般路基设计PPT演示文稿.ppt

1,路基路面工程,第三章 一般路基设计,2,提纲,路基设计的一般要求 路基的类型与构造 路基设计 路基附属设施,3,第一节 路基设计的一般要求,4,一、路基承受的力主要有三种：,土体本身的自重,路面结构的重力,行车荷载,二、路基设计的几个基本要求：,1、路基顶面以下0.8m深度内，应保证其强度与稳定性，根据路基路面综合设计的原则确定。,2、在路基的整体结构中还必需包括各项附属设施。,3、注意路基横断面形式的选用：,一般路基通常指在良好的地质与水文等条件下，填方高度和挖方深度不大的路基，直接选用典型断面图。,对于超过规范规定的高填、深挖路基，以及地质和水文等条件特殊的路基，为确保路基具有足够的强度与稳定性，需要进行个别设计和验算 。,5,第二节 路基的类型与构造,6,路堤,路堑,填挖结合,路基横断面的三种典型形式,路堤是指全部用岩土填筑而成的路基。,路堑是指全部在天然地面开挖而成的路基。,当天然地面横坡大，且路基较宽，需要一侧开挖而另一侧填筑时，为填挖结合路基，也称为半填半挖路基。,7,8,9,10,一、路堤,矮路堤,高路堤,一般路堤,路堤的几种常见横断面形式形式,填土高度小于1.0m1.5m，平坦地区取土困难时选用。,填土高度大于18m20m。,填土高度大于1.5m18m,设计时应注意满足最小填土高度的要求，使路基处于干燥或中湿状态。 路基两侧均应设边沟。 矮路堤的高度通常接近或小于路基工作区的深度，除填方路堤本身要求满足规定的施工要求外，天然地面也应按规定进行压实，达到规定的压实度，必要时进行换土或加固处理，以保证路基路面的强度和稳定性。,填方高度不大，h=23m时，可在路基两侧设置取土坑，使之与排水沟渠结合。 为保护填方坡脚不受流水侵害，可在坡脚与沟渠之间预留12m甚至大于4m宽度的护坡道。 地面横坡较陡时，为防止填方路堤沿山坡向下滑动，应将天然地面挖成台阶，或设置石砌护脚。,高路堤和浸水路堤的边坡可采用上陡下缓的折线形式或台阶形式，如在边坡中部设置护坡道。 高路堤和浸水路堤的边坡，须采取适当的坡面防护和加固措施，如铺草皮、砌石等。,11,二、路堑,全挖路基,半山洞路基,台口式路基,路堑的几种常见横断面形式形式,挖方边坡视高度和岩土层情况设置成直线或折线; 挖方边坡的坡脚处设置边沟，以汇集和排除路基范围内的地表径流； 路堑的上方应设置截水沟，以拦截和排除流向路基的地表径流。挖方弃土可堆放在路堑的下方； 边坡坡面易风化时，在坡脚处设置0.51.Om的碎落台，坡面可采用防护措施。,陡峻山坡上的半路堑，路中线宜向内侧移动，尽量采用台口式路基(图3-2b)，避免路基外侧的少量填方。 遇有整体性的坚硬岩层，为节省石方工程，可采用半山洞路基(图3-2c)。,对路堑以下的天然地基，要人工压实至规定的实程度； 必要时还应翻挖，重新分层填筑、换土或进行加固处理，采取加铺隔离层； 设置必要的排水设施。,挖方路基处地下水文状况不良时，要采取治理措施：,12,三、半填半挖路基,填方部分的局部路段，如遇原地面的短缺口，可采用砌石护肩 。(C),如果填方量较大，也可就近利用废石方，砌筑护坡或护墙，石砌护坡和护墙相当于简易式挡土墙，承受一定的侧向压力。(d,e),有时填方部分需要设置路肩(或路堤)式挡土墙，确保路基稳定，进一步压缩用地宽度。(f),如果填方部分悬空，而纵向又有适当的基岩时，则可以沿路基纵向建成半山桥路基(g),13,第三节路基设计,14,一般路基设计包括以下内容：,(1)选择路基断面形式，确定路基宽度与路基高度； (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。,15,一、路基宽度：为行车道路面及其两侧路肩宽度之和。,路面宽度根据设计通行能力及交通量大小而定，一般每个车道宽度为3.503.75m； 路肩宽度尽可能增大，一般取1-3m， 各级公路路基宽度按公路工程技术标准的规定进行设计，如图3-4和表3-1（略）所示。,16,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,17,二、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,18,二、路基高度,路基高度是指路堤的填筑高度和路堑的开挖深度，是路基中心线处设计标高和地面标高之差。 路基两侧边坡的高度是指填方坡脚或挖露坡顶与路基边缘的相对高差。 所以路基高度有中心高度与边坡高度之分。,确定路基填挖高度时，综合考虑路线纵坡、路基稳定性、工程经济性等； 尽量避免高路堤、深路堑的使用； 沿河及受水浸淹的路基，其高度设计水位0.5m壅水高度波浪侵袭高度，以保证路基不致淹没，并据此进行路基的防护与加固。,掌握概念,注意的问题,19,三、路基边坡坡度,路基边坡坡度：边坡高度H与边坡宽度b之比值表示，并取H=1 。,掌握概念,影响因素：边坡的高度和边坡的土质、岩石的性质及水文地质条件等自然因素。,20,路堤边坡坡度,一般路堤边坡坡度可根据填料种类和边坡高度按表3-3（略）所列的坡度选用。 路堤边坡高度超过表列数值时，属高路堤，应进行单独设计。,沿河浸水路堤的边坡坡度，在设计水位以下可采用1：1.75-1：20，在常水位以下部分可采用1：2.01：3.0。 当公路沿线有大量天然石料或路堑开挖的废石方时，可用以填筑路堤。填石路堤应由不易风化的较大石块砌筑，边坡坡度一般可用1：1。 陡坡上的路基填方可采用砌石，砌石顶宽一律采用0.8m基底面以1：5的坡率向路基内倾斜，砌石高度H一般为215m，墙的内外坡依砌石高度，按表34选用。 在地震地区，应参照公路工程抗震设计规范的有关规定。高速公路和一级公路的路堤，边坡高度大于表3-5的规定时，应放缓边坡坡度。,21,路堑边坡坡度,路堑是从天然地层中开挖出来的路基结构物； 在遇到工程地质或水文地质条件不良的地层时，应尽量使路线避绕它； 而对于稳定的地层，则应考虑开挖后，是否会由于减少支承，坡面风化加剧而引起失稳。,地质构造特征、岩石的风化和破碎程度、土层的成因类型、地面水和地下水的影响、坡面的朝向以及当地的气候条件等都会影响路堑边坡的稳定性； 土质路堑边坡，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，参照表36，表37选定 岩石路堑边坡，一般根据地质构造与岩石特性，对照相似工程的成功经验选定边坡坡率。设计时可根据这些因素参照表38和表3-9选定。 在地震地区的岩石路堑边坡坡率应参考公路工程抗震设计规范规定，当岩石路堑边坡高度超过10m时，边坡坡度应按表3-10采用。,22,四、路基压实,1.压实目的：,2.压实土的特性：,进行压实,提高抗变形能力,水稳定性,压实时的含水量,土的压实效果,最佳含水量,最大密实度,影响,路堤、路堑均需分层压实，能防止水分干湿作用引起的自然沉陷和行车荷载反复作用产生的压密变形，确保路面的使用品质和使用寿命。,23,图为粉质土的一组密实度、压实时含水量和抗变形能力的试验结果。,假定0 为最佳含水量： 、0 ，水润滑，利于土的移动，压实程度（干密度），抗变形能力； 、0 曲线存在一峰值，水占孔隙大部分体积不易压缩，抗变形能力反而随压实程度（干密度）而.,24,压实土遇水浸湿后，含水量，土体积膨胀：,水稳定性,压实土的膨胀量,土质,压实时的含水量,0时压实的土，膨胀量大,0时压实的土，膨胀量略 小,0时压实的土，吸水量、膨胀量最小,图3-8为压实土浸湿后抗变形能力的变化情况，同样可得到在0时压实，增加压实功能，提高密度，可以得到较高的浸湿后的抗变形能力。,25,结论：土的压实效果同压实时的含水量有关，路基土在最佳含水量状态下进行压实，可以达到最大密实度，可以提高抗变形能力和水稳定性。,3.路基土压实标准:按重型、轻型两种标准击实试验方法确定 。,重型击实试验方法的压实功能相当于12-15t压路机的碾压效果。,轻型击实试验方法的压实功能相当于6-8t压路机的碾压效果。,1.压实目的：,2.压实土的特性：,目前以重型标准击实试验方法确定较多。,26,四、路基压实,4.用标准击实试验确定的最大干密度与最佳含水量是一种理想的状态。实际工程施工时很难完全达到百分之百的最大干密度，或者需要付出过多的压实功能才能达到，这从经济上考虑也是不可取的。,5.压实度是以实际达到的干密度绝对值与标准击实法得到的最大干密度之比值的百分率表征 。,K实际上是土在压实后接近最大密实度的程度。,6.密实度是指单位体积内土颗粒排列紧密的程度，即单位体积土的重量，常用不包括土体中水分重量的单位体积重量，即干密度作为密实度的指标。,27,四、路基压实,7.不同情况压实要求不同：,表3-13所列为适用于各级公路的以重型击实方法为标准的路床压实度和相应的路床土最小强度。（80cm范围内）,我国公路路基设计规范针对各种不同情况提出了不同的压实度标准：,路床以下的路基部分一律按重型击实试验法求得的最大干密度控制压实度。表3-14为各个等级公路上路堤和下路堤的压实度和路堤最小填土强度。,28,第四节 路基附属设施,29,取土坑、弃土堆、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。,一、取土坑与弃土堆,要合理选择取土坑或弃土堆的位置。选点时要兼顾土质,数量、用地及运输条件等因素，还必须结合沿线区域规划、因地制宜，综合考虑，防止水土流失，维护自然平衡。,平坦地区，如果用土量较少，可以沿路两侧设置取土坑，与路基排水和农田灌溉相结合。为防止坑内积水危害路基，当堤顶与坑底高差不足2.0m时，在路基坡脚与坑之间需设宽度1.0m的护坡平台，坑底设纵横排水坡及相应设施。 河水淹没地段的桥头引道近旁，一般不设取土坑.,借方,30,取土坑、弃土堆、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。,一、取土坑与弃土堆,路基开挖的废方，应尽量加以利用，如用以加宽路基或加固路堤，填补坑洞或路旁洼地，亦可兼顾农田水利或基建等所需，做到变废为用，弃而不乱。 废方一般选择路旁低洼地，就近弃堆。 沿河路基爆破后的废石方，往往难以远运，条件许可时可以部分占用河道，但要注意河道压缩后，不致壅水危及上游路基及附近农田等。 积砂或积雪地段的弃土堆，宜有利于防砂防雪，可设在迎面一侧，并具有足够距离。,弃方,31,二、护坡道和碎落台,1.护坡道,护坡道是保护路基边坡稳定性的措施之一，设置的目的是加宽边坡横向距离，减小边坡平均坡度，同时也可防止边沟水流浸湿路基。,设置宽度要兼顾边坡稳定性和经济合理性。,32,二、护坡道和碎落台,2.碎落台,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。 碎落台宽度一般为1.0-1.5m，如兼有护坡作用，可适当放宽。 碎落台上的堆积物应定期清理。,33,三、堆料坪与错车道,1、 堆料坪,2、错车道,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。 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。 单车道的路基宽度为4.5m，而错车道地段的路基宽度为6.5m。,34,35,一、名词：路基、路面、路基的水温状况、冻胀、翻浆、路基临界高度、稠度 二、思考题： 1、理解为满足车辆运行的要求，路基路面应具有哪些基本性能？ 2、影响路基路面稳定的因素有哪些？ 3、简述不同类别的公路用土，修筑路基时需要注意哪些问题？ 4、我国为何要进行公路自然区划？制定自然区划的原则是什么？如何进行划分的？简要回答在七个一级自然区进行路面结构设计时分别要注意什么问题？ 5、路基按干湿状态不同划分为哪几种类型？ 6、分别简述对原有公路和新建公路如何确定路基干湿类型？ 7、路面结构为什么要分层铺筑？分为哪几层？ 8、简述路面各结构层的特点、要求及材料？ 9、路面通常分为哪几个等级？ 10、试从力学特性、材料等方面讲述柔性路面与刚性路面的区别？,第一章,36,三、计算题： 已知某市属于4区，有一段粘土路基，路槽地面高出地面0.3m，地下水位距地面0.8m，请确定该路基的干湿类型。,37,一、名词：,单圆荷载、双圆荷载、冲击系数、路基工作区、土基回弹模量、地基反应模量、加州承载比CBR、路堤沉陷、滑坡.,二、思考题：,1、车辆的车轮对路面的作用有哪些？ 2、我国水泥混凝土路面设计规范和沥青路面设计规范均选用 作为标准轴载。路面设计中如何求设计年限内累计交通量？如何进行轴载换算，换算的依据是什么？ 3、对路基路面结构有重要影响的自然环境因是什么？ 4、如何理解温度应力和湿度应力？ 5、路基内任一点处的垂直应力有哪两部分？ 6、表征土基承载能力的参数指标有哪些？ 7、路基的主要病害有哪些？ 8、简述路面结构在荷载应力重复作用下，可能出现的破坏极限状态有哪两种？,第二章,38,第三章,一、名词：,路堤、路堑、半填半挖路基、高路堤、路基高度、路基边坡高度、路基边坡坡度、压实度,二、思考题：,1、路基横断面通常有哪三种形式？ 2、对于矮路堤、高路堤、一般路堤设计时分别应注意哪些问题？ 3、路堑有哪几种常见的横断面形式？设计时应注意哪些问题？ 4、简要回答确定路基边坡坡度有哪些需要考虑的问题？ 5、简要回答确定路基高度有哪些需要考虑的问题？ 6、路基土压实标准可以按哪两种方法确定？ 7、路基的附属设施主要包括哪些？各有什么作用？,39,再 见！,