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1、第三节 路基设计1、一般路基设计的内容 （1）选择路基断面型式，确定路基宽度与路基高度； （2）选择路基填料与压实标准； （3）确定边坡形状与坡度； （4）路基排水系统布置与排水结构设计； （5）坡面防护与加固设计； （6）附属设施设计。2、路基宽度设计 （1）路基宽度的概念：路基宽度为行车道、路肩、中间带、变速车道、爬坡车道等宽度之和，一般可理解为土路肩外边缘之间的距离。 （2）路基宽度的确定原则：须考虑占用土地及生态平衡问题，应尽可能少占农田、考虑填挖平衡以减少取土开挖、防止水土流失以维护生态平衡。图3-6 公路路基宽度图a)高速公路和一级公路 b）二、三、四级公路（3）路基宽度的确定 （
2、1）行车道：3.5-3.75m，与车辆宽度、设计交通量、交通组成和汽车行驶速度等有关； （2）路肩：高速公路、一级公路的平原微丘区，有条件时路肩宽度宜采用2.50m的硬路肩。 （3）中间带：最小中间带宽度随公路等级、地形条件变化在2.50m4.50m之间，特殊情况下可减至2.00m。中间带的宽度根据行车带以外的侧向余宽，防止驶入对向行车带护栏、防眩网、交叉公路的桥墩等所需的设置带宽度而定。 （4）变速车道：高速公路和一级公路，当纵坡大于时，可沿上坡方向设爬坡车道，爬坡车道的宽度一般为米。 （5）爬坡车道：高速公路互通式立体交叉、服务区、车站等处，应设置变速车道。变速车道的宽度一般为3米。（4）
3、技术标准表3-1 整体式路基宽度公路等级高速公路设计速度（km/h）12010080车道数86486464路基宽度（m）一般值42.0034.5028.0041.0033.5026.0032.0024.50最小值40.00-25.0038.50-23.50-21.50公路等级一级公路设计速度（km/h）1008060车道数64644路基宽度（m）一般值33.5026.0032.0024.5023.00最小值-23.50-21.5020.00公路等级二级公路三级公路四级公路设计速度（km/h）8060403020车道数22222或1路基宽度（m）一般值12.0010.008.507.506.50
4、（双车道）4.50（单车道）最小值10.008.50-表3-2 高速公路、一级公路分离式路基宽度公路等级高速公路设计速度（km/h）12010080车道数86486464路基宽度（m）一般值22.0017.0013.7521.7516.7513.0016.0012.25最小值-13.25-12.50-11.25公路等级一级公路设计速度（km/h）1008060车道数64644路基宽度（m）一般值16.7513.0016.0012.2511.25最小值-12.50-11.2510.253、路基高度设计 路基高度：是指路堤的填筑高度或路堑的开挖深度，一般为路基设计标高与原地面(中心线)标高之差；由
5、于原地面不平整，因此还有边坡高度。 路基高度的确定： 路基高度结合公路路线纵断面、排水及防护措施确定，同时与路基临界高度结合；应使路肩边缘高出地面积水，并考虑地面水、地下水、毛细水和冰冻作用对路基强度和稳定性的影响。 高路堤及深路堑的判别标准以边坡高度为依据； 沿河及受水浸淹路基的高度应大于：设计洪水位+壅水高度+波浪侵袭高度+0.5m。当路基高度不符合规定时，可采取降低水位、设置毛细水隔断层等措施。4、路基的边坡坡度 路基边坡概念：用边坡高度与边坡宽度之比H:b的形式表示，并取H=1计算为1:m（路堤）或1:n（路堑）的形式表示边坡坡率。 边坡坡度的大小，取决于边坡的土质、岩石的性质及水文地
6、质条件等自然因素和边坡的高度。 路基边坡坡度的大小直接影响路基的整体稳定性及土石方量和施工难易程度； 一般路基的边坡坡度应通过设计验算确定，也可根据多年工程实践经验和设计规范推荐的数值进行采用。（1）常用的路堤边坡坡度1）一般路堤边坡坡度：表3-3 路基边坡坡度表填料类别边坡坡率上部（H8m）下部（H 12m）细粒土1：1.51：1.75粗粒土1：1.51：1.75巨粒土1：1.31：1.52）高路堤及沿河浸水路堤：单独设计3）填石路堤：用大于25cm不易风化的石块砌筑， 坡度可用1:1；4）陡坡填方可采用砌石护墙：顶宽0.8m，基底以1:5向内斜，H=215m； 表3-4 砌石边坡坡度表序号
7、高度（m）内坡坡度外坡坡度151：0.31：0.52101：0.51：0.3151：0.61：0.755）地震地区边坡高度极限值 表3-5 路堤高坡高度限制（m）填料基本烈度89岩块和细粒土（粉性土和有机质土除外）15m10m粗粒土（细砂、极细砂除外）6m3m（2）常用的路堑边坡坡度1）路堑边坡设计时应考虑地貌、地质构造上的整体稳定性，不良情况时应使路线避绕，稳定的地质也应考虑开挖后能否造成坡面减少支承而引起失稳；2）土质路堑边坡坡度：表3-6 土质挖方边坡坡度表（m）土的类别边坡坡率粘土、粉质粘土、塑性指数大于3的粉土1：1中密以上的中砂、粗砂、砾砂1：1.5卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土胶
8、结和密实1：0.75中密1：1表3-7 土的密实程度划分表分级试坑开挖情况较松铁锨很容易铲入土中，试坑坑壁容易坍塌中密天然坡面不易陡立，试坑坑壁有掉块现象，部分需用镐开挖密实试坑坑壁稳定，开挖困难，土块用手使力才能破碎，从坑壁取出大颗粒处能保持凹面形状胶结细粒土密实度很高，粗颗粒之间呈弱胶结，试坑用镐开挖很困难，天然坡面可以陡立3）岩石路堑边坡坡度表3-8 岩石挖方边坡坡度表边坡岩体类型风化程度边坡坡率H15m15mH30m类未风化、微风化1：0.11：0.31：0.11：0.3弱风化1：0.11：0.31：0.31：0.5类未风化、微风化1：0.11：0.31：0.31：0.5弱风化1：0.
9、31：0.51：0.51：0.75类未风化、微风化1：0.31：0.5 弱风化1：0.51：0.75 类弱风化1：0.51：1 强风化1：0.751：1 4）H10m时地震地区岩石路堑边坡坡率表3-9 H10m时地震地区岩石路堑边坡坡率岩石种类基本烈度89风化岩石1：0.6-1：1.51：0.75-1：1.5一般岩石1:0.1-1：0.51:0.2-1：0.6坚? 石1：0.1-直立1：0.1-直立5、路基的压实 （1）压实的意义: 分层压实致密的路基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，从而确保路面的使用品质和使用寿命。 （2）路堑的压实: 路堑虽然其路基顶面工作
10、区内土体存在超固结情况，但一般天然土体的密实程度都不能满足路基设计要求，特别是在纵横向存在不均匀，因此，有必要挖开后再分层填筑压实，使其达到一定的均匀密实要求。 （3）公路室内击实试验 1）试验设备： 击实筒V=2177cm3；击实锤w=4.5kg 2） 试验条件： 土样分层n=3层；落高d=45cm；击数N=98/层 3） 击实能量： 4）试验方法：对为定值的土；分三层压实；测定击实后的、，算定d。 （4）室内击实国家标准 土工试验方法标准（国家标准）： 轻型：d5mm; V=947cm3, m=2.5kg， 落高30.5cm，分3层,每层 25击 重型：d40mm; V=2177cm3,
11、m=4.5kg, 落高45.7cm ，分3层 ,每层98击。 （5）路基土的压实度概念：路基土达到的干密度值与标准击实法得到的最大干密度的比值的百分数表示。 （6）要求压实的土层：路堤填土部分、零填及挖方路基。 （7）室内击实曲线图3-7 室内击实曲线特点： 具有峰值 位于饱和曲线之下 （8）影响因素 1）击实功能 2） 土的级配、含水量 3）击实方式：夯实、辗压、振动；辗压对粘土比较合适 （9）压实土的特性 1）低于最佳含水量时容易提高密实度，从而增强抗变形能力和强度，高于最佳含水量时则难以获得高的密实度； 2）压实土遇水浸湿含水量增长的程度与压实时的含水量及土质有关，压实时低于最佳含水量0
12、时压实土的膨胀量比略高者为大，因此在接近或略大于最佳含水量时压实的土，其吸水量与膨胀量最小，最稳定； 3）压实土浸湿后的抗变形能力：在0时压实的土可望得到最高的浸湿后的抗变形能力，同时，增加压实功、提高密度可以得到较高的浸湿后的抗变形能力。（10）压实度标准表3-10 路基土最小强度和压实度要求项目分类路面以下深度（m）路床土最小强度（CBR)(%）压实度（%）高速一级二级三四级高速一级二级三四级填方路基00.38659695940.30.8543969594零填及挖方路基00.38659695940.30.85439695表3-11 路堤压实度及路堤填土最小强度要求类别路床顶以下深度（m）压实度（%）填土最小强度(CBR)(%)高速公路一级公路二级公路三、四级公路高速公路一级公路二级公路三、四级公路上路堤0.801.50949493433下路堤1.50以下939290322