03路基设计

《路基路面工程》PavementEngineering国家精品课程东南大学道路与铁道工程国家重点学科HighwayandRailwayEngineering,NationalKeyDiscipline东南大学交通学院路基路面工程教学小组[e-mail]:025-83795184第三章路基设计东南大学交通学院路基路面工程教学小组[e-mail]:025-83795184SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科主要内容第一节路基概念及构造第二节路基的主要病害类型及原因第三节路基横断面设计第四节路基边坡稳定性分析第五节路基变形分析与检测第六节路基排水设计第七节特殊路基设计SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节路基概念及构造核心内容路基基本概念路基的类型和构造路基附属设施1、路基基本概念路基的基本概念路基指的是按照路线设计位置和一定技术要求修筑的作为铁路和公路基础的带状构造物。公路路基一般是用土或石料修筑而成的线形结构物从材料上分，路基可分为土质路基，石质路基，土石混合路基三种。1、路基基本概念路基的基本概念高于原地面高程的填方路基称为路堤（Embankment），低于原地面的挖方路基称为路堑（Cutting）。路基承受行车荷载和路面自重的作用，深度在路基顶面以下0.8m范围称为路床。坚固的路基是路面强度与稳定性的重要保证。0～30cm称为上路床；30～80cm称为下路床。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、路基基本概念一般路基的概念通常是指在良好的地质与水文条件下，填方高度（1.5mh18m）或挖方深度不大的路基，它可结合当地地形、地质直接选用典型断面或设计规定而不需进行个别论证与验算。2、路基的类型与构造路基横断面的典型形式，可归纳为路堤、路堑和填挖结合三种类型路堤路堑半填半挖路基SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科◆路堤的类型与构造要求路堤的常见横断面型式（见下图）1）路堤按填高分，有：矮路堤（H1.0~1.5m）高路堤（H18~20m）一般路堤（H=1.5~18m）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2、路基的类型与构造SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、路基的类型与构造（a）矮路堤（b）一般路堤（c）浸水路堤（d）护脚路堤（e）挖沟填筑路堤路堤断面形式路堤（embankment）在天然地面上用土或石填筑的具有一定密实度的线路建筑物。路堤结构：路基填料的选择与密实度控制在路基设计、施工中最为重要。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、路基的类型与构造一般路堤和矮路堤的构造要求：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，天然地基必须压实，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。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、路基的类型与构造高路堤及浸水路堤的构造要求：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。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、路基的类型与构造（a）全挖路堑（b）台口式路堑（c）半山洞路堑路堑断面形式路堑cutting：是指全部在原地面开挖而成的路基或低于原地面的挖方路基。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；◆路堑的类型与构造要求SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科路堑的构造要求：1）边坡可设置为直线或折线；2）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。2、路基的类型与构造SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、路基的类型与构造半填半挖断面形式（a）一般填挖路基（b）矮挡土墙路基（c）护肩路基（d）（e）砌石路基（f）挡土墙路基（g）半山桥路基◆半填半挖式路基【part-cut&part-fill】指的是在一个横断面内，部分为路堤、部分为路堑的路基。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科半填半挖路基的构造要求：1）对路堤和路堑的要求都应满足；2）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。2、路基的类型与构造SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、路基的类型与构造讨论：矮路堤有什么特点？如何合理使用矮路堤？山区公路美国公路一般采用什么路基？SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科借方与弃方不可避免，若能结合不同标段进行协调处理，则不仅可以降低工程造价，还可以维护自然平衡，但须进行调配安排及合理计算运费。平坦地区用土量少时可沿路两侧抽沟取土，结合路基排水及农田灌溉安排，但对于堤顶至坑底高差大及软弱地基区域，取土坑易远离路基坡脚，并进行坑设计。废方能利用应尽量加以利用，实在需堆弃也应尽量不影响路基，做好相关设计，尤其应控制废方的数量。◆取土坑与弃土堆3、路基附属设施SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科3、路基附属设施取土坑与弃土堆SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科护坡道有利于降低边坡平均坡度、保护边坡稳定，软土地段还有助于路基沉降均匀及路基整体稳定。但护坡道设置涉及到土地占用及工程经济，应兼顾好稳定与经济合理性。碎落台设于挖方边坡坡脚处，保护边沟不被碎落的土石块堵塞，也可同时兼起护坡道作用。◆护坡道与碎落台3、路基附属设施SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科错车道一般用于单车道公路会车或紧急避让之用，可每隔200~500m设置一处，长度不小于30m，前后各有10m的出入过渡段。单车道的路基宽度一般为4.5m，而错车道地段的路基宽度一般为6.5m，必须在路基设计时加以考虑。◆堆料坪与错车道3、路基附属设施SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科急流槽是路面排水采取集中排泄方式时的必须设施，一般与消力池进行综合设计考虑。急流槽的过水断面必须加以计算，应进行其稳定性设置。◆急流槽与消力池3、路基附属设施SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科3、路基附属设施◆急流槽与消力池第二节路基的主要病害类型及原因核心内容路基沉陷路基边坡坍方路基沿坡面滑动其他病害路基病害防治原则SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、路基沉陷指路基在垂直方向产生较大的沉落。由（1）路基本身的压缩沉降；（2）天然地面承载力不足引起的沉陷。a)b)路基沉陷（a.路基沉陷;b.路基沉缩;c.土基沉陷）c)2、路基边坡坍方路基、堤坝和河岸等边坡或山坡的坍塌现象。主要在降雨、地震等条件下出现的边坡失稳现象。路基冲塌录像SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科山体滑坡边坡损坏2、路基边坡坍方SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科3、路基沿坡面滑动路基沿坡面整体或局部的沿原地面向下移动。台湾地震后的边坡滑动路基冲垮视频4、其他病害一般是冻敏土在水和低温温差的影响下形成毛细现象积聚冰棱所致，这种现象发生于季节性冰冻地区，当温度在零摄氏度以下反复变化时，由于负温度的坡差影响会将路基内的水分以毛细吸管的形式积聚到上部冻结隆起，从而使路基隆起和路面开裂，发生冻胀；而到了春融季节，路基上层土首先化冻，水分无法排出或下渗，这时在行车作用下泥浆就会沿路面裂逢冒出，形成翻浆。热棒通风管路基SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科（1）翻浆4、其他病害SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科4、其他病害裂缝：基础处理不当而造成砌体产生沉陷或施工处理与养护不当而使砌体产生过度收缩或膨胀等都会引起砌体的裂缝。断裂、倾斜或鼓肚：一般是由于砌体后土的侧向压力增大或基础的不均匀沉陷所致，多由水的作用或冰冻作用而引起。沉陷：由于基础土质松软或压实不足所致。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科（2）挡土墙破坏（3）泥石流（4）岩溶（5）地震4、其他病害SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科5、路基病害的防治原则（1）不良工程地质和水文地质条件地质构造、岩层走向、土质、地下水位等（2）不利的水文和气候因素降雨、洪水、干旱等（3）设计不合理边坡坡度、填高、排水、加固防护等（4）施工不合理填筑顺序、压实、爆破等◆路基破坏原因分析SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科◆路基病害的工程防治路肩的养护边坡的养护排水设施的养护挡土墙和护坡的养护路基翻浆的养护软土地区养护5、路基病害的防治原则SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科SchoolofTransportationSoutheastUniver