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HPU路基路面工程Subgradeandpavementengineering河南理工大学土木工程学院道路与桥梁教研室主讲：徐平HPU3一般路基设计河南理工大学土木工程学院道路与桥梁教研室12348路基设计的一般要求路基的类型与构造路基设计附属设施目录（contents）§3-1路基设计的一般要求一、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的路基。路床：是指路面底面以下80cm范围内的路基部分。0～30cm称为上路床，30～80cm称为下路床。二、路基设计的一般要求1.整体稳定性2.强度与刚度3水温稳定性一般路基设计概念：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物。较多适用于山区、丘陵区。一般路基设计§3-2路基的类型与构造§3-2路基的类型与构造一、典型横断面形式路堤路堑填挖结合路基一般路基设计第二节路基的类型与构造二、路堤设计的要点依据路堤高度分类矮路堤：h＜1.0～1.5m一般路堤：h＝1.5～18m高路堤：土质h≥18m岩质h≥20m适应于平坦地区或者取土困难地区需要设边沟需对土基作特殊处理：工作区深度压实度水砂垫层可在路基两侧设取土坑土方量特别大，占地多；行车条件差宜采用折线型或梯形边坡。一般路基设计第二节路基的类型与构造二、路堤设计的要点当地面边坡陡于1：5时当地面边坡陡于1：2时注意事项土质地面：须将原地面挖成台阶，台阶宽度大于1m，台阶向内倾斜1～2％坡度石质地面：凿毛宜设置石砌护脚－还起到减少填方数量和压缩路基占地宽度地作用。倾斜地面上方坡脚，须采取措施阻止地面水渗入路堤内。一般路基设计第二节路基的类型与构造二、路堤设计的要点Bbh护坡道取土坑一般路堤a、护坡道宽度：当路基边缘与路侧取土坑高差h大于2m，b＝1m；h大于6m，b＝2m。b、取土坑放置应尽量少占耕地，当路基填土高度不大时，可只设边沟，不设取土坑。C、路堤边坡应根据填料种类，路堤高度来综合确定。d、护坡道作用：保护填方坡脚不受流水侵害，使填方边坡稳定一般路基设计第二节路基的类型与构造二、路堤设计的要点路堤常见的横断面形式沿河路堤a、路堤高度应高出设计洪水位0.5m（无波），设计洪水位＋澭水高度＋浪高＋0.5m。b、常水位以下路堤边坡不得陡于1：2c、路基边坡加固类型，应根据河流冲刷情况来确定。B常水位设计水位0.5m≯1：2一般路基设计第二节路基的类型与构造二、路堤设计的要点路堤常见的横断面形式护脚路堤当原地面的坡度陡于1：2时B＞15－20cm利用挖沟渠填筑路堤a、H应满足路基高出地下水位最小高度要求0.5m；b、在路堤与沟渠之间要设置1～2m护坡道；c、内边坡要求1：2。挡水坡bBH护坡道1－2m1：2一般路基设计第二节路基的类型与构造二、路堤设计的要点几种常见的特殊路堤软土路堤a、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。BHh1:m1:m砂垫层淹没B沙漠路堤a、应作成流线型边沟b、路堤不宜太高黄土路堤a、直立性好高路堤，但应作力学验算b、湿陷性要求排水好一般路基设计高路堤土质：h＞18m；岩石：h＞20m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。一般路基设计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。一般路基设计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选择土基的压实排水防护与加固一般路基设计路堑横断面形式水边沟1：m2边沟截水沟（天沟）≥5m1：m1水B汇水面积小全挖路堑半山洞路堑适用于岩质稳定山坡台口式路堑第二节路基的类型与构造二、路堑设计的要点一般路基设计一般路堑（h20m）深路堑（h20m）第二节路基的类型与构造三、路堑设计的要点注意问题a、地质条件差，不宜修筑路堑b、水文条件，必须在路堑两侧设边沟，在路堑坡顶外5m处设置截水沟。c、边坡坡度大于0.3，应尽量大于0.5d、当挖方路堑位于土层上时，必须对土基压实处理e、当地下水位比较高时，还需在土基上加铺隔离层。f、尽量少用深路堑一般路基设计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。一般路基设计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一般路基设计四、半填半挖路基（填挖结合式）1.一般形式一般路基设计2.矮挡土墙路基一般路基设计3.护肩路基4.砌石护坡路基5.砌石护墙路基一般路基设计6.挡土墙支撑路基7.半山桥路基一般路基设计第二节路基的类型与构造四、半填半挖路基设计注意问题B路堑路堤≥1：5≥5mhb1：1～1：1.5一般挖填路基a、一般情况下，h、b≥0.5m，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，只能进入排水沟d、排水沟应作流量设计。一般路基设计第二节路基的类型与构造四、半填半挖路基设计的要点≥20cmh≤2m1：0.3～1：0.5h≤2mi＝1：580cm矮墙路堤护肩路堤砌石应作力学验算砌石路堤挡墙路基适应于土质非常疏松的地质条件下适应于岩石或坚实粗粒土路段，山边坡伸出不太远适应于岩石或坚实粗粒土路段，山边坡伸出较远一般路基设计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1、兼顾路堤和路堑的设计要点2、路基的形式和稳定性同原地面横坡密切相关3、填挖分界处的沉降一般路基设计§3-3路基设计一、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、组成宽度、高度、边坡一般路基设计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。宽度的确定：根据道路的等级确定，《公路工程技术标准》一般公路：行车道＋硬路肩三、路基的宽度四、路基的高度一般路基设计路基设计标高：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＋澭水高度有浪区：设计水位＋0.5m＋浪高一般路基设计五、边坡坡度确定1b1:1:mbbHiHH边坡高度＝边坡宽度1、定义：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1～2m的护坡道；优点是可以减缓地表径流对边坡的冲刷。b、路堤边坡坡度表（p65－表3-3）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。第三节路基设计一般路基设计边坡坡度: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。一般路基设计3、路堑边坡n=0.5～1.75a、土、石质路堑（p66－表3-6）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：①要调查自然或人工山坡的稳定性，得出坡度、极限高度；②分析已有边坡的工程地质性质。五、边坡坡度确定第三节路基设计一般路基设计1.路堤边坡⑴形式：直线、折线、台阶形。⑵坡率：根据填料类别、边坡高度确定。⑶填石路堤：按照规范确定。⑷地震地区：《公路工程抗震设计规范》2.路堑边坡影响路堑边坡坡率的因素：路堑深度、坡体土石性质、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。一般路基设计六、路基压实1．压实机理土颗粒重新组合,彼此挤密,孔隙减少,土单位重量提高,形成密实整体,增加强度,提高稳定性2．压实土的特性一定压实功下，存在最佳含水量和最大密实度压实功越大，最佳含水量越小，最大密实度越大3．影响压实的因素内因:土质、湿度外因:压实功（机械性能、压实时间与速度、土层厚度）及压实时的外界自然和认为的其他因素4．压实标准压实度＝工地实测干密度/室内最大干密度第三节路基设计一般路基设计位置：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。第四节附属设施一、取土坑H1：b1：1.52～3％≥m当H≥2m，b＝1m当H≥6m，b＝2m一般路基设计原则：①填补地面坑洞、田洼地②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。第四节附属设施二、弃土坑d≥3.0mdmax＝H＋5.0m3％md弃土堆≥2.0％≥1.0m一般路基设计第四节附属设施三、护坡道目的：加宽边坡横距，减少边坡平均坡度。四、碎落台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。五、堆料坪和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200～500m设置错车道一处一般路基设计碎落台与护坡道一般路基设计HPU3小结河南理工大学土木工程学院道路与桥梁教研室