3 路基路面工程第三章 一般路基设计

第三章一般路基设计DesignoftheHighwaySubgrade3.1路基设计的一般要求•路基subgrade:按照路线位置和一定的技术要求修筑的带状构造物,是路面的基础,承受由路面传来的行车荷载.•满足路基的强度和稳定性要求.•一般路基:填挖高度不大,水文地质条件好的路基其横断面形状、边坡坡率可按经验确定，不必进行边坡稳定验算。•特殊路基（按路基设计规范JTGD30-2004）•高填（h＞20m）、深挖（＞20m（土质）或＞30m（岩石））路基以及不良地质、特殊地段路基等•需进行边坡稳定性或地基稳定性验算路基、路床、路堤、上路堤、下路堤示意图上路床下路床上路堤下路堤地基路基顶面80cm70cm5030路堤3.2路基的类型与构造•路基横断面的典型形式•路堤embankment:高于原地面的填方路基。•路堑cutting:低于原地面的挖方路基。•填挖结合路基（半填半挖路基）：2525一、路堤•矮路堤：填土高度小于1.0～1.5m•注意满足最小填土高度的要求，保持路基处于干燥或中湿状态；•路基工作区范围内的地基需按路基标准严格压实，必要时换土或加固处理；•一般路堤：填土高度1.5～20m•高路堤：填土高度＞20m路堤的常用横断面形式a)矮路堤b)一般路堤c)浸水路堤d)护脚路堤（地面横坡为1:5~1:2.5时，挖宽度不小于2m的台阶，陡于1:2.5者应验算抗滑稳定性，不满足者要采取支挡措施）e)挖沟填筑路堤二、路堑•形式：•全挖路基•台口式路基•半山洞路基•构造要求：•边坡按高度和岩土层情况设置成不同坡率的折线式或台阶式边坡；•挖方边坡的坡脚处设置边沟；•坡顶设置截水沟；•边坡坡面易风化时，在坡脚处设置宽度不小于1.0m的碎落台，台阶式边坡中部应设置宽度不小于2.0m的边坡平台。•土质挖方路床的处理•翻挖；•分层填筑碾压（达到路床要求的压实度）或换土或加固处理•设置完善的隔水、排水设施三、半填半挖路基常用形式（见课本P61图）：•一般填挖路基•矮墙路基•砌石护肩路基•砌石护坡路基•砌石护墙路基•挡土墙支撑路基•半山桥路基•填挖交界处的处理－－消除填挖间的差异沉降•填方区必要时，可采用冲击碾压或强夯等进行增强补压；•挖方区为土质时，优先采用渗水性好的材料填筑，同时对挖方区路床土体超挖回填碾压，并在交界处路床范围内铺设土工格栅；•挖方区为坚硬岩石时，宜采用填石路堤；•地表斜坡陡于1：2.5时，要进行稳定性计算；•设置完善的地下排水设施。台湾花莲公路花莲海滨公路台湾景观公路半山洞式路基滨海公路青藏公路青藏公路昆仑山口青藏线唐古拉山兵站附近双向8车道的美国190号高速公路国家投入36亿元巨资改善西藏公路状况中国的乡村道路建设巴朗山垭口加拿大穿越北极公路贵州毕节公路广西河池－南宁高速公路土工格栅用于基层与路基之间山西祁临高速公路贵阳至广西新寨高速公路山区公路文物保护－宁夏古王高速公路高山银链－青海公路清江王家冲公路岩石边坡防护绿化工程－防护前防护后青藏公路格尔木昆仑山段夹金山美国加州200辆汽车连环相撞中部橫貫公路的美景沙漠公路土工合成材料的应用－土工格栅路面加强土工布应用于高速公路高速公路隔离带防渗涵洞防渗处理泸定甘谷地至海螺沟大板岩段隧道汽车通道半山桥式路基3.3路基设计•一般路基设计内容(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•公路路基宽度为车道宽度和路肩宽度之和，当设有中间带、加减速车道、爬坡车道、紧急停车带、错车道时，计入这部分宽度。公路等级高速公路、一级公路设计车速（km/h)1201008060车道数864864644路基宽度（m）一般值4534.5284433.5263224.523最小值42－2641－24.5－21.520公路等级二级公路三级公路四级公路设计车速（km/h)8060403020车道数22222或1路基宽度（m）一般值12108.57.56.5（双车道）4.5（单车道）最小值108.5－－－－二、路基高度•路基高度•路堤的填筑高度和路堑的开挖深度，是路基设计标高和地面标高之差。•路基中心高度指路基中心线处设计标高与原地面标高之差。•路基边坡高度是指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。•设计要点•保证路基临界高度要求的最小填土高度，使路基处于干燥或中湿状态；•保证路基工作区路基的强度和稳定性；•沿河和浸淹路基高度＝设计水位＋壅水高＋波浪侵袭高＋0.5m安全高。（路基设计洪水频率：高速、一级1/100，二级1/50，三级1/25，四级按具体情况确定）•全封闭的高速公路处理好填土高度和横向沟通（涵洞或天桥）的关系三、路基边坡坡度•路基边坡坡度：边坡高度H和边坡宽度b之比。路堤1：m路堑1：n•影响边坡坡度大小的因素•边坡的土质•岩石的性质•水文地质条件•边坡高度•边坡坡度设计的依据•路基的整体稳定性（技术）•填挖土石方量（经济性）•一般路基的边坡坡度可根据多年工程经验和设计规范推荐的数值确定。1M(或n)路基边坡坡度•路堤边坡•路堤边坡坡率•砌石路基表3－４•地震区路堤边坡坡率表３－５填料类别边坡坡率上部高度H≤8m下部高度H≤12m细粒土1：1.51：1.75粗粒土1：1.51：1.75巨粒土1：1.31：1.5•路堑边坡•影响路堑边坡稳定的因素较为复杂，除了路堑深度和坡体土石的性质之外，地质构造特征、岩石的风化和破碎程度、土层的成因类型、地面水和地下水的影响、坡面的朝向以及当地的气候条件等都会影响路堑边坡的稳定性，在边坡设计时必须综合考虑之。•设计路堑边坡时，首先应从地貌和地质构造上判断其整体稳定性。在遇到工程地质或水文地质条件不良的地层时，应尽量使路线绕避它；而对于稳定的地层，则应考虑开挖后，是否会由于减少支承，坡面风化加剧而引起失稳。土质路堑边坡坡率土的类别边坡坡率粘土、粉质粘土、塑性指数＞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、角砾土胶结和密实1：0.75中密1：1岩质路堑边坡坡率边坡岩体类型风化程度边坡坡率H＜15m15m≤H＜30mⅠ类未风化、微风化1:0.1~1:0.31:0.1~1:0.3弱风化1:0.1~1:0.31:0.3~1:0.5Ⅱ类未风化、微风化1:0.1~1:0.31:0.3~1:0.5弱风化1:0.3~1:0.51:0.5~1:0.75Ⅲ类未风化、微风化1:0.3~1:0.5弱风化1:0.5~1:0.75Ⅳ类弱风化1:0.5~1:1强风化1:0.75~1:1四、路基填料强度及压实标准•路床土最小强度和压实度要求项目分类路面地面以下深度（m）填料最小强度（CBR）（％）压实度（％）（重型击实标准）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、四级公路填方路基0～0.3865≥96≥95≥940.3～0.8543≥96≥95≥94零填及挖方路基0～0.3865≥96≥95≥940.3～0.8543≥96≥95－－•路堤填料最小强度要求项目分类路面地面以下深度（m）填料最小强度（CBR）（％）高速公路一级公路二级公路三、四级公路上路堤0.8～1.5433下路堤1.5以下322项目分类路面地面以下深度（m）压实度（％）（重型击实标准）高速公路一级公路二级公路三、四级公路上路堤0.8～1.5≥94≥94≥93下路堤1.5以下≥93≥92≥903.4路基附属设施•取土坑与弃土堆•护坡道与碎落台•堆料坪与错车道