第二章路基构造

教学目标：1、能够识读路基横断面图；2、明确路基的基本构造及附属构造物组成；3、明确路基施工准备的内容、路基施工的程序及路基放样的内容；4、能够进行路基放样工作。2.1路基典型横断面根据填挖情况的不同，典型路基的横断面形式有路堤、路堑、半填半挖三种。路堤，全部用岩土填筑而成路堑，全部在天然地面开挖而成半填半挖，一侧开挖、另一侧填筑2.1.1路堤路床以下的路堤分上下两层，路面底面以下80-150cm范围内的填土部分分为上路堤和下路堤。路堤按其填土高度可划分为矮路堤、高路堤和一般路堤：矮路堤填土高度低于1.0～1.5m→矮路堤→常在平坦地区取土困难时选用。高路堤填土高度大于规范规定的数值→即填方总高度超过18m（土质）或20m（石质）的路堤；一般路堤填土高度介于高、矮路堤两者之间（1.5m-18m）→随其所处的条件和加固类型不同，主要有浸水路堤、陡坡路堤及挖沟填筑路堤等型式。考虑路堤工作区深度简单：直接套用图纸路堤横断面基本形式1.干湿类别2.基底压实度倾斜，滑移！！湿度控制！！移挖为填2.1.2路堑1）基本型式：全挖式路基、台口式路基、半山洞路基。1322）边坡形状：台阶式折线式直线式特点A、路堑开挖→破坏了原地层的天然平衡状态→边坡稳定性→地质、水文地质条件、边坡高度和坡度；B、路堑成巷道式→不利于排水和通风，行车视距较差，行驶条件降低，深路堑施工困难→病害多于路堤→设计时应注意避免采用很深的较长路堑C、选用合适的边坡坡率，加强排水，处治基底，确保边坡的稳定可靠；D、水文状况对路堑的影响较大，路堑的排水至为重要→边沟与截水沟；E、路堑以下天然土基→规定的密实度，必要时应翻挖重新分层填筑或换土，或采取加铺隔离层，并设置必要的地下排水设施。2.1.3半填半挖路基半填半挖路基（填挖结合)：一侧填筑，一侧开挖。多适用于山区、丘陵区。特点A、半填半挖是路堤和路堑的综合型式，兼有路堤和路堑的设置要求。B、半填半挖路基→减少土石方数量，保持土石方数量的横向填挖平衡→是比较经济的断面型式。C、其横断面的形式及其稳定性→同原地面的倾斜度有密切关系。D、可采用一定工程措施(挡土墙、护肩等)，改善受力，增加稳定性，压缩用地。E、为增强新、老土基的密切结合→填筑前清除原倾斜地面或陡坡上的杂草、松动浮土和石块等，并做好排水设施F、原倾斜面陡于1︰5→台阶/阶梯形→分层填筑压实。2.2路基基本构造路基几何尺寸由宽度、高度和边坡坡度三者构成:路基宽度：取决于公路技术等级；路基高度：取决于地形和公路纵断面设计（包括路中心线的填挖高度、路基两侧的边坡高度）；路基边坡坡度：取决于地质、水文条件、路基高度和横断面经济性等因素。就路基的整体稳定性来说，路基的边坡坡度及相应采取的措施，是路基设计的主要内容。2.2.1路基宽度路基宽度：行车道路面及其两侧路肩宽度之和→高等级道路设有中间带、路缘带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带、慢行道或其它路上设施时。路面：道路上供各种车辆行驶的行车道部分→宽度根据设计通行能力及交通量大小而定，一般每个车道宽度3.50~3.75m路肩：指行车道外缘到路基边缘，具有一定宽度的带状部分→包括有铺装的硬路肩和土路肩→路肩宽度由公路等级和混合交通情况而定。一、标准横断面右侧带中央分隔带左侧带路基宽中间带行车道路肩车道右侧带硬路肩i0i1路肩行车道i1i0车道左侧带车道车道硬路肩土路肩土路肩高速公路和一级公路的路基横断面二、三、四级公路横断面行车道路基宽度路肩路肩i0i1i1i0各级公路路基宽度公路等级高速公路、一级公路设计速度（km/h）1201008060车道数864864644路基宽度（m）一般值4534284433.5263224.523最小值42---2641---24---21.520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12108.57.56．5（双车道）4．5（单车道）最小值108.5--各级公路路基宽度2.2.2路基高度路基高度：路堤填筑高度或路堑开挖深度，是路基设计标高与原地面标高之差→原地面横向有倾斜→中心高度或边坡高度；中心高度：是指路中心线处的设计标高与原地面标高之差；边坡高度：路基边坡高度，指填方坡脚或挖方坡顶标高与路基边缘标高的相对高差。路基填挖高度：是在路线纵断面设计时，综合考虑路线纵坡要求、路基稳定性要求和工程经济要求等因素确定的。2.2.3路基边坡坡度路基边坡指路肩的外边缘与坡脚（路堑则为边沟外侧沟顶与坡顶）所构成的坡面。是支撑路基主体的重要组成部分。边坡的坡度：边坡高度H与边坡宽度b之比值，并取H=1路基边坡示意图影响因素：边坡土质、岩石性质边坡高度水文地质条件自然因素2.3路基附属设施为了确保路基稳定和行车安全，一般路基工程有关的附属设施除路基排水、防护加固外，还有取土坑、弃土堆、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。这些设施是路基设计的组成部分，应正确合理设置。1、取土坑排水提高路堤稳定性原则：充分利用，借之有利。1）支援农业，少占农田；2）能兼顾农田、水利、鱼池建设和环境保护等；3）在原地面横坡不大于1︰10的平坦地区，可在路基两侧设置取土坑；横坡大于1︰10的地区，应设置在路基上侧；4）在洪水淹没地段的路堤（如河滩路堤或引道）的两旁，一般不准设置取土坑；5）取土坑应有规则的形状及平整的底部，坑底纵坡一般应不小于0.3%，横向也应设置坡度(单坡/双坡)，以利排水；6）取土坑深度建议不大于1.0m，宽度视借方量而定；7）取土坑内缘至路堤坡脚应留一定宽度的护坡道，其外缘至用地边界的距离不小于0.5m，不大于1.0m。2、弃土堆原则：充分利用，弃之无害。1）应尽量考虑移挖作填，或利用弃土适当加宽路基→减少废方；2）防止弃土不当→设计时须考虑弃土堆的设置；注意事项：1）弃土堆通常在就近低地或路堑的下坡一侧设置；2）弃土堆一般可堆成梯形横断面→边坡不应陡于1︰1.5，顶部向路基外倾斜横坡≥2%，高度不宜超过3.0m；3）深路堑或地面横坡缓于1︰5时，可设在路堑两侧；4）在上坡一侧的弃土堆→连续而不中断，并在弃土堆外侧设置截水沟；5）在下坡一侧的弃土堆，应每隔50～100m设置不大于1m宽的缺口，以利排水。6）路堑旁的弃土堆，其内侧坡脚与路堑坡顶之间的安全距离→随土质条件和路堑边坡高度而定，一般不小于3m→路堑边坡较高，土质条件较差时应大于5m（≥H+5m）；7）积砂或积雪地段的弃土堆→有利于防砂防雪→设在迎面一侧，并具有足够距离。3、护坡道与碎落台护坡道：保护路基边坡稳定的一种措施→其加宽路基边坡横距，减小了边坡的平均坡度→边坡稳定性↑。特点：护坡道愈宽→边坡稳定性↑→填方数量↑。设置：一般设置在路堤坡脚或路堑坡脚处；边坡较高时亦可设在边坡中部或边坡的变坡点处；浸水路基的护坡道，可设在浸水线以上的边坡上。宽度：最小为1m，视边坡高度h而定：H≤3.0m，d=1.0m；H=3.0~6.0m，d=2.0m；H=6.0~12.0m，d=2.0~4.0m。碎落台：常设于土质或石质土的挖方边坡坡脚处，位于边沟的外缘，有时亦可设置在挖方边坡的中间。目的：主要是供零星土石碎块下落时临时堆积，不致堵塞边沟，同时也起护坡道的作用。要求：碎落台宽度一般应大于1.0m；如考虑同时起护坡作用，可适当加宽；碎落台上的堆积物应定期清除。4、堆料坪与错车道为避免在路肩上堆放养护用材料，可在路肩以外选择适宜地点设置堆料坪。堆料坪可根据地形及用地条件在公路的一侧或两侧交错设置，并与路肩毗连，面积可结合地形与材料数量而定。机械化养路或较高级路面可另设集中备用料场。堆料坪单车道公路，由于会车和避让的需要，通常每隔200～500m设置错车道一处，供错车和停车用。设置要求：按规定错车道的长度不得短于30m，两端各有长度为10m的出入过渡段，中间10m供停车用；单车道的路基宽度为4.5m，单车道的错车道处路基宽度6.5m。错车道应选在有利地点，并使相邻两错车道之间能够通视，以便驾驶员能及时将车驶入错车道，避让来车；错车道是单车道路基的一个组成部分，应与路基同时设计与施工。错车道2.4路基施工方法及施工准备1、路基施工的重要性路基施工，就是以设计文件和施工技术规范为依据，以工程质量为中心，有组织、有计划地将设计图纸转化为工程实体的活动。路基施工的重要性体现在以下几个方面：（1）涉及范围广，影响因素多，灵活性较大，尤其是岩土内部的具体变化，在设计阶段难以完善，有待施工阶段进一步完善。（2）土石方数量大，分布不均匀，不仅与自身的其他工程设施，如路基排水、防护与加固等相互制约，而且与公路工程中的其他项目，如桥涵、隧道、路面与附属设施相互交叉。因此，路基施工往往是整个工程项目施工组织管理的关键。（3）路基是路面的基础。路基的强度和稳定性直接影响到路面的强度和稳定性，质量不合格的将会给路面及路基留下隐患，一旦产生病害，将损害道路使用品质，妨碍交通，增加维护难度及费用等。2、路基施工的基本要求（1）必须按批准了的设计文件进行。如需变更设计、改变原施工方案或采用特殊施工方法时，应按施工管理程序，预先报请审批。（2）必须贯彻安全生产的方针，制订安全技术措施，加强安全教育，严格按照安全操作规程执行。（3）必须精心组织，在确保工程质量的原则下进行。（4）因地制宜，合理利用当地的材料和工业废料。（5）以挖作填，合理调运，节约用地，注意保护耕地和农田水利措施。（6）保护生态环境，减少破坏原有植被地貌。妥善处理清除的杂物，不得倾弃于河流水域之中。（7）防止地面水和地下水对路基的浸泡和软化是路基施工的关键。3、路基施工的基本方法路基施工的基本方法，按其技术特点大致分为：人工施工、简易机械化施工、综合机械化施工、水力机械化施工和爆破施工等几种。（1）人工施工——使用手工工具，效率底，劳动强度大，占用大量的劳动力，进度慢，质量难于保证，适用于缺乏筑路机械的工地和工程量小而分散的零星工点以及辅助性工作。（2）简易机械化施工——使用简易机械设备(提高工效、减轻劳动强度)，适用于缺乏筑路机械的工地和工程量小而分散的零星工点以及辅助性工作。（3）机械化施工——使用机械设备，可以极大提高劳动生产率，加快施工进度，确保工程质量。是保证施工质量和施工进度的重要条件。根据工程性质和施工条件等因素，选配若干种机械，共同协调地完成施工任务。是路基施工现代化的重要途径。（4)水力施工——运用水泵、水枪等水力机械，喷射强力水流，把土冲散并流到指定地点沉积。适用于挖掘比较松散的土层和填筑路堤、砂砾填筑路堤或基坑回填的密实作用(水夯法)、或者进行软土地基加固的钻孔等工作。条件是需要有充足水源和动力。(5)爆破施工——主要针对山区公路，依靠炸药的爆破力量来破碎和抛掷岩石等。用途是开挖岩石、松动冻土(或硬土)、排除淤泥、挖除树根、开采石料等。上述各种施工方法经常需要协同使用。根据工程性质、施工期限、现有条件等因素选择施工方法。4、路基施工的主要内容和一般程序2.修建小型构造物主要是小桥、涵洞、档土墙和地下排水设施等。与路基施工同时进行，但要求其先完工。1.施工前的准备主要是组织准备、物质准备和技术准备三方面4.路基工程的检查与验收（分项工程、分部工程、单位工程、隐蔽工程及其中间验收等）。3.路基土石方工程施工包括开挖路堑、填筑路堤、压实路基、整平路基表面、整修边坡、修建排水沟及防护加固工程5、路基施工前的准备路基施工需要消耗大量的人工、物资、机械和时间等资源，是一项历时时间长、技术要求高的工作。路基施工前，必须根据工程的实际情况做好组织准备、物资准备和技术准备工作。施工过程中严格按照有关施工规范进行，以确保工程质量。（1）组织准备按合同的要求成立工程施工项目经理部。设立符合相应施工要求的办公室、试验室、工程科、施工队(组织)等。针对施工管理工作的复杂、困难的特点，建立施工管理制度，采用科学的方法，进行切实有效的工作。组织准备的主要内容有：1、施工组织机构的组建和人员的