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1、路基路面工程,授课教师：韦璐,第四章 一般路基设计,1,2,3,4,路基设计的一般要求,路基典型横断面形式及设计要点,路基横断面的基本构造,附属设施,目 录（contents）,4.1 路基设计的一般要求,路基：路面的基础 自重作用+路面结构重力+交通荷载,一、路基设计的基本要求,具有足够的强度、稳定性和耐久性； 符合环保、地质、水文等要求； 地质条件、地址参数明确； 避免高路堤与深路堑； ,高速公路、一级公路应采用动态设计； 提倡采用成熟的新技术、新材料和新结构； 符合经济性的要求。,4.1 路基设计的一般要求,二、路基设计内容,路基设计包括： 地基处理设计； 路基填料选择； 防护工程设计；
2、 排水工程设计； 关键部位（台背、挡土墙背、涵洞背等）路基设计与施工设计。,4.1 路基设计的一般要求,三、概念,一般路基:通常指在良好的地质与水文等条件下，填方高度与挖方深度不大（1.5mh18m）的路基。,路床：是指路面底面以下80cm范围内的路基部分。030cm称为上路床，3080cm称为下路床。,滑坡地段路基 崩塌与岩堆地段路基 泥石流地区路基 岩溶地区路基 软土地区路基 红粘土与高液限土地区路基 膨胀土地区路基 黄土地区路基,盐渍地区路基 多年冻土地区路基 风沙地区路基 涎流冰地段路基 采空区路基 滨海路基 水库地区路基,特殊路基,4.1 路基设计的一般要求,四、路基设计的一般要求,
3、整体稳定性 强度与刚度 水温稳定性,1.根据路线平、纵、横设计进行路基布置； 2.在荷载应力作用区（路基工作区）内部分应进行严格碾压施工（特别是路床部分），与路面设计一起进行综合考虑； 3.必须有确保路基强度与稳定性的附属设施，包括路基排水、路基防护与加固、取土坑、弃土堆、护坡道等； 4.对于一般路基，可结合当地情况选用典型断面图或设计规定，不必进行论证和演算，对于高填、深挖路基及地质和水文条件特殊的路基，须进行个别设计和验算。,概念： 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。 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
4、物。较多适用于山区、丘陵区。,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,一、典型横断面形式,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,二、路堤设计要点,1.路堤的常见横断面型式,1）路堤按填高分，有： 矮路堤（H1820m） 一般路堤（H=1.518m） 2）路堤按所处条件和加固类型分，有： 浸水路堤 护脚路堤 挖沟填筑路堤等,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,二、路堤设计要点,2.一般路堤和矮路堤的构造要求,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,二、路堤设计要点,1）满足最小填土高度要求； 2）因工作区可能涉及到天然地面，除填方路堤须满足施工 要求外，天然地
5、基也必须进行压实，必要时须换土或进行加固； 3）可结合两侧排水沟进行挖土填筑路基，可在路基侧设置护坡道； 4）对地面纵、横坡较陡处必须挖台阶再填筑，从而保证路基不沿坡向有滑动可能性； 5）必要时可设置石砌护脚进行路基防护。,3.高路堤及浸水路堤的构造要求,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,二、路堤设计要点,1）必须进行个别设计； 2）边坡可采用上陡下缓的折线形式或台阶形式； 3）边坡表面须采取适当的防护或加固措施。,高路堤 土质：h18m 岩石：h20m,高路堤的填方数量大，占地多，为保证路基的稳定性和横断面经济合理，需要进行个别设计。,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,软土路堤,a、
6、反压护道的高度h为整个路堤高度H的1/2; b、反压护道的宽度需要通过边坡稳定性验算进行确定； c、路堤下侧一般情况下应设砂垫层。,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,路堤设计要点,边沟和截水沟等排水沟渠的设置 取土坑的设置 护坡道的设置 浸水路堤的边坡形式 路堤边坡的防护与加固 软土地基上路堤的反压护道等加固措施 横坡较陡的地面上填筑的路堤,路堤的特点,设计线高于原地面；排水、通风条件好；施工质量易控制，可控制填料选择、干湿类型、密实度等；受水文地质影响小。,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,路堤质量的关键,水温状况的调节 地基承载力的要求 填料的
7、选择 土基的压实 排水 防护与加固,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,全挖路堑,半山洞路堑 适用于岩质稳定山坡,台口式路堑,三、路堑设计的要点,一般路堑（h20m）,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,1.路堑的常见横断面型式,三、路堑设计的要点,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,作用：缓和道路纵坡或越岭线穿越岭口控制标高； 危害：破坏了厚地层的天然平衡状态，不利于排水，通风。,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,2.路堑的构造要求,三、路堑设计的要点,1）边坡可设置为直线或折线； 2）挖方边坡坡脚处须设置边沟； 3）路堑上方应设置截水沟； 4）坡面易风化时须采取防护措施，并设碎落
8、台 5）挖方路基下天然地基必须人工压实，必要时应翻挖重填、 换土或进行加固处理。,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,路堑设计要点,挖方边坡坡脚必须设置边沟 截水沟设置 直线或折线边坡 抹面防护或设置碎落台设置 护墙或挡土墙设置 路侧弃土堆的设置,路堑特点 设计线低于原地面；排水通风条件差；行车视距也差；破坏了原地层天然平衡，受水文地质条件影响较大，要注意边坡稳定性，路床位于上层时，要注意排水、压实，必要时可换土。,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,路堑的质量关键,边坡坡率的大小与形式 设置必要的边沟、截水沟及地下排水结构物 挖方路基的地基情况 防护与加固,4.2 路基典型横断面形式及设
9、计要点,四、半填半挖路基（填挖结合式）,1. 一般形式,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,2. 其他半填半挖路基,四、半填半挖路基（填挖结合式）,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,(a) 矮挡土墙路基,(b) 护肩路基,(c) 砌石护坡路基,(d) 砌石护墙路基,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,(e) 挡土墙支撑路基,(f) 半山桥路基,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,3.半填半挖路基设计注意问题,一般挖填路基,a、一般情况下，h、b0.5m，不需要作流量设计； b、如汇水面积较大时，应作流量设计； c、截水沟的水不能引入边沟，只能进入
10、排水沟 d、排水沟应作流量设计。,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,兼有路堤和路堑两者的特点，土石方数量少。工程上经济，要注意填方部分与山坡结合（挖出），填挖分界处发生不均匀沉降。,半填半挖路基特点,半填半挖路基设计要点,兼顾路堤和路堑的设计要点 路基的形式和稳定性同原地面横坡密切相关 填挖分界处的沉降 压缩用地宽度及减小填方量时，可在填方侧设护坡或护墙，也可设置护肩墙或路堤墙，特殊时可设半山桥路基。,4.2 路基典型横断面形式及设计要点,一、路基设计的主要内容,1. 选择路基断面形式，确定路基宽度与高度； 2. 选择路堤填料与压实标准； 3. 确定边
11、坡形状与坡度； 4. 排水系统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。,二、组成,路基宽度 路基高度 路基边坡坡度,4.3 路基横断面的基本构造,一般公路：行车道硬路肩,三、路基的宽度,4.3 路基横断面的基本构造,其他：中间带、加（减）速车道、爬坡车道、紧急停车带、错车道等。,三、路基的宽度,4.3 路基横断面的基本构造,宽度的确定： 1.根据道路的等级、设计车速、车道数确定，参考公路工程技术标准; 2.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。,4.3 路基横断面的基本构造,a) 高速公路和一级
12、公路,4.3 路基横断面的基本构造,a) 二、三、四级公路,4.3 路基横断面的基本构造,3.路基宽度的确定 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； 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。 中间带：最小中间带宽度随公路等级、地形条件变化2.50m-4.50m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。 变速车道：高速公路和一级公路，当纵坡大于4%时，可沿上坡方向设爬坡车道，爬坡车道的宽度一般为3米。 爬坡车道：高
13、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 路基横断面的基本构造,4.3 路基横断面的基本构造,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。,路基设计标高： 新建公路：设有中央分隔带的高速公路、一级公路，为中央分隔带的外侧边缘标高为路基标高；未设中央分隔带的公路，在设置超高、加宽地段，则为设置超高、加宽前的路基边缘标高。 改建公路:可与新建公路相同，也可采用路中线。,路基高度的确定（线型、地形、水文综合考虑） a、对于平原区，能否满足最小填土高度的要求 b、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
14、有浪区：设计水位0.5m浪高,四、路基的高度,4.3 路基横断面的基本构造,五、边坡坡度确定,1、定义：,4.3 路基横断面的基本构造,边坡坡度:指边坡高度与边坡宽度之比，常取H=1，以1:n（路堑）或1:m（路堤）表示坡率。,4.3 路基横断面的基本构造,4.3 路基横断面的基本构造,2、路堤边坡 a、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； 折线型：上陡、下缓，较符合受力特点 上缓、下陡 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。 b、路堤边坡坡度
15、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。,路堤边坡坡度表,3、路堑边坡 n=0.51.75 a、土、石质路堑,4.3 路基横断面的基本构造,b、岩石路堑 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：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。,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）。 河水淹没桥头引道近旁，不允许设置取土坑。 当地面坡度较陡时，取土坑宜设在路堤上侧。,1、取土坑,当H2m，b1m
16、 当H6m，b2m,4.4 路基附属设施,一、取土坑与弃土堆,原则：填补地面坑洞、田洼地 尽量占荒地 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。 2)当原地面坦于1：50，路旁两侧均可设弃土堆 3)当坡度较陡时，宜将弃土堆设在下侧。 4)对于沿河路堤废方，检查是否压缩河道。,2、弃土堆,d3.0m dmaxH5.0m,4.4 路基附属设施,设置护坡道目的：加宽边坡横距，减少边坡平均坡度。 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。,二、护坡道与碎落台,4.4 路基附属设施,碎落台与护坡道,4.4 路基附属设施,三、堆料坪与错车道 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，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。,4.4 路基附属设施,