公路工程概论第5.6节 一般路基.ppt

第五章 路基设计与施工 第六节 一般路基设计,一般路基： 指在一般地区，填方高度和挖方深度小于规范规定的高度和深度的路基可以结合当地地形，地质情况直接套用典型横断面或设计规定 特殊地质路段和高度（深度）超过规范规定的路基应进行个别设计和验算 一般路基设计的内容： 结合路线几何设计要求和当地地形选择路基断面形式 选择路堤填料和压实标准 确定边坡形状和坡度 路基排水系统布置和排水结构物设计 坡面防护和加固设计本节主要内容： 一、路基的典型横断面与构造 二、路基边坡防护与加固设计,1、路基典型横断面 2、路基的基本构造 3、弯道横断面的超高 4、弯道横断面的加宽 5、路基横断面设计 6、路基土石方计算与调配 7、路基附属设施,一、路基的典型横断面与构造,路基的典型横断面形式有：路堤、路堑和填挖结合三种 当原地面横坡较大，且路基较宽时，路基的一侧需要填筑，另一侧需要开挖，这种由部分填筑和部分开挖后而形成的路基，叫填挖结合路基，亦叫半填半挖路基1、路基典型横断面,1）路堤,,图5-14 路堤的几种常用横断面形式 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,地面横坡较陡时，为防止填方路堤沿山波滑动，应将天然地面挖成台阶，或设置石砌护脚。

1）路堤,路堤设计 路堤是由土石材料在地面上堆填起来的结构物 要求：结构稳定性和沉降变形量小 设计考虑：地基、填料、边坡形状和坡度、堤身压实度 排水和坡面防护 （1）、地基 A、要求：地基有足够的承载力和低压缩性 B、经验： a）基岩、砾石土或一般砂土和粘性土地基，基本上符合支撑路堤的要求 b）潮湿的粘性土地基，粘结力小于20～40kpa往往承载力不足 处理：对地基进行钻探取样确定软弱地基的层厚及其物理力学性质，判断对路堤的支撑能力和沉降量C、地基处理情况： a）顶面酌情处理 除去草根、树根、各种耕作物（防止腐烂后形成滑动面） 冬季施工时，除去顶面的雪、冰或冻土（以免接触面碾压不实形成软弱面） b）地基顶面有滞水，经过水田、池塘、洼地时是根据积水深和水下淤泥厚度等具体情况，采取排水疏干、挖除淤泥、抛填片石或砂、砾石等处理措施A图为经过水田地段处理B图为经过池塘的地区处理 c）地基为斜坡： 坡度大于1：5时，原地面开挖台阶以防路堤沿坡下滑，台阶的高度为路堤分层填土厚度的2倍（台阶宽度不小于2m） 坡度大于1：2.5时，应进行滑动稳定性验算 （2）填料 要求：水稳定性好，压缩性小一方面考虑料源和经济性，另一 方面顾及填料的性质是否适宜。

a、直线：最常见，适用于矮路堤和中等高度路堤受力情况是上陡下缓，所以上部偏安全下部偏危险路堤高度大时不经济一般在坡高小于8m的时候适用） b、折线：上陡下缓，符合路堤的受力情况变坡不宜多，多了施工不宜控制，坡面也易受水冲刷 c、台阶形：每隔一定高度设置宽度不小于1-2米的护坡道，护坡道具有3%的外向横坡适用于高路堤设置护坡道可以减缓较长坡面的地面水流速，防止坡面受冲刷同样可以起到减小平均坡度3）边坡的三种形式（影响堤身的稳定和工程量的大小）,路堤：1、矮路堤 填士高度 ﹤1.0~1.5m 2、高路堤 填士总高度 18m(土质) 填石总高度 20m(石质) 3、一般路堤 介于两者之间,全部由地面开挖出的路基称为路堑有全路堑、半路堑和半山洞三种2）路堑,路堑设计,路堑:从天然地层中开挖出来的路基结构物 路堑设计的中心问题：结构物的整体稳定性 主要内容：1、路堑边坡 2、路堑排水 3、坡面防护设计,边坡设计 （1）工程地质法:比照着当地具有相同工程地质条件，而处于极限状态的自然山坡和稳定的已成人工边坡，来确定路堑边坡的形状和坡度 A、影响路堑稳定性的因素：开挖深度、坡体的岩性或土质、地质构造特征、岩石的风化和破碎程度、地面水和地下水的作用、当地气候等。

B、根据地层性质的不同把边坡分为岩质、土质和碎（砾）石土三类路堑边坡 （2）、岩质路堑边坡： a、影响稳定性的因素： 1、结构面的产状 2、岩体破碎程度 3、岩石风化程度 4、岩石性质 5、施工方法 b、边坡坡度参考值 使用时： 1、应先对设计路堑的工程地质条件进行调查和分级 2、设计人员也可根据当地具体条件和设计经验通过调查分析得出适合该地区的经验设计坡度表3）边坡形状选择：直线，折线，台阶形 a、单一岩层、风化和破碎程度相差不大的坡体：直线边坡 b、坡高范围内上下的破碎程度有显著差别：台阶形或折线形在不同层的分界面处设置边坡平台注意： 挖方边坡的坡脚设置边沟，汇集和排除路基范围内地表径流上方设置截水沟拦截和排除流向路基的地表径流 坡体因开挖而可能失去稳定性时必须采用支挡结构物 边坡坡面易风化或有碎落物时，可设置碎落台也可坡面防护横断面上 ，部分为挖方部分为填方的路基称为半填半挖路基，通常出现在地面横坡较陡时候，它兼有上述路堤和路堑的构造特点和要求3）半填半挖,2、 路基的基本构造,1）路基宽度 2）路基高度 3）路基边坡坡度,2、 路基的基本构造,路基宽度取决于公路技术等级； 路基高度（包括路中心线的填挖深度，路基两侧的边坡高度），取决于路线的纵坡设计及地形； 路基边坡坡度取决于土质、地质构造、水文条件及边坡高度，并由边坡稳定性和横断面经济性等因素比较确定。

路基宽度、高度和边坡坡度是路基本体设计的基本要素 就路基稳定性和横断面经济性的要求而论，路基的边坡坡度及相应的防护、加固措施，是路基本体设计的基本内容2、 路基的基本构造,A、定义：路基宽度为路面及两侧路肩宽度之和或在一个横断面上两路肩外缘之间的宽度 B、路基横断面一般组成 ： 中间带：技术等级高的公路（如高速公路和一级公路），路基宽度内还需设置中央带（由中央分隔带加相邻两侧路缘带组成） 行车道：供各种车辆行驶部分的总称1）路基宽度,路 肩：位于行车道外缘至路基边缘，具有一定宽度的带状构造物 路肩的作用是： ①增加路幅的侧向余宽，供临时停车、错车或堆放养路材料之用 ②具有保护路面及支撑路面结构的作用 ③显示行车道的边缘线，有利于视线诱导，增加行车的舒适感和安全感 ④为公路的其它设施（如护墙、护栏、绿化、电杆地下管线等）提供设置的场地（注意：设施的设置不得侵入建筑限界以内），也可供养护人员养护操作、避车之用 ⑤精心养护的路肩，能增加公路的美感1）路基宽度,边 坡：为保证路基稳定，在路基两侧具有一定坡度的坡面 边 沟：为汇集和排除路面、路肩及边坡流水在挖方或低填方路基两侧设置的纵向排水沟。

1）路基宽度,C、特殊组成 ： 紧急停车带：在高速公路和一级公路上设置的供临时发生故障或其它原因需紧急停车车辆使用的临时停车地带当右侧硬路肩的宽度小时应设应急停车带，其设置间距不宜大于500m，其宽度包括硬路肩在内3.50m，有效长度不小于30m 爬坡车道：在高速公路和一级公路上，当纵坡大于4％时，设置的专供慢车爬坡使用的车道其宽度一般为3.5m1）路基宽度,C、特殊组成 ： 变速车道：在高速公路互通式立体交叉、服务区等处设置的，供车辆驶入或驶离高速车流的加速或减速车道其宽度一般为3.5m 错车道：四级公路，当采用4.5m的单车车道路基时，在适当的可通视的距离内设置的供车辆交错避让用的一段加宽车道设置错车道路段的路基宽度不小于6.5m，有效长度不小于 20m1）路基宽度,路基高度：指路基设计标高与路中线原地面标高之差（亦称为施工高度），即路堤的填筑厚度或路堑的开挖深度 边坡高度：指填方坡脚或挖方坡顶标高与路基设计标高之差当原地面平坦时，路基高度与边坡高度相等，而山坡地面上，两者不等，且两侧边坡高度亦不相等 路基设计标高： 路基边缘的标高（ 改建的路基设计标高可与新建公路相同，取路基边缘标高也可为路面中心标高。

2）路基高度,路堤最小填筑高度的确定 路堤的最小填筑高度，应根据临界高度，并结合沿线具体条件和排水及防护措施，按照公路等级及有关的规定确定，一般应保证路基处于干燥或中湿状态 最小填筑高度＝设计洪水频率计算标高＋壅水的高度＋浪高＋0.5m的安全高度,（2）路基高度,边坡高度H 路基边坡坡度= 边坡宽度ｂ 通常用1：n或1：m表示其比率 （称为边坡坡率）,,（3）路基边坡坡度,（3）路基边坡坡度,,（3）路基边坡坡度,,A、路堤边坡 a、土质路堤边坡 一般填土路堤边坡，均采用1：1.5，但当边坡高度超过一定高度时，其下部边坡改用1：1.75，以保证路基的稳定各类路堤边坡坡度的取值如表5-8所列3）路基边坡坡度,,A、路堤边坡 ②石质路堤边坡 填石路堤应由不易风化的较大(大于25cm)石块砌筑,边坡坡度一般可用1:1 l 什么是码砌边坡？ 陡坡上的路基填方可采用砌石护坡路基（图5-16d）砌石应用当地不易风化的开山片石砌筑 l砌石顶宽一律采用0.8m，基底以1：5的坡率向路基内侧倾斜，砌石高度H一般为2～15m3）路基边坡坡度,,B、路堑边坡 a、土质路堑边坡 一般情况下，具有一定粘性土质的挖方边坡坡度，取值为1：0.5～1：1.5，个别情况下，可放缓至1：1.75，不同高度、不同密度程度的土质挖方边坡坡度可参照表5-11和表5-12确定。

一般可取1：0.75 具有一定粘性土质的挖方边坡坡度比砂性土的边坡坡度陡3）路基边坡坡度,,B、路堑边坡 b、岩石路堑边坡 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岩石的种类、风化和破碎程度及边坡的高度是决定坡率的主要因素，设计时可根据这些因素参照表5-13和表5-14确定4)路拱,,为了迅速地排除路面上的集水需将路面做成一定的横向坡度，称为路拱横坡 路拱横坡坡度的确定既要保证排水通畅又要保证行车安全，路拱坡度一般依路面类型和当地自然条件而定，一般情况下，路拱横坡的取值可参照表5-15确定4)路拱,,路拱横坡取值表 表5-15,（4)路拱,,路拱的型式：根据路面宽度，路拱坡度及施工便利等确定一般来讲，低等级公路多采用抛物线形或双曲线形对城市道路、高等级道路及路面比较宽的公路则多采用直线形3、 横断面的超高及超高缓和段,1） 超高定义 2） 圆曲线超高横坡度的确定 3）超高缓和段 4） 横断面超高值的计算,1）、超高定义 为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡，称之为超高 当汽车行驶在设有超高的弯道上时，汽车自重分力将抵消一部分离心力，从而提高行车的安全性和舒适性。

超高的布置如右图所示2） 圆曲线超高横坡度的确定,（1）圆曲线上全超高横坡度的确定 （2）圆曲线上超高横坡度的最大值 （3）圆曲线上超高横坡度的最小值,（1）圆曲线上全超高横坡度的确定,在圆曲线段半径不变，故超高横坡度从圆曲线起点至圆曲线的终点是一个不变的定值，称为全超高 圆曲线上超高横坡度可按公路等级、设计速度、圆曲线半径大小 ，并结合路面类型、当地自然条件以及车辆组成等情况查《规范》确定2）圆曲线上超高横坡度的最大值,道路圆曲线部分最大超高值规定如表1和表2. 公路最大超高坡度 表1,城市道路最大超高坡度 表2,（3）圆曲线上超高横坡度的最小值,各级公路圆曲线部分的最小超高横坡度应是该级公路直线部分的路拱横坡度,3） 超高缓和段,（1） 设置条件和原因 （2） 超高缓和段过渡形式 （3） 超高缓和段长度,（1） 设置条件和原因,（2） 超高缓和段过渡形式,公路超高的过渡方式根据超高旋转轴在公路横断面上的位置可分为： ① 无中间带的公路 A、超高横坡度等于路拱坡度时，外侧车道绕路中线旋转，直至超高横坡值，如下图所示B、超高横坡度大于路拱横坡度时，有三种过渡方式：,a、绕行车道内边缘旋转，简称边轴旋转。