一般路基设计的一般要求.ppt
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1、一般路基设计的一般要求一般路基设计的一般要求本章主要介绍路基的主要类型与构造、一般路基设计的要求/内容/注意事项、路基主要的附属设施等内容,解决路基路面工程中路基设计的问题。4.1路基的类型与构造路基的类型与构造4.2一般路基设计一般路基设计4.3路基附属设施路基附属设施本章内容本章内容11/5/20222 路基横断面的型式因线路设计标高与地面标高的差而不同,一般可归纳为四种类型: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、另一侧填筑不填不挖,路基标高与原地面标高相同4.1 路基类型与构造路基类型与构造11/5/202234.1.1 路堤路堤路堤横断面基本形式1.干
2、湿类别2.基底压实度差异沉降?!倾斜,滑移!湿度控制!移挖为填11/5/20224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1.01.5m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。1)类型:)类型:考虑路堤工作区深度简单:直接套用图纸11/5/20225矮路堤 填土高度低于1.01.5m;常在平坦地区取土困难时选用。特点:a)平坦地区往往地势低、水文条件较差易受地面水和地下
3、的影响满足最小填土高度的要求;b)路基工作区范围内土的压实度;c)加强排水两侧设置边沟有时可与取土坑结合(挖沟填筑路堤)。2)一般要求)一般要求11/5/20226一般路堤 填土高度介于高、矮路堤两者之间随其所处的条件和加固类型不同,还有浸水路堤、陡坡路堤及挖沟填筑路堤等型式。特点:a)常规设计,不做特殊处治;b)h不大时(23m),可在路堤两侧设取土坑,使之与排水沟相结合;c)路堤近旁有较宽沟渠或沿河浸水路堤,应设置护坡道。11/5/20227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。特点:a、填方数量大,占地宽,行车条件差,处理不当极易造成沉陷
4、、失稳;b、为使路基边坡稳定和横断面经济,需作个别设计;c、采用上陡下缓的折线形或台阶形边坡;d、对边坡进行适当的防护和加固;e、放宽路肩或加护栏,增加安全感。注:台阶形边坡是在边坡中部每隔810m设置护坡平台一道,平台宽度为13m,用浆砌片石或水泥混凝土预制块防护;并将平台做成2%5%向外倾斜的横坡,以利排水。11/5/202283)路堤填料理想材料:强度高、水稳定性好、压缩性小、施工方便以及运距短的岩土材料。一般原则:a、尽量移挖作填;b、砾(角砾)类土、砂类土应优先选作路床填料;c、含腐殖质、有机质土必须换填;d、土含水量大,应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。路基部位(路
5、面底面以下深度)填料最小强度CBR(%)填料最大粒径(cm)高级路面其它路面上路床(030cm)8610下路床(3080cm)5410上路堤(80150cm)4315下路堤150cm以下3215表表3-1 路基填料最小强度和最大粒径要求路基填料最小强度和最大粒径要求级配11/5/20229不含有害物质的矿质材料,一般均可用作路基填料。选用时,最好选用级配较好的粗粒土作为填料。砾(角砾)类土、砂类土应优先选作路床填料,土质较差的细粒土可填于路堤底部。用不同填料填筑路基时,应分层填筑,每一水平层均应采用同类填料。泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土及易溶盐超过允许限量的土,不得直接用于填筑路基。冰冻地区上路
6、床及浸水部分的路堤不应直接采用粉质土填筑。浸水部分路堤填料不宜采用强风化岩石及浸水后容易崩解的岩石,应尽量选用水稳性好的填料。细粒土作填料时,土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时,应晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。桥涵台背和挡土墙墙背填料应优先选用内摩擦角值较大的砾(角砾)类土、砂类土填筑。铺筑高级路面时,填料的强度和粒径应符合规范的规定,铺筑其他路面时,填料亦宜按规范的规定选用。路基填料主要要求:路基填料主要要求:排水要求11/5/2022104)路堤填筑施工路堤填筑施工含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐朽物质的土不能用作填筑路堤。液限大于50%及塑性指数大于26的土,透水性很
7、差,因干时坚硬难挖,湿时具有较大的可塑性、粘结性、膨胀性,毛细现象显著,能长时间保持水分,承载能力很低,一般不宜用作路基填料;如非用不可时,除要求在接近最佳含水量的情况下充分压实外,还应设置完善的排水设施,也可采取改良土性的其他技术措施。工业废渣可用作路基填料,但应避免有害物质含量超标而污染环境。实际施工中,沿线土质经常变化,应特别注意避免不同性质的土任意混填而造成路基病害,填筑时,须遵守下列规则:采用粘性土包裹案例:成昆铁路线过山车隧道!11/5/2022111.1.纵纵向向使使用用不不同同土土质质填填筑筑相相邻邻路路堤堤时时,为为防防止止发发生生不不均均匀匀变变形形应应将将交交接接处处做做
8、成成斜斜面面,并并将将透水性差的土填在斜面下部;透水性差的土填在斜面下部;2.2.不不同同性性质质的的土土应应分分层层填填筑筑,透透水水性性差差的的土土填填在在下下面面,其其顶顶面面做做成成4%4%的的双双向向横横坡坡,以以保保证证上层透水性土有排水出路;上层透水性土有排水出路;3.3.如如透透水水性性较较大大的的土土层层位位于于透透水水性性较较小小的的土土层层下下面面,则则透透水水性性较较大大的的土土层层表表面面,应应做做成成水水平的;平的;4.4.不不同同填填料料的的层层次次安安排排,应应考考虑虑路路基基工工作作条条件件。凡凡不不会会因因潮潮湿湿或或冻冻融融影影响响而而改改变变体体积积的的
9、优优质质土应填在上层;土应填在上层;11/5/2022125.5.路路堤堤的的浸浸水水或或受受水水位位涨涨落落影影响响的的部部分分,宜宜尽尽可可能能选选用用透透水水性性较较好好而而不不易易被被水水冲冲蚀蚀的的材材料料,如如漂漂(卵卵)石石、砂砂砾砾、片片(碎碎)石石等等;当当路路堤堤稳稳定定受受到到地地下下水水或或地地表表长长期期积积水水影影响响时时,路路堤堤底底部部也也应应填填以以水水稳稳性性好好、不不易易风风化化的的砂砂石材料或采用无机结合料处治的土;石材料或采用无机结合料处治的土;6.6.为为了了防防止止雨雨水水浸浸蚀蚀边边坡坡,可可采采用用透透水水性性较较小小的的土土包包边边,但但包包
10、边边部部分分的的土土应应与与中中间间部部分分一一起分层压实,并设置盲沟,以利排水;起分层压实,并设置盲沟,以利排水;7.7.当当路路堤堤两两部部分分填填料料的的颗颗粒粒尺尺寸寸相相差差较较大大时时,应应在在其其间间加加设设反反滤滤层层,以以防防止止两两部部分分填填料料相相互掺杂污染,而引起路堤下沉。互掺杂污染,而引起路堤下沉。11/5/2022135)基底处理基底处理1.1.路路堤堤应应坐坐落落在在具具有有足足够够强强度度(承承载载力力)和和低低压压缩缩性的地基上,以免引起滑动破坏和过大沉降;性的地基上,以免引起滑动破坏和过大沉降;2.2.基基底底土土密密实实稳稳定定、地地面面坡坡度度缓缓于于
11、1:51:5时时,路路堤堤可可直直接接填填筑筑,但但应应清清除除地地表表树树根根草草皮皮或或腐腐植植土土,以以免形成滑动面或产生较大沉陷;免形成滑动面或产生较大沉陷;3.3.基基底底范范围围内内有有地地表表水水或或地地下下水水影影响响路路基基稳稳定定时时,应应进进行行拦拦截截、引引排排,或或在在路路堤堤底底部部填填筑筑片片石石、块块石或砂、砾等透水性材料;石或砂、砾等透水性材料;4.4.基基底底为为耕耕地地或或较较松松的的土土时时,应应在在填填筑筑前前压压实实至至满满足相应压实标准;足相应压实标准;11/5/2022145.5.在原地面坡度较陡时(包括横向和纵向)在原地面坡度较陡时(包括横向和
12、纵向)陡于陡于1 1:5 5的稳定斜坡的稳定斜坡基底挖成台阶基底挖成台阶土质地面土质地面 原地面凿毛原地面凿毛石质地面石质地面陡陡于于1 12.52.5(考考虑虑地地震震作作用用时时为为1:31:3)设设置置石石砌砌护护脚脚或或按按陡陡坡坡路路堤堤设设计计填填方方上上方方坡坡脚脚,需需采采取措施阻止地面水渗入。取措施阻止地面水渗入。6.6.路路线线经经过过水水田田、池池塘塘或或洼洼地地时时,应应根根据据积积水水和和淤淤泥泥层层等等具具体体情情况况,采采取取排排水水疏疏干干、清清淤淤换换填填、抛抛石石挤挤淤淤、晾晾晒晒或或掺掺灰灰等等处处理理措措施施,当当基基底底土土质质湿湿软而深厚时应按软土地
13、基处理。软而深厚时应按软土地基处理。11/5/202215水田或池塘地段基底处理方案水田或池塘地段基底处理方案 水田或池塘地段基底处理方案水田或池塘地段基底处理方案 较低路基较高路基方案一:围堰方案二:换填11/5/2022164.1.2 路堑路堑1)基本型式:全挖式路基台口式路基半山洞路基 西部山区地形丘陵地区11/5/2022172)注意事项:少用深长路堑合适的边坡坡率加强排水处治基底3)边坡形状:直线折线台阶形 1321.排水通风,2.行车视距,3.施工困难,4.自然病害11/5/202218A、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
14、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。4)一般要求:11/5/202219F、路堑边坡的形状可为直线、折线或台阶形三种型式注:在台阶式边坡中部,高度每隔610m或变坡点处设边坡平台一道,边坡平台的宽度为13m,若边坡平台设排水沟,平台应做成2%5%向内侧倾斜的排水坡度。G、排水沟可用三角形或
15、梯形横断面,当水量大时,宜设置30cm30cm的矩形、三角形或U型排水沟。H、高等级公路,当挖方为软质、风化岩层及土质边坡时根据坡面稳定状况和碎落情况设置挡土墙或矮墙或进行坡面防护,并应考虑绿化与工程措施相结合。I、容易产生碎落的风化破碎岩石、软质岩石、砾(碎)石类土等地段的挖方路基应在边沟外侧设置碎落台。11/5/2022204.1.3 半填半挖路基半填半挖路基1)常见形式:最大问题:差异沉降!路面纵向开裂!甚至产生滑坡!(襄十高速公路路面开裂,施工中的十漫高速公路,构造物开裂)加筋路堤11/5/2022212)特点与要求:)特点与要求: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
16、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15台阶/阶梯形分层填筑压实。11/5/202222原地面与路基标高相同构成不填不挖的路基横断面型式。特点:虽然节省土石方,但对排水非常不利,易发生水淹、雪埋等病害。适用:常用于干旱的平原区、丘陵区以及山岭区的山脊线或标高受到限制的城市道路。不填不挖路基横断面4.1
17、.4 不填不挖路基11/5/202223对路基的要求:路基是路面的支撑结构物,对路面的使用性能有重要影响。1、整体稳定填挖引起路基失稳、软土上高路基、岩质土质山坡上开挖严重性:交通阻断,易引起交通事故。措施:正确设计,采取排水、防护和加固、支撑工程。2、压缩性低自重、车辆荷载作用下变形;地基软弱、填土疏松、过分潮湿时产生沉陷和变形。危害:导致路面出现过量的变形和应力增大,促使路面过早损坏并影响舒适性。措施:争取合适填料充分压实,改善水温状况,加固软弱地基。4.2 一般路基设计一般路基设计11/5/202224一般路基:一般工程地质、水文地质条件下,填方高度和挖方深度小于规范规定高度/深度的路基
18、。一般路基设计可以结合当地的地形、地质情况,直接套用典型横断面图或设计规定,而不必进行个别论证和验算。对于工程地质特殊路段和高度/深度超过规范规定的路基,应进行个别设计和稳定性验算。路基设计的基本内容:路基基身设计路基基身设计(断面型式断面型式/宽度与高度宽度与高度/填料与压实填料与压实度度/边坡形状与坡度边坡形状与坡度)路基排水设计路基排水设计坡面防护与加固设计坡面防护与加固设计附属设施的设计附属设施的设计专项工程设计专项工程设计(边坡稳定性边坡稳定性/软基处理软基处理)11/5/202225路基基本构造: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
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