第三章道路横断面设计和路基设计

1、3道路横断面设计和路基设计3.1横断面布置及超高路基横断面布置公路横断面的组成和各部分尺寸要根据设计交通量、交通组成、设计车速、地形条件等因素确定，在满足交通、环境、公用设施管线敷设及排水要求的前提下，经济合理的确定各组成部分的宽度以及相互之间和位置与高差，尽量做到用地省、投资少、使道路发挥其最大的经济效益和社会效益。本设计路段路基按四车道高速公路标准设计，采用整体式断面，路基全宽设计为28.0m，其各部分组成为：单向行车道2×7.5m，左侧路缘带为0.75m，硬路肩3.5m（含有侧路缘带0.5m），两侧土路肩0.75m中央分隔带为3.0m。路基横断面布置见图3.1。图3.1 路基横

2、断面布置图路基横坡本着有利于排水、施工和行车的原则，根据公路路线设计规范（JTJ 011-94）中的原则，行车道、路缘带及硬路肩横坡取为2.0%，土路肩要比路拱横坡大1.02.0%，所以土肩取为4%。路基超高及加宽查公路工程技术标准（JTJ B01-2003），不设超高的最小半径如下表（3.1）。本设计路段设计车速为120km/h，有一处平曲线半径小于5500m，因此需设置路基超高，根据公路工程技术标准的有关规定和相关计算，超高横坡度采用4%。表3.1 不设超高最小半径表设计车速12010080604030i路拱2.0%=0.0350.045500400025001500600350i路拱2.

3、0%=0.040.0575505250335019008504501）圆曲线半径确定本设计路段圆曲线半径R=1500m，设计车速为120km/h。根据表（3.2）可取i=4%。表3.2 i取值表圆曲线半径（km）55003240324021602160167016701300130010801080930930810i（%）12345672）超高缓和段的确定超高缓和段的长度主要从两个方面来考虑：一是从行车舒适性来考虑，缓和段长度越长越好；二是从横向排水来考虑，缓和段长度短些好，特别是路线纵坡较小时，更应注意排水的要求。新建高速公路一般采用绕中央分隔带边缘旋转，超高渐变率D=1/200，所以超高

4、缓和段长度为由式（31）计算。 （31）式中 超高缓和段长度，m； 旋转轴至行车道外侧边缘的宽度，m； 超高坡度与路拱坡度的代数差，%； 超高渐变率。所以超高缓和段长度：缓和曲线Ls=425m > Lc,取Lc=425m横坡从路拱坡度（-2%）过渡到横坡（2%）的超高渐变率：又因为不设超高的半径为5500m,此点距ZH点的距离由公式（32）计算： （32）式中 不设超高的缓和曲线长度，m； 回旋线参数； 回旋线型所连接的圆曲线的半径，m。故根据此条件确定的超高缓和段长度为：取整为300m。此时路拱的坡度路拱坡度（-2%）过渡到超高横坡（2%）时的超高渐变率：故需分段超高，第一段从双向路拱

5、横坡度-2%过渡到单向超高横坡2%时的长度由公式（33)计算： （33）式中 i超高横坡度；B外侧行车道宽度，m。所以： ，取第二段长度为：第一段的超高渐变率为：满足排水要求。3）计算各桩号处的超高值超高起点桩号K0+832.577，直线段的硬路肩与行车道坡度相同为2%，土路肩为4%，圆曲线内外侧的硬路肩坡度与行车道的坡度相同均为4%，外侧的土路肩为3%。内侧土路肩坡度过渡段的长度为： 所以取。分别计算出各桩号距离超高起点的x值然后带入表33计算公式中计算结果，计算结果列表34。表3.3 各桩号超高值计算公式超高位置计算公式行车道行坡度备注外侧C1计算结果与设计高之高差2设计高程为中央分隔带3

6、当x=Lc时为圆曲线上的超高值D0内侧C0D式中 B行车道宽度,m； b1左侧路缘带宽度,m； b2右侧路缘带宽度,m； ix超高横坡度,度； iz路拱横坡度,度。中央分隔带形式及开口中央分隔带采用凸起式，全宽3.0m,双向外倾横坡4%的坡度，表面种草绿化，植树防眩；为抢险急救和维修方便，中央分隔带每隔2000m左右设一处开口，并考虑在大桥、特大桥一侧桥头及互通式立交终点的一端设置开口一处，开口处桩号为：K1+600，开口端部为子弹头形，开口长50m。具体形式见图（3.2）。表3.4 各桩号横断面超高值桩号X（m）内侧(m)外侧(m)A(m)B(m)C(m)D(m)D(m)C(m)B(m)A(

7、m)K0+832.50-0.27 -0.24 -0.18 00-0.18 -0.24 -0.27 K0+8407.423-0.27 -0.24 -0.18 00-0.15 -0.20 -0.22 K0+86027.423-0.27 -0.24 -0.18 00-0.09 -0.12 -0.13 K0+88047.423-0.27 -0.24 -0.18 00-0.03 -0.04 -0.04 K0+90067.423-0.27 -0.24 -0.18 000.03 0.04 0.04 K0+92087.423-0.27 -0.24 -0.18 000.09 0.12 0.13 K0+94010

8、7.423-0.27 -0.24 -0.18 000.15 0.21 0.22 K0+947.5115-0.27 -0.24 -0.18 000.18 0.24 0.27 K0+96012.423-0.27 -0.25 -0.19 000.19 0.25 0.27 K0+98032.423-0.29 -0.28 -0.21 000.21 0.28 0.29 K1+00052.423-0.32 -0.30 -0.23 000.23 0.30 0.32 K1+02072.423-0.35 -0.33 -0.24 000.24 0.33 0.35 K1+04092.423-0.38 -0.35 -0

9、.26 000.26 0.35 0.38 K1+060112.423-0.40 -0.38 -0.28 000.28 0.38 0.40 K1+080132.423-0.43 -0.41 -0.30 000.30 0.41 0.43 K1+100152.423-0.46 -0.43 -0.32 000.32 0.43 0.46 K1+120172.423-0.49 -0.46 -0.34 000.34 0.46 0.49 K1+132.5192.423-0.50 -0.47 -0.35 000.35 0.47 0.50 用地范围对于边沟排水路段，以边坡坡脚外延2.0m作为公路用地界；桥梁段落一

10、般不设边沟，用地界为桥梁正投影外侧2.0m。路基填土高度本设计路段均为填方路基，路基填土高度受沿线地貌、水文、地质等自然条件及桥梁、通道等多种因素控制。根据沿线调查和勘测资料，本设计路段所处冲积平原的地下水位埋深一般为1.02.5m同时考虑到本路段的自然区划和岩土特征，拟定一般填方路段路基填土高度控制在1.5m以上，地势低洼而受地表水影响路段填土高度应控制在2.53.0m以上。图32 中央分隔带示意图路基边坡路基边坡的陡缓程度，直接影响到路基的稳定和路基土石方工程量。本路段均为填方路基，按公路路基设计规范（JTG D30-2004）规定，本设计路段当填土高度小于6m时，边坡坡率采用1：1.5；

11、大于6m时，边坡坡率全部采用1：1.75。护坡道根据公路路基设计规范（JTG D30-2004）并结合本路段的实际特点，本路段护坡道宽度均取2.0m，护坡道表面外倾横坡4%，护坡道上植树绿化，植草防护。 3.2路基设计一般路基设计1）各桩号路基断面的形式、坡度根据设计要求选择500m公路段，对其内各桩的横断面进行设计，这里选择的500m要求是本设计路线中最典型的，要包括直线、圆曲线、缓和曲线，而且地形也要求是最典型的，所以选择从 K0+800到K1+300总计500m的路段。设计详情见各桩号路基横断面图。2）路基填筑设计本施工段全线均为填方路基，所需填料来源于沿线集中设计的取土坑。 结合本地区

12、的自然环境及土质特点，全路段在填筑路堤前应清除地表至少15cm耕植土，清除深度以清除掉植物的根茎，露出先新鲜土壤为准，经碾压稳定后方可开始填土。路基填料强度要求如表（3.1）。表3.1 路基填料强度参数项目分类路面底面以下深度(cm)最小强度(CBR)(%)最大粒径（）（cm）上路床030810下路床3080510上路堤80150415下路堤150以下315根据地质资料，本次设计线路经过地段主要由第四系松散沉积层所组成，表层为素填土和粘性土，土质均一，呈硬塑半硬塑状，强度低，工程性质差，其CBR值为2.0%10%。达不到公路路基施工技术规范（JTJ 033-95）的要求，因此为满足路基填料强度

13、和压实标准及施工要求，对路基填土进行适当掺加石灰处理。通过掺加一定量的石灰，改善含水量大的土，使其达到最佳含水量，便于路基压实，保证路基的强度。其路基填筑设计分析如下：沿线填土含水量的大小于与地层、施工季节、降水情况及施工方案有较为密切的关系。因此，如果路基填料强度和含水量能满足要求，或在施工工期允许的情况下，可以通过翻晒等方法来降低土的含水量，则可以不掺加或少掺石灰。（1）A区（路床）：上部40采用8%石灰土，下部40采用6%石灰土；（2）B区（上路床）：采用粉煤灰填筑，并采用4%的石灰土包边处理；（3）C区（下路床）：采用粉煤灰填筑，并采用4%的石灰土包边处理；（4）D区（隔离层）：为阻断

14、毛细水的上升通道，采用405%石灰土填筑，同时在石灰土垫层顶面的包边土中，沿路基两侧每隔20m设置30×30的石盲沟，以排除粉煤灰路基的下渗水；清表及填前夯实：路基填筑前应先清表，清表及填前压实补偿305%石灰土回填，压实度不小于88%，填前压实度不小于85%。当路基高度小于1.5m时，在保证路面结构厚度和80石灰土路床厚度情况需反挖路基进行施工，填筑前压实补偿15-30用5%石灰土回填，之后在填筑路基A区。3）路基边坡防护本设计路段填料以粉煤灰为主，坡面表层均换填15耕植土，为防止路基边坡风蚀及雨水冲刷得影响，确保路基边坡的稳定，并综合考虑路基美容的美化、绿化和工程经济的合理性，提

15、出合理的路基防护形式。具体措施如下：（1）中央分隔带中央分隔带结合防眩、防护以及美化绿化的需要进行植树、植草。根据徐州本地气候，沿线拟在支局有四季常青、成活率高、无病虫害、苗源广的刺柏等柏科类织物。单排栽植，株距12m。中央分隔带表面铺植冷季型地被草皮等。（2）护坡道在护坡道上栽植刺柏，间距2.53.5m；基于防护、绿化之目的，护坡道土质裸露部分采用植草防护。（3）路基边坡路基高度小于3m时，路基边坡铺草皮防护。为防止雨水冲蚀土路肩边部，并增设7.5号浆砌片石护肩，护肩厚0.3m护肩一下边坡铺草皮进行防护，铺草皮可采用木桩在路基边坡上固定。草种可选用根系发达、成活率高、的高羊毛、百慕达等。护肩

16、一下土坡需根据具体情况进行填土夯实，防止边坡流水冲刷。路基高度大于3m时，采用拱形护坡，拱形骨架内植草皮防护。骨架采用7.5号浆砌片石砌筑，用20号混凝土预制块镶边，以拦截水流，使路面雨水在边坡上集中排除，并通过护坡道、导流槽引入路基排水沟。拱形骨架间采用铺草皮防护，即经济适用，又美化路容。为防止路肩边部边坡的冲刷和地表临时积水浸泡路基坡脚，骨架护坡顶部和底部分别设置镶边和护脚。本设计路段K0+000K3+136路基高度都大于3m，设置拱形骨架护坡。K3+136K3+177为植草护坡。4）路基防护施工方法及注意事项（1）浆砌片石砌拱时，应首先在坡面上放样时，施工时要保证厚度及砌筑质量。（2）刷

17、坡和铺砌骨架护坡后应及时植树、铺草皮和播种草籽，绿化覆盖土层。（3）所有的防护工程在路基沉实、坡面夯实后施工。施工填河路段的防护在做梯形基础前，清淤彻底后，再往下挖基础所需的深度。路基压实标准与压实度 本设计路段路基填料均为细粒土，其路基压实亦根据路基填料类型选用相应的压实机具，对细粒土采用重型轮胎压路机。其路基压实标准和不同部位的压实度应符合公路路基设计规范（JTG D30-2004）及公路路基施工技术规范（JTG 033-95）的有关规定，具体要求见表（3.2）。压实度即现场测得的土基干密度与室内求得的标准干密度之比常用K表示：。表3.2 路基压实度要求填挖类型路槽底面以下深度(cm)压实

18、度(%)上路床03095下路床308095上路堤8015093下路堤150 以下90清表及填前压实303088填前压实85注：表列压实度击实标准系重型击实标准。取土坑设计本设计路段全段均为填方路堤，路基取土采用徐州地区个发电厂排放的工业废碴、粉煤灰及设置路侧集中取土坑取土的方案，集中取土坑的选点要兼顾土质、数量、用地及运输条件等因素，并结合沿线区域规划，因地制宜，综合考虑，维护自然平衡，防止水土流失，尽量做到借之有利。同时本路段沿线清表、清淤、路基预压卸载和施工加宽刷坡等必然存在大量弃方，应合理利用，减少废方，不可乱弃乱堆，根据土质类别可部分作为路面底基层石灰粉煤灰的用料。部分也可作为路肩、中

19、央分隔带用土以及互通场地平整用土等。3.2.4路基施工要求及注意事项1）一般路基（1）路堤基底为植耕土或腐植土时，需清除表土，并作填前压实处理，压实度不小于85%；（2）位于路基范围内的树根、芦苇根等必须挖除；（3）地下水位较高的低路堤段施工时，应首先在路基两侧开挖排水沟，及时抽水，以降低地下水位确保低路堤施工质量；（4）路基填筑前，应对填料密度、含水量、最大干密度进行测定，压实过程中应对填料的含水量严格控制，压实后应检查填料的压实度是否符合设计要求；（5）填料设计时，依据试验资料给出了路基不同部位时石灰的掺加剂量，主要用于提高填料的承载比。施工时，应根据土的工程性质及工期要求，按监理工程师的指令进行；（6）为便于边坡的压实，路基每侧需加宽40，边坡表层与填方主体要同时施工、均匀压实； （7）应做好原地面临时排水设施，并与永久排水设施相结合。排除的雨水，不得流入农田、耕地，亦不得引起水沟淤积和路基冲刷；（8）路基填筑应采用水平分层填筑法施工，必须根据设计断面，分层填筑、分层压实，每层的最大松铺厚度不应超过3