路基路面知识小结笔记_参考着有选择的看_

第三章一般路基设计§3-1路基设计的一般要求路基是路面的基础，承受着本身土体的自重和路面结构的重量传递下来的行车荷载。路基设计根据路线平、纵、横设计，精心布置，确定标高。路基承受的行车荷载，主要作用在应力作用区范围之内。路基的整体结构中包括各项附属设施。一般路基：指在良好地质与水文等条件下，填方高度和挖方深度不大的路基。——选用典型断面图。特殊路基：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。——进行个别设计和验算。§3-2路基的类型与构造路基横断面的典型形式——路堤、路堑和填挖结合等三种类型。路堤：指全部用岩土填筑而成的路基。路堑：指全部在天然地面开挖而成的路基。半填半挖路基：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。一、路堤按路堤的填土高度不同，划分为矮路堤、高路堤和一般路堤。矮路堤：填土高度小于1.0-1.5m；高路堤：填土高度大于18m(土质)或20m(石质)的路堤；一般路堤：填土高度在1.5m-18m范围内的路堤。矮路堤常在平坦地区取十困难时选用，满足最小填土高度的要求。高路堤的填方数量大，占地多，需进行个别设计。二、路堑路堑横断面形式有全挖路基、台口式路基及半山洞路基。路堑以下的天然地基，要人工压实至规定的密实程度。三、半填半挖路基半填半挖路基兼有路堤和路堑两者的特点，上述对路堤和路堑的要求均应满足。§3-3路基设计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。一、路基宽度路基宽度：行车道与路肩之和。具体宽度见《公路工程技术标准》2004。二、路基高度路基高度：路堤的填筑高度和路堑的开挖深度，是路基设计标高与地面标高之差。路基高度：中心高度和边坡高度。三、路基边坡坡度路基边坡坡度：边坡高度与边坡宽度之比值。边坡坡度大小：边坡土质、岩石性质、水文地质条件。1.路堤边坡：一般路堤：按规范选用。高路堤：单独设计。2.路堑边坡：土质路堑边坡：边坡高度、土的密实程度、地下水、地面水。岩石路堑边坡：岩石种类、风化程度、边坡高度——工程经验。四、路基压实1.压实土的特性：在最佳含水量条件下，采用一定的压实功能可以达到最大的密实度。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。2.压实标准：压实度：应达到的干密度绝对值与标准击实试验得到的最大干密度之比值的百分率。§3-4路基附属设施一、取土坑与弃土堆合理选择地点：1.土质、数量、用地、运输条件。2.区域规划、因地制宜，综合考虑，维护自然平衡，借之有利、弃之无害。二、护坡道与碎落台1.护坡道：作用：保护路基边坡稳定性。设置：挖方坡脚、变坡处。2.碎落台：作用：供零星土石碎块下落时临时堆积，保护边沟不致阻塞，也有护坡道作用。设置：挖方边坡坡脚。三、堆料坪与错车道1.堆料坪：设置：路肩外缘。2.错车道：设置：单车道公路。§4-1边坡稳定性分析原理与方法一、边坡稳定原理滑动面的形状与土质有关。对于粘性土——圆柱形、碗形。对于松散的砂性土及砂土——平面。如果下滑面是单一平面——静力平衡问题。如果下滑面具有二个破坏面——超静定问题。求解这些静不定问题——作出某些假设：1.在用力学边坡稳定性分析法进行边坡稳定性分析时，按平面问题来处理。2.松散的砂性土和砾(石)土具有较大的内摩擦角和较小的粘聚力，边坡滑坍时，破裂面近似平面——直线破裂面法。3．粘性土具有较大的粘聚力，而内摩擦角较小，破坏时滑动面有时象圆柱形有时象碗形，通常近似于圆曲面——圆弧破裂面法。在进行边坡稳定性分析时的假设：1．不考虑滑动土体本身内应力的分布。2．认为平衡状态只在滑动面上达到，滑动土体成整体下滑。3．极限滑动面位置要通过试算来确定。二、边坡稳定性分析的计算参数(一)土的计算参数边坡稳定性分析所需土的试验资料：1.对于路堑或天然边坡：原状土的容重γ(KN／m3)、内摩擦角φ(°)和粘聚力c(kPa)。2.对路堤边坡：与现场压实度一致的压实土的试验数据。数据包括压实后土的容重、内摩擦角，粘聚力。边坡由多层土体所构成：对于直线法和圆弧法可通过合理的分段，直接取用不同土层的参数值。用综合土体边坡稳定性分析，可采用加权平均法。(二)边坡的取值对于折线形或阶梯形边坡，取平均值或坡脚与坡顶的连线。(三)汽车荷栽当量换算在边坡稳定性分析时，将车辆按最不利情况排列，将车辆的设计荷载换算成当量土柱高(即以相等压力的土层厚度来代替荷载)，以h0表示。当量土柱高度的计算式为式中：N--横向分布的车辆数，单车道N=1,双车道N=2；Q——每一辆车的重力，kN；γ--路基填料的容重，kN／m3；L--汽车前后轴(或履带)的总距，m；B--横向分布车辆轮胎最外缘之间总距。三、边坡稳定性分析方法路基边坡稳定性分析方法——力学分析法和工程地质法。1.力学分析法数解法：假定滑动面，按力学平衡原理进行稳定性分析，找出极限滑动面。图解或表解法：在计算机和图解分析的基础上，制定成图或表，用查图法或查表法进行边坡稳定性分析。2.工程地质法：根据不同土类及其所处的状态，经过长期的生产实践和大量的资料调查，拟定边坡稳定值的参考数据，在设计时，将影响边坡稳定的因素作比拟，采用类似条件下的稳定边坡值。（一）力学分析法1.直线法适用于砂土和砂性土。计算公式：先假定路堤边坡值，然后通过坡脚A点，假定3—4个可能的破裂面，求出相应的稳定系数Ki值，得出Ki与ωi的关系曲线。在关系曲线上找到最小稳定系数值Kmin，及对应的极限破裂面倾斜角ω值。砂性土：c=0K1.25稳定。2.圆弧法适用于边坡有不同的土层、均质土边坡，部分被淹没、均质土坝，局部发生渗漏、边坡为折线或台阶形的粘性土的路堤与路堑。1)圆弧法的基本原理与步骤圆弧法：将圆弧滑动面上的土体划分为若干竖向土条，依次计算每一土条沿滑动面的下滑力和抗滑力，然后叠加计算出整个滑动土体的稳定性。假定：土为均质和各向同性；滑动面通过坡脚；不考虑土体的内应力分布及各土条之间相互作用力的影响，土条不受侧向力作用，或虽有侧向力，但与滑动圆弧的切线方向平行。圆弧法的基本步骤如下：(1)通过坡脚任意选定可能发生的圆弧滑动面AB，其半径为R，沿路线纵向取单位长度1m。将滑动土体分成若干个一定宽度的垂直土条，其宽一般为2-4m，如图所示。(2)计算每个土条的土体重G(包括小段土重和其上部换算为土柱的荷载在内)。G——法向分力Ni、切向分力Ti；α为该弧中心点的半径线与通过圆心的竖线之间的夹角。(3)计算每一小段滑动面上的反力(抵抗力)。(4)计算滑动力矩和抗滑力矩。滑动力矩抗滑力矩(5)求稳定系数值2)假定几个可能的滑动面，按上述步骤计算对应的稳定系数。在圆心辅助线MI上绘出，稳定系数对应于圆心的关系曲线，在该曲线最低点作圆心辅助线MI的平行线，与曲线相切的切点对应的圆心为极限滑动面圆心，对应的滑动面为极限滑动面，相应的稳定系数为极限稳定系数，其值应在1.25-1.5之间。3)确定圆心辅助线(1)4.5H法(2)36°线法4)稳定系数K取值：1.25-1.5。3.表解法均质、直线形边坡路堤，滑动面通过坡脚，坡顶为水平并伸至无限延远。§4-2陡坡路堤稳定性一、陡坡路堤当路堤修筑在陡坡上，且地面横破大于1：2.5或在不稳固的山坡上，路基不仅要分析路堤边坡稳定性，还要分析路堤沿陡坡或不稳定山坡下滑的稳定性。陡坡路堤边坡稳定性分析假定路堤整体沿滑动面下滑，边坡稳定性分析方法可按滑动面形状的不同分为直线和折线两种方法。二、陡坡路堤边坡稳定性分析方法1.直线法基底为单一坡面，土体沿直线滑动面整体下滑时，可用直线滑动面法。公式：Ｋ＝(Ｑ＋Ｐ)cosαtgφ+cL/(Ｑ＋Ｐ)sinα式中：Q——对于以基底接触面为滑动面者，等于路堤自重；对于以基底以下软弱面为滑动面者，等于路堤连同其下不稳定土体的自重力，kN；P——路堤顶面的换算土柱荷载，kN；α——滑动面对水平面的倾斜角，φ——滑动面上软弱土体的内摩擦角，c——滑动面上软弱土体的单位粘聚力，kN；L——滑动面的全长，m。2.折线法定义：滑动面为多个坡度的折线倾斜面时，将滑动面上土体折线划分为若干条块，自上而下分别计算每个土体的剩余下滑力，根据最后一块的剩余下滑力的正负值确定其整体稳定性。剩余下滑力等于或小于零时，认为稳定；大于零时则不稳定，必须采取稳定措施。§4-3浸水路堤稳定性一、渗透动水压力的作用浸水路堤：受到季节性或长期浸水的沿河路堤、河滩路堤等均称为浸水路堤。河滩路堤：承受普通路堤所承受的外力及自重力、浮力及渗透动水压力的作用。特点：1.水位上升时，土体除承受竖向的向上浮力外，还承受渗透动水压力的作用，其作用方向指向土体内部。2.当水位骤然下降时，其渗透动水压力的方向指向土体外面，剧烈破坏路堤边坡的稳定性，产生边坡凸起和滑坡现象。3.在高水位时，如路堤两侧边坡上的水位不一致，产生横穿路堤的渗透。4.凡是用粘性土填筑的浸水路堤(不包括渗透性极小的纯粘土)，都必须进行渗透动水压力的计算。二、渗透动水压力的计算渗透动水压力计算公式：D=ΙΩBγ0式中：D——作用于浸润线以下土体重心的渗透动水压力；Ι——渗流水力坡降(取用浸润曲线的平均坡降)；ΩB——浸润曲线与滑动弧之间的面积；γ0——水的容重。三、浸水路堤边坡稳定性分析浸水路堤的破坏一般发生在最高洪水位骤然降落的时候。采用圆弧法进行浸水路堤边坡稳定性分析，其稳定系数K计算与一般路堤相同。第五章路基防护与加固5-1概述1.由岩土所筑成的路基发生的变化：浸水后湿度增大，土的强度降低；岩性差的岩体，在水温变化条件下，加剧风化；路基表面在温差作用下形成胀缩循环，在湿差作用下形成干湿循环，可导致强度衰减和剥蚀；地表水流冲刷，地下水源浸入，使岩土表层失稳，易造成和加剧路基的水毁病害；沿河路堤在水流冲击、淘刷和浸蚀作用下，易遭破坏；湿软地基承载力不足，易导致路基沉陷。所有这些均取决于岩土的物理力学性质及自然因素，且与路基承受行车荷载的情况密切相关。2.合理的路基设计：应在路基位置、横断面尺寸、岩土组成等方面综合考虑。3.为确保路基的强度与稳定性，路基的防护与加固，是不可缺少的工程技术措施。4.路基防护与加固设施：边坡坡面防护沿河路堤河岸冲刷防护与加固湿软地基的加固处治1）坡面防护：作用：保护路基边坡表面免受雨水冲刷，减缓温差及湿度变化的影响，防止和延缓软弱岩土表面的风化、碎裂、剥蚀演变进程，从而保护路基边坡的整体稳定性，在一定程度上还可兼顾路基美化和协调自然环境。特点：不承受外力作用，要求坡面岩土整体稳定牢固。分类：植物防护(种草、铺草皮、植树等)——有“生命”(成活)防护——土质边坡工程防护(抹面、喷浆、勾缝、石砌护面等)——无机物防护——石质路堑边坡。在一定程度上，有“生命”防护在边坡稳定和改善路容方面，优于无机物防护。2）堤岸防护与加固：作用：对沿河滨海路堤、河滩路堤及水泽区路堤，亦包括桥头引道，以及路基边旁的防护堤岸等。特点：主要针对水流的破坏作用而设，起防水治害和加固堤岸双重功效。分类：直接和间接两类。直接防护与加固设施——植物防护、石砌防护与加固两种——植树、铺石、抛石或石笼等。间接防护——导治结构物，如丁坝、顺坝、防洪堤、拦水坝等，疏浚河床、改变河道。3）湿软地基加固：作用：防止路基沉陷、滑移或产生其他病害。特点：湿软地基加固，规模大，造价高，应注意方案比较，研究技术和经济方面的可行性，力求从简，尽量就地取材。加固方法：换填土、辗压夯实、排水固结、振动挤密、土工格栅加筋和化学加固等五类。§5-2坡面防护一、植物防护作用：可美化路容，协调环境，调节边坡土的湿温，起到固结和稳定边坡的作用。适用条件：坡高不大，边坡比较平缓的土质坡面。方法：种草、铺草皮和植树。1.种草：适用边坡坡度不陡于1：1，土质适宜种草，不浸水或短期浸水但地面径流速度≤0.6m／s的边坡。2.铺草皮：坡面冲刷比较严重，边坡较陡，径流速度