路基路面施工放样.doc

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1、 路基路面施工放样测量4-1 路基放样基本原理一、路基路面设计基本参数在公路中心施工控制桩恢复完成后，即可进行路基土石方施工。路基施工前，应首先在地面上把路基轮廓表示出来，即把路堤坡脚点与路堑坡顶点找出来，钉上边桩，同时还应把边坡坡度表示出来，为路堤填筑与路堑开挖提供施工依据。在进行路基路面施工放样以前应首先了解路基路面设计基本参数，以便在进行放样测量时计算放样数据。路基路面设计是在横断面测量基础上进行，其中设计参数主要包括路基宽度B、路面宽度b、排水沟宽度s（梯形排水沟边坡坡度）、填挖高度h、路基路堑边坡坡度m、路基超高与加宽等基本参数。1、 路基宽度公路路基宽度是指行车道及路肩宽度之与。当

2、设有中间带、变速车道、爬坡车道、应急停车带时，还包括这些设施宽度。如图4-1所示。2、边坡率公路路基路面设计涉及填挖成型路基边坡坡度，如图4-2所示，AD是地面线，BC是设计路基顶面，h是设计填方高度，AB，CD是路基边坡。路基边坡坡度通常用1：m形式表示，即： （4-1） （4-2）式中m称为边坡率，或称为陡度。由式（4-2）可见，取h=1m，则d=m，即高差h是1m时，边坡水平长度d在数量上等于边坡率。如图4-3所示，AB边坡率为1：0.5，h=1m，则d=。边坡率越小，水平长度越短，边坡越陡。3、超高在图4-2a）中，O点是公路中心线在地面上位置，O是中心线在设计路面上位置，B、C是公路

3、中心线两侧路基边界点。根据路基路面设计要求，在公路直线段边缘点B、C处于同一高度，路面横断面由路中心向两侧略向下倾斜形成双向横坡面，如图4-4a)所示阴影部分。但是汽车在曲线路段行驶，由于曲线运行离心力存在，汽车在这种路面上运行稳定性将受到影响。为了保证汽车在曲线段行驶安全，在公路曲线半径小于表4-1规定情况下，路基路面设计曲线段路面边缘点B、C连线在曲线半径方向上形成倾角为横坡面。如图4-4所示，这时B、C两点之间高差为： （4-3）式中：2为超高值，为超高角，i为路面超高横坡度，b为路面BC设计宽度。由于超高存在，设计上B、C不在同一个高程面上，一般B点超高值为-，则C点超高值为+。圆曲线

4、段路面设计超高值是常数，路面倾斜形成单向横坡，如图4-4b)所示。缓与曲线段路面超高值随着在缓与曲线上长度不同而变化，路面横坡倾斜由双向横坡面向单向横坡面逐步过渡。4、加宽汽车在平曲线上行驶时，需要比直线部分更大行车宽度，当圆曲线半径小于或等于250m时，在圆曲线段应按规定设置加宽，同时在曲线两端设置加宽缓与段。曲线上加宽值可从设计文件查取。若圆曲线加宽值为B j，加宽缓与段内任一中桩加宽值可按下式计算：当加宽缓与段为直线过渡时：当加宽缓与段为高次抛物线过渡时：式中：Bjx：加宽缓与段内任一中桩加宽值；x：对应于Bjx中桩到加宽缓与段起点长度；LC：加宽缓与段（或者缓与曲线段）长度。二、路基路

5、面施工放样有关待求参数计算、公路用地面积计算1、 公路用地面积构成 图4-5所示是一段公路全景透视图，从图中可以看出，公路实际用地面积包括：路基宽度及由边坡率所决定填方路基（图4-5中AB段）扩张面积，公路排水沟面积，由边坡率决定挖方路堑（图4-5中BC段）开挖面积以及路线转弯处内侧加宽面积（如图4-4b）等。图4-6a)是路基路面设计平面图，公路用地面积包括在平面图中1、28及1、28所围成区域内，这是根据公路设计确定基本用地面积。如果在公路建设上顾及景观美化与绿带需要，还应在基本用地基础上增加绿化带等用地面积。 另外，城市道路用地范围具有上述公路用地内容，同时根据城市规划建设需要，还应包括

6、有行车道、人行道、绿带、停车带等部分面积，如图4-7所示。2、用地边界位置参数测算1）对称填高用地边界点位置参数计算：如图4-6a)所示，地面AD平坦，BC是以中线桩O为对称点设计路面，b是路面设计宽度，m是边坡率，h是路基填筑高度（简称填高）。对称填高用地边界点位置参数，即离开中线桩距离dd为： （4-4）2）对于挖低路堑路段用地边界点位置参数计算：如图4-6b)所示，地面AD地势平坦，BC是以中线桩O为对称设计路面，s是排水沟宽度，h是开挖路堑深度（简称挖低），其它符号同图4-6a)。对称挖低用地边界点位置参数dd： （4-5）3）不规则填挖地段用地边界点位置参数测算，如图4-8所示，中线

7、桩O附近是不规则地面。解析法：设立一个hd坐标系。如图4-8所示，h轴（高差）在公路中心线点O垂线上，d轴（横向距离）通过设计路面标高处O。设路面边界点P点坐标为（h,d），并按公式求解。据推证，P点坐标应满足下式，即 （4-5）式中：解算式（4-5）得 （4-6）式中h1、d1是路面边界点1坐标，可从路面设计中得到参数；h2、d2、h3、d3是地面点2、3坐标，均是横断面测量得到数据；h、d是设计填方路基（或者挖方路堑）边界点P待求坐标，其中d 绝对值是路堤（或者路堑）边界点到公路中心线点距离。按上述坐标系计算时应注意：计算填方路基右边界点坐标，或者计算挖方路堑左边界点坐标时，边坡率m应取负

8、值。下面为了更加详细地说明计算方法，给出计算示例。如图4-8所示，计算结果见表4-2。图解估计：从图4-8可以看出，用地边界点P左、P右位置可利用作图方法求得：以路面设计宽度b及边坡率m等参数为依据作边坡线，可得边坡线及地面线交点P；在图上量取中线点到P点图上长度；按绘图比例把图上长度换算为实际长度，得到边界点距离路中线实际距离。3、用地面积测算测算公路用地面积（包括城市道路用地面积），可利用设计图纸设计边界线所围成图形，按几何法或者利用求积仪求得。为了准确测算，一般公路面积测算多用梯形法、解析法。1）梯形法：如图4-6a)所示，2、3、3、2四个边界点构成梯形，梯形面积： （4-7）式中A梯

9、是梯形2332面积；dd2、dd3分别是22、33边界宽度；S是22及33里程差。 2）按多边形面积计算公式，计算面积。这时应计算公路左右边界点坐标，然后用下式计算面积。 （4-8）式中：是边界点图上坐标。、路基设计横断面面积计算图4-6b)所表示各里程桩位路基设计横断面示意图。从图中可以看出，横断面面积涉及路基填挖高度（h）、路面宽度（b）、排水沟宽度（s）、边坡率（m）、路面超高（）以及地面实际地面线，情况比较复杂。横断面计算应根据不同情况采取不同方法。1、对称填高横断面面积计算如图4-2a)所示，填高横断面面积A为： （4-9） 2、对称挖低横断面面积计算 如图4-2b)所示，挖低横断面

10、面积A为： （4-10）式中h是排水沟深度，i是横坡度。3、不规则填挖横断面面积计算根据横断面测量结果与路基路面设计参数（h、m、等），绘出不规则填挖横断面图，如图4-8所示。显然这种不规则横断面图随着情况不同而异，以该图为例，横断面面积仍然可利用图中边界线所围成图形，按几何法或者利用求积仪求得，也可利用图上各个连接点坐标按解析法公式（4-8）计算。如图4-8所示，根据测算结果及设计参数得出横断面各点得坐标及面积得计算结果列及表4-3中。、土石方测算公路土石方，指是设计公路填挖土石方。挖方段是指从天然地表挖除土石方；填方段是指填筑压实土石方。一般地公路土石方计算采用断面法，即根据路基设计横断面

11、面积及断面之间距离求取土石方数量。如图4-6b)所示，各个填、挖横断面面积为已知，横断面之间距离可利用两端断面所对应中线里程桩号求得，则天然地表坡度相近横断面之间土石方V为： (4-11)式中A1、A2为相邻两个填（或者挖）横断面面积，D是相邻两个横断面之间距离。比较精确计算公式可采用棱台计算公式，即： （4-12）三、路基边桩放样一般要求公路路基边桩包括路堤填宽边界点与路堑开挖边界点。除此以外在路基土石方施工以前还应把公路红线界桩与公路工程界桩也要在地面上标定。路基填挖边界点是指路堤（或路堑）边坡及自然地面交点。公路红线界桩是指为保证公路工程设施正常使用与行车安全，根据公路勘测设计规范所确定

12、公路占用土地分界用地界桩。公路用地在土地管理中属于公用地籍，界桩设立将标明公路用地边界范围，界桩之间连成线称为红线。公路红线界桩确定了公路用地范围、归属与用途，具有保护公路用地不受侵犯法律效力。公路工程界桩是根据公路设计要求，标明路基路面、涵洞、挡土墙等边界点位实际位置桩位，如公路路基界桩、绿化带界桩等。公路工程界桩有时可能在公路用地边界上，这种公路工程界桩兼有红线界桩性质。、公路界桩放样基本要求1、公路路基边桩与公路界桩放样以前，一般是先测设红线界桩，然后再测设公路工程界桩。在公路规划勘测以及初测定测过程中，公路主管部门应及当地被征用土地有关部门协商确认公路红线界址以及红线走向所确定公路用地

13、范围，办理土地征用手续。测设红线界桩确认土地征用范围，此后按公路设计文件所设计位置测设公路工程界桩。2、根据界桩性质与用途设立标志。红线界桩属于混凝土柱型永久性界桩，要求埋设稳固，长期保存。公路工程界桩，若没有兼用红线界桩用途，则属于实用性界桩，用于指示公路修筑位置。3、伴随公路施工过程及时准确测设界桩。由于公路路面等级差异，公路路面结构层次等级类型各不相同，公路界桩测设往往不是一次完成，而是通过多次测设实现。在较高等级公路施工中，一般有填挖土方阶段界桩测设；在铺筑路基路面阶段有各结构层界桩测设，有路基各结构层、绿化带等界桩测设。这些界桩测设为不同等级公路施工提供准确平面位置与标高位置，伴随公

14、路施工不断深入而完成。、横断面复查在进行路基边桩放样以前，应首先核查横断面地面线。核查方法，按施工要求施工控制桩间距每隔一个桩距进行横断面测量，实测方法同测量学所介绍横断面测量方法一样。复查横断面目是为精确确定路基边桩实地位置提供准确计算依据，也可作为计算实际填挖土石方数量依据。4-2 路基边桩平面位置放样方法一、平坦地面边桩放样如图4-9所示。H为中心填高，宽度为B。右侧设有护坡道，高为h，宽度为b。则两侧坡脚到中心桩平距为L1、L2：从对应中桩开始，沿横断面方向分别放样距离L1、L2，钉出边桩在实地位置。在曲线段，可从曲线内侧平距L上再加上一个加宽值W。沿纵向连接各边桩，得到放样边坡界线。

15、二、倾斜地面边桩放样对于倾斜地面上边桩可采用极坐标法进行放样。先按第一节所介绍方法计算两侧边桩坐标，然后再用坐标放样方法确定边桩位置。三、机械化施工路基横断面掌握、路堤边坡及填高掌握方法1、机械填土时，应按铺土厚度及边坡坡度保持每层间正确相内收缩一定距离，并且不可按自然堆土坡度向上填土，这样会造成超填而浪费土方。2、每填高1m左右或者填至距路肩1m时，要重新恢复中线、放样高程、放铺筑面边桩，并用石灰显示铺筑面边线位置，并将标杆移至铺筑面边上。3、距离路肩1m以下边坡，通常按设计宽度每侧多填0.25m掌握；距离路肩1m以内边坡，则按稍陡于设计坡度掌握，使路基面有足够宽度，以便整修边坡时铲除超宽松

16、土层后，能保证路肩部分压实度。4、填至路肩标高时，应将大部分地段（填高4m以下路堤）设计标高进行实地检测；填高大于4m地段，应按土质与填高不同考虑预留沉降量，使粗平后路基面无缺土现象。最后测设中线桩及路肩桩，抄平后计算整修工作量。、路堑边坡及挖深掌握方法路堑机械开挖过程中，一般都需要配合人工同时进行整修边坡工作。1、机械挖土时，应按每层挖土厚度及边坡坡度保持层及层之间向内回收宽度，防止挖伤边坡或留土过多。2、每挖深1m左右，应测设边坡、复核路基宽度，并将标杆下移至挖掘面正确边线上。每挖34m或距路基面2030cm时，应复测中线、高程、放样路基面宽度。按以上做法，可及时控制填方超填与挖方超挖现象

17、出现。4-3 路基施工阶段各层次抄平方法一、填方路堤各层抄平填方路基在施工过程中是分层进行填筑，各结构层厚度又各不相同。这就需要在填筑之前先测定各结构层顶面高程。如图4-10所示，图中h为松铺厚度，h为压实厚度。在填筑以前需要先标定松铺厚度E点位置。1、如图4-11所示，A、B、C、D为路基坡脚放线位置，A、B、C、D为某结构层顶面松铺厚度顶面放样位置。AA（BB、CC、DD ）之间高差为松铺厚度h，AD、BC长度为该结构层顶面宽度。2、由实验路段可得该结构层所对应松铺系数K。3、结构层松铺厚度顶面高程为H。H=Hd+h式中Hd为该结构层底面高程。4、采用高程放样方法用木桩标定出A、B、C、D

18、位置，使木桩顶面高程等于该结构层松铺厚度顶面高程H。5、在各木桩顶面钉上小钉子，在钉子之间拉上细线作为填筑依据。6、当该结构层压实后，再用高程放样方法检查该结构层顶面高程。二、直线段路基顶面抄平当路基施工高度达到设计高程后，应检查路基中心顶面高程及路基两侧边缘设计高程。路面横坡度形成，一般在路基顶面施工时就应该做成横向坡度。路基顶面横坡与路面横坡是一致。 如图4-12、4-13所示，4-12为路基断面图，4-13为路基平面图。在图4-13中A、B、C、D为路基中线施工控制桩，E、F、G、H与M、N、O、P为及路中线施工控制桩相对应路基边线。、先检查路基顶面中线施工控制桩设计标高假定A点设计标高

19、为HA，路线纵坡为+i%，施工控制桩间距为10m。则B、C、D点设计标高分别为：在已知高程为HBM水准点与A点立水准尺，水准仪后视水准点所立水准尺读数为a，前视A点所立水准尺读数为bA。若，A点应填高，填高值为A；若，则A点应挖低，挖低值为A。依次在B点、C点、D点立水准尺，分别读数为bB、bC、bD，按同样方法分别计算B、C、D，对B点、C点、D点进行高程检查与重新放样。检查路基边线设计标高计算与路基中心施工控制桩A点相对应两侧路基边桩E点与M点设计标高。如图4-13所示，E点与M点是关于A点对称两个路基边缘点，设路面横坡为i%，则E点与M点设计高程为：式中B为路基宽度，i%为路面横坡度。将

20、水准尺立于E点与M点，读数分别为bE、bM。若E0，则E点应挖低E。对于M点采用同样方法检查。对于路基两侧其它各点，可采用同样方法进行检查。三、曲线段路基顶面抄平对于曲线段由于存在超高与加宽，计算要相对复杂一点。在路基设计表中曲线段加宽与超高值已经给出，在进行放样时只需直接引用即可。在计算路基边线上施工检查点高程与坐标时，为计算方便一般是以及其对应在同一个横断面方向上中线施工控制点坐标与高程为基准。检查方法同直线段。四、竖曲线段路基顶面设计标高计算如图4-14所示，在进行路线纵坡设计时，确定了路线起终点设计标高与各变坡点桩号、设计标高、竖曲线半径，根据这些资料即可计算竖曲线上任意一个中桩设计标

21、高。相邻变坡点之间坡度为：式中：为第（-1）到号变坡点之间坡度； 分别为第（-1）与号变坡点设计标高； 分别为第（-1）与号变坡点里程桩号。若某中桩位于第（-1）与号变坡点之间，桩号为L，则其设计标高为：第号变坡点竖曲线半径为Rj,竖曲线要素为：转坡角 （弧度）切线长 外距 竖曲线起点桩号 竖曲线终点桩号 当中桩位于竖曲线范围内，应对其设计标高进行修正。竖曲线范围内切线上任一点及竖曲线之间竖向距离为：式中：为竖曲线上相应于h点到竖曲线起（终）点距离。对于凸形竖曲线，h取负值；凹形竖曲线，h取正值。例：如图4-14所示，P点位于BP1所对应竖曲线范围内，其设计标高为HP。求其修正以后设计标高。1

22、、计算竖向间距P= P点桩号SS12、计算P点对应于竖曲线上设计高程Hp：4-4 路面施工放样方法路面施工是公路施工最后一个环节，也是最重要最关键一个环节。因此，对路面施工放样精度要求要比路基施工阶段放样精度高。为了保证精度、便于测量，通常在路面施工之前，将线路两侧导线点与水准点引测到路基上，一般设置在桥梁、通道桥台上或涵洞压顶石上，不易被破坏。引测导线点与水准点，要与高一级导线点与水准点进行附合或闭合，精度应满足一、二级导线与五等水准测量要求。路面施工阶段测量放样工作仍然包括恢复中线、放样高程与测量边线。路面施工是在路基土石方施工完成以后进行。在路面底基层（或者垫层）施工前，首先应进行路槽放

23、样。路槽放样包括两方面内容：中线施工控制桩恢复放样与中平测量；路槽横坡放样。除面层外，各结构层横坡按直线型式进行放样。一、路槽放样如图4-15所示，在粗平路基顶面上恢复中线，每隔10m加密中桩，再沿各中桩横断面方向向两侧量出路槽宽度一半得到路槽边桩、量出B/2得到路肩边桩（曲线段设置加宽时，要在加宽一侧增加加宽值W），然后用放样已知点高程方法使中桩、路槽边桩、路肩边桩桩顶面高程等于路面施工完成后路面标高（要考虑路面与路肩横坡以及超高）。在上述这些边桩旁边挖一个小坑，在坑中钉桩，然后用放样已知点高程方法使桩顶高程符合于考虑过路槽横向坡度后槽底高程（要考虑因压实而加入一定虚方厚度），以指导路槽开挖

24、与整修。低等级公路一般采用挖路槽路面施工方式，路槽修整完毕后，便可进行培路肩与路面施工。高等级公路一般采用培路肩路面施工方式，所以路槽开挖整修要进行到路肩边缘。机械施工时，木桩不易保存，因此路中心与路槽边路面高程可不放样，而在路槽整修完成后，在路槽底面上放置相当于路面加虚方厚度木块作为路面施工标准。路拱（面层顶面横坡）类型由抛物线型、屋顶线形与折线型三种。下面介绍这三种路拱型式放样数据计算方法。二、路面放样路面各结构层放样方法仍然是先恢复中线，然后由中线控制边线，再放样高程控制各结构层标高。除面层外，各结构层横坡按直线形式放样。要注意是路面加宽与超高。一、路面边桩放样路面边桩放样可以先放出中线

25、，再根据中线位置与横断面方向用钢尺丈量放出边桩。在高等级公路路面施工中，有时不放中桩而直接根据边桩坐标放样边桩。、边桩坐标计算如图4-16所示，路线中线上任一点P（桩号为），其坐标为（）与切线坐标方位角为。图4-16中过P点法线坐标方位角按下式计算求得：为计算方便，规定方向总是指向中线右侧，左右两侧是相对于路线前进方向而言。横断面方向（即法线方向）上任一点D，距离中线距离（即横支距）为SD，规定：中线左侧横支距为负，中线右侧横支距为正。则横断面方向上D点坐标由下式计算：、边桩放样已知横断面方向上D点坐标，便可以利用导线点采用坐标放样方法放出边桩。二、路拱放样对于水泥路面或者中间有分隔带沥青路面

26、，其路拱（即路面顶面横坡）按直线形式放样。对于中间没有分隔带沥青路面，其路拱（面层顶面横坡）一般有如下几种形式：、抛物线型路拱1、二次抛物线路拱如图4-17所示，从中线开始，按图示坐标形式放样，一般把路幅宽分为10等分。计算公式如下：图4-17中，。式中： x为离中线横向距离； y为相应于x各点竖向距离； B为车道宽度（即路面宽）；h为路拱高； i为平均横坡度（%）。2、改进二次抛物线路拱参见图4-17。计算公式如下：3、半立方次（一次半）抛物线路拱参见图4-17。计算公式如下：4、改进三次抛物线路拱参见图4-17，计算公式如下：、屋顶线型路拱1、倾斜直线型路拱如图4-18所示。a)当路面横坡

27、采用1.5%时，在路拱中心插入一对横坡度为0.8%1.0%对称连接线。b)当路拱横坡采用2%时，在路拱中心插入两对对称连接线，其横坡度分别为1.5%与0.81.0%。c)图4-18中值一般取路面宽度1/2或1/4。2、圆顶直线型路拱如图4-19所示。中间圆顶部分用圆曲线或者抛物线连接，所用圆曲线长度一般不小于路面宽度十分之一，半径不小于50m。拱高h可采用下式计算：式中：为曲线段水平距离，一般以2m计。中间没有分隔带沥青路面，其路面路拱放样一般采用路拱样板进行，在施工过程中逐段检查。例题：如图4-20所示，水泥混凝土路面横断面形式，其中：中间带宽度为4.50m，半幅行车道宽度为8.50m，基层

28、厚度为18cm，面层厚度为25cm。1、基层施工测量设基层设计标高为H=h+0.18m(h为底基层中心设计标高)；则：距中心1.82m、11.18m、11.43m处基层设计标高为：H iH iH i为路拱横坡，为1.5%。将以上计算设计标高放样到实地，便可指导基层施工。以上设计标高中：H182、H是在摊料时所用，其虚厚按不同路面结构形式掌握。一般灰土基层虚厚为6cm；H、H是在推土机初步压实后为找平时所用，其虚厚按不同路面结构形式掌握。一般灰土基层虚厚为2.5cm；基层施工误差主要来自测量误差、施工误差、虚厚误差三个方面。施工误差主要指：当某一区域摊料过多，摊料人员为了省力，将料摊铺过实，甚至

29、将施工挂线提一提；当堆料过少时，又会将料摊铺得虚，或者将施工桩向下钉一钉。因而要求施工员要有高度责任心，保护好施工桩，严格控制摊铺质量。虚厚误差主要包括：粘土密实度差别，摊铺有被压实，有松散，路槽标高误差引起底基层厚度不一。主要消除方法是人工摊铺，机械充分拌与，用推土机初步压实后再次找平。2、水泥混凝土面层施工测量如图4-20所示，由中线控制桩量出2.25m、6.50m、10.75m处边线，钉入钢钉，测出桩顶标高，根据水泥混凝土面层设计标高得出模板顶面标高。当模板支好后，用经纬仪对顺直度，用水准仪对模板标高进行复测，不合格者予以调整，然后开始铺筑混凝土。水泥混凝土面层标高误差产生原因主要由于测量误差与施工误差两方面原因造成。施工误差主要包括：挂线误差：用钢尺所量高度不准，施工挂线没有系牢、拉紧，出现中间凹现象。模板误差：模板支得不坚固，震捣梁上去震捣时引起模板下沉；模板上残余混凝土没有清除干净；模板变形，引起顺直度达不到标准。其它误差：施工桩被车辆压弯；桩号错误等。、折线型路拱折线型路拱一般也分成10等分进行放样。三、路面放样精度要求路面放样精度要求，应按照对不同路面相应规定执行。具体可按公路工程质量检验评定标准相关条款执行。现列举部分，参见下表4-4、表4-5：第 108 页