路基设计第三节 路基设计525五、路基压实五、路基压实?影响压实的因素影响压实的因素?内因:土质、湿度内因: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?压实标准压实标准?压实标准方法有两种：重型击实和轻型击实试验方法。压实标准方法有两种：重型击实和轻型击实试验方法。?依据路基实际工作状态：路基的上层和下层的压实度应高些，中间层可低些。依据路基实际工作状态：路基的上层和下层的压实度应高些，中间层可低些。?压实度工地实测干密度/室内最大干密度压实度工地实测干密度/室内最大干密度第三节 路基设计第三节 路基设计26一、取土坑一、取土坑?位置：数量、土质、运输条件、自然环境有关。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）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。第四节 附属设施河水淹没桥头引道近旁，不允许设置取土坑。第四节 附属设施27二、弃土坑二、弃土坑?原则：填补地面坑洞、田洼地 尽量占荒地原则：填补地面坑洞、田洼地 尽量占荒地?一般做成梯形断面，边坡不宜陡于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。1.5，高度不宜超过3m。?当原地面坦于1：5，路旁两侧均可设弃土堆当原地面坦于1：5，路旁两侧均可设弃土堆?当坡度较陡时，宜将弃土堆设在下侧。当坡度较陡时，宜将弃土堆设在下侧。?对于沿河路堤废方，检查是否压缩河道。第四节 附属设施对于沿河路堤废方，检查是否压缩河道。第四节 附属设施d3.0m dmaxH5.0m 28碎落台设于土质或石质土的挖方边坡坡脚处，主要供零星土石碎块下落时临时堆积，以保护边沟不致阻塞，亦有护坡道的作用。碎落台设于土质或石质土的挖方边坡坡脚处，主要供零星土石碎块下落时临时堆积，以保护边沟不致阻塞，亦有护坡道的作用。1.03.023 62 46 12dmhmdmhmdmhm=第四节 附属设施第四节 附属设施三、护坡道三、护坡道目的：加宽边坡横距，减少边坡平均坡度。目的：加宽边坡横距，减少边坡平均坡度。四、碎落台四、碎落台29路面养护用矿质材料，可就近选择路旁合适地点堆置备用。亦可在路肩外缘设堆料坪，其面积可结合地形与材料数量而定，高级路面或采用机械化养路的路段，可以不设，或另设集中备用料场，以维护公路外形的视觉平顺和景观优美。单车道公路，由于双向行车会车和相互避让的需要，通常应每隔200500m设置错车道一处第四节 附属设施路面养护用矿质材料，可就近选择路旁合适地点堆置备用。亦可在路肩外缘设堆料坪，其面积可结合地形与材料数量而定，高级路面或采用机械化养路的路段，可以不设，或另设集中备用料场，以维护公路外形的视觉平顺和景观优美。单车道公路，由于双向行车会车和相互避让的需要，通常应每隔200500m设置错车道一处第四节 附属设施五、堆料坪和错车道五、堆料坪和错车道