第5.6节 一般路基设计

1、 第五章 路基设计与施工第六节第六节 一般路基设计一般路基设计一般路基：一般路基： 指在指在一般地区一般地区，填方高度和挖填方高度和挖方深度小于规范规定的高度和深度方深度小于规范规定的高度和深度的路的路基。可以结合当地地形、地质情况直接基。可以结合当地地形、地质情况直接套用典型横断面或设计规定。套用典型横断面或设计规定。 特殊地形、地质路段和高度（深度）特殊地形、地质路段和高度（深度）超过规范规定的路基应进行个别设计和超过规范规定的路基应进行个别设计和验算。验算。本节主要内容：本节主要内容：一、路基的典型横断面与构造、路基的典型横断面与构造二、路基边坡防护与加固设计二、路基边坡防护与加固设计本

2、节主要内容：本节主要内容：一、路基的典型横断面与构造、路基的典型横断面与构造二、路基边坡防护与加固设计二、路基边坡防护与加固设计1 1、路基典型横断面、路基典型横断面2 2、路基的基本构造、路基的基本构造3 3、弯道横断面的超高、弯道横断面的超高4 4、弯道横断面的加宽、弯道横断面的加宽5 5、路基横断面设计、路基横断面设计6 6、路基土石方计算与调配、路基土石方计算与调配7 7、路基附属设施、路基附属设施一、路基的典型横断面与构造一、路基的典型横断面与构造1、路基典型横断面2 2、路基的基本构造、路基的基本构造3 3、弯道横断面的超高、弯道横断面的超高4 4、弯道横断面的加宽、弯道横断面的加

3、宽5 5、路基横断面设计、路基横断面设计6 6、路基土石方计算与调配、路基土石方计算与调配7 7、路基附属设施、路基附属设施一、路基的典型横断面与构造一、路基的典型横断面与构造路基的典型横断面形式有：路堤、路堑和填路基的典型横断面形式有：路堤、路堑和填挖结合挖结合( (半填半挖半填半挖) )三种。三种。1 1、路基典型横断面、路基典型横断面1 1）路堤）路堤图5-14 路堤的几种常用横断面形式a）矮路堤；b）一般路堤；c）浸水路堤；d）护脚路堤；e）挖沟填筑路堤 a a、直线、直线b b、折线、折线c c、台阶形、台阶形 边坡的三种形式（影响堤身稳定和工程量大小）边坡的三种形式（影响堤身稳定和

4、工程量大小）2）路堑）路堑 全部由地面开挖出的路基称为路堑。有全路堑、半路堑和全部由地面开挖出的路基称为路堑。有全路堑、半路堑和半山洞三种。半山洞三种。半半山山洞洞边坡形状选择：直线，折线，台阶形。 a、单一岩层、风化和破碎程度相差不大的坡体：直线边坡。 b、坡高范围内上下的破碎程度有显著差别：台阶形或折线形。在不同层的分界面处设置边坡平台。 （3）半填半挖1 1、路基典型横断面、路基典型横断面2、路基的基本构造3 3、弯道横断面的超高、弯道横断面的超高4 4、弯道横断面的加宽、弯道横断面的加宽5 5、路基横断面设计、路基横断面设计6 6、路基土石方计算与调配、路基土石方计算与调配7 7、路基

5、附属设施、路基附属设施一、路基的典型横断面与构造一、路基的典型横断面与构造高速公路与一级公路的横断面组成如图 52 2、 路基的基本构造1）路基宽度2）路基高度3）路基边坡坡度2、 路基的基本构造路基宽度取决于公路技术等级；路基高度（包括路中心线的填挖深度，路基两侧的边坡高度），取决于路线的纵坡设计及地形；路基边坡坡度取决于土质、地质构造、水文条件及边坡高度，并由边坡稳定性和横断面经济性等因素比较确定。路基宽度、高度和边坡坡度是路基本体设计的路基宽度、高度和边坡坡度是路基本体设计的基本要素。基本要素。2、 路基的基本构造A A、定义：、定义：路基宽度为路面及两侧路肩宽度之和。或在一个横断面上两

6、路肩外缘之间的宽度。（1）路基宽度 B B、路基横断面一般组成、路基横断面一般组成 ：中间带：中间带：技术等级高的公路（如高速公路和一级公路），路基宽技术等级高的公路（如高速公路和一级公路），路基宽度内还需设置中间带（由中央分隔带加相邻两侧路缘带组成）。度内还需设置中间带（由中央分隔带加相邻两侧路缘带组成）。行车道：行车道：供各种车辆行驶部分的总称。供各种车辆行驶部分的总称。 路 肩：位于行车道外缘至路基边缘，具有一定宽度的带状构造物。 （1）路基宽度路 肩：位于行车道外缘至路基边缘，具有一定宽度的带状构造物。 （1）路基宽度土路肩土路肩高速公路路肩高速公路路肩边坡和边沟边坡和边沟（1）路基宽

7、度边坡边坡边沟边沟C C、特殊组成、特殊组成 ：紧急停车带紧急停车带（1）路基宽度n爬坡车道爬坡车道C C、特殊组成、特殊组成 ：（1）路基宽度变速车道变速车道错车道错车道l 路堤最小填筑高路堤最小填筑高度的确定度的确定（2）路基高度最小填筑高度设计洪水频率计算标高壅水的最小填筑高度设计洪水频率计算标高壅水的高度浪高高度浪高0.5m的安全高度的安全高度 边坡高度H路基边坡坡度= 边坡宽度通常用1：n或1：m表示其比率 （称为边坡坡率） （3）路基边坡坡度（3）路基边坡坡度（3）路基边坡坡度A、路堤边坡a、土质路堤边坡一般填土路堤边坡，均采用1 1：1.51.5，但当边坡高度超过一定高度时，其下

8、部边坡改用1 1：1.751.75，以保证路基的稳定。各类路堤边坡坡度的取值如表5-8所列。（3）路基边坡坡度A、路堤边坡b、石质路堤边坡 填石路堤应由不易风化的较大(大于25cm)石块砌筑,边坡坡度一般可用1:1 （3）路基边坡坡度B、路堑边坡 a、土质路堑边坡一般情况下，具有一定粘性土质的挖方边坡坡度，取值为1：0.51：1.5，个别情况下，可放缓至1：1.75，不同高度、不同密度程度的土质挖方边坡坡度可参照表5-11和表5-12确定。一般可取1：0.75具有一定粘性土质的挖方边坡坡度比砂性土的边坡坡度陡。 （3）路基边坡坡度B、路堑边坡 b、岩石路堑边坡岩石路堑边坡，一般根据地质构造与岩

9、石特性，对照相似工程的成功经验选定边坡坡率。岩石的种类、风化和破碎程度及边坡的高度是决定坡率的主要因素，设计时可根据这些因素参照表5-13和表5-14确定。 （4 4）路拱）路拱 为了迅速地排除路面上的集水排除路面上的集水需将路面做成一定的横向坡度，称为路拱横坡。路拱横坡坡度的确定既要保证排水通畅又要保证行车安全，路拱坡度一般依路面类型和当地自然条件而定，一般情况下，路拱横坡的取值可参照表5-15确定。 （4 4）路拱）路拱 路面类型路面类型路拱坡度（路拱坡度（%）沥青混凝土、水泥混凝土沥青混凝土、水泥混凝土12其他黑色路面、整齐石块其他黑色路面、整齐石块1.52.5半整齐石块、不整齐石块半整

10、齐石块、不整齐石块23碎、砾石等粒料路面碎、砾石等粒料路面2.53.5低级路面低级路面34路拱横坡取值表 表5-15 （4)4)路拱路拱 路拱的型式：根据路面宽度，路拱坡度及施工便利等确定。一般来讲，低等级公路多采用抛物线形抛物线形或双曲线形双曲线形。对城市道路、高等级道路及路面比较宽的公路则多采用直线形直线形。1 1、路基典型横断面、路基典型横断面2 2、路基的基本构造、路基的基本构造3、弯道横断面的超高4 4、弯道横断面的加宽、弯道横断面的加宽5 5、路基横断面设计、路基横断面设计6 6、路基土石方计算与调配、路基土石方计算与调配7 7、路基附属设施、路基附属设施一、路基的典型横断面与构造

11、一、路基的典型横断面与构造3、 横断面的超高及超高缓和段横断面的超高及超高缓和段3、 横断面的超高及超高缓和段横断面的超高及超高缓和段3、 横断面的超高及超高缓和段横断面的超高及超高缓和段1） 超高定义超高定义（原因）（原因）2） 圆曲线超高横坡度的确定圆曲线超高横坡度的确定3）超高缓和段）超高缓和段1）、超高）、超高定义（原因） 为抵消车辆在曲线为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的路段上行驶时所产生的离心力，在该路段横断离心力，在该路段横断面上设置的外侧高于内面上设置的外侧高于内侧的单向横坡，称之为侧的单向横坡，称之为超高。超高。 当汽车行驶在设有超当汽车行驶在设有超高的弯道上时，汽车自高的

12、弯道上时，汽车自重分力将抵消一部分离重分力将抵消一部分离心力，从而提高行车的心力，从而提高行车的安全性和舒适性。超高安全性和舒适性。超高的布置如右图所示。的布置如右图所示。2） 圆曲线超高横坡度的确定（1）圆曲线上全超高横坡度的确定（2）圆曲线上超高横坡度的最大值（3）圆曲线上超高横坡度的最小值（1）圆曲线上全超高横坡度的确定 在圆曲线段半径不变，故超高横坡度从圆曲线起点至圆曲线的终点是一个不变的定值，称为全超高。 圆曲线上超高横坡度可按公路等级、设计速度、圆曲线半径大小 ，并结合路面类型、当地自然条件以及车辆组成等情况查规范确定。P96（2）圆曲线上超高横坡度的最大值(控制指标)道路圆曲线部

13、分最大超高值规定如表1和表2.。公路最大超高坡度公路最大超高坡度 表1 公路等级高速公路一二三四一般地区10%8%积雪、冰冻地区6%城市道路最大超高坡度城市道路最大超高坡度 表2设计速度（kmh）8060，5040，30，20最大超高值横坡度（%）642（3）圆曲线上超高横坡度的最小值 各级公路圆曲线部分的最小超高横坡度应是该级公路直线部分的路拱横坡度 3） 超高缓和段（1） 设置条件和原因（2） 超高缓和段过渡形式（3） 超高缓和段长度（1） 设置条件和原因（2） 超高缓和段过渡形式 公路超高的过渡方式根据超高旋转轴在公路横断面上的位置可分为： 无中间带的公路无中间带的公路 A、超高横坡度等

14、于等于路拱坡度时，外侧车道绕路中线旋转，直至超高横坡值，如下图所示。 B、超高横坡度大于路拱横坡度时，有三种过渡方式： a、绕行车道内边缘旋转，简称边轴旋转。、绕行车道内边缘旋转，简称边轴旋转。如下图所示。 在缓和段起点之前将路肩的横坡逐渐变为路拱横坡，再以路中线为旋转轴，逐渐抬高外侧路面与路肩，使之达到与路拱坡度一致的单向横坡后，整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转，直至达到超高横坡度为止。 一般新建公路多采用此种方式。b、绕中线旋转。简称中轴旋转。、绕中线旋转。简称中轴旋转。在超高缓和段之前，先将路肩横坡逐渐变为路拱横坡，再以路中线为旋转轴，使外侧车道和内侧车道变为单向的横坡度后，整个断

15、面一同绕中线旋转，使单坡横断面直至达到超高横坡度为止。一般改建公路常采用此种方式。c、绕外边缘旋转。、绕外边缘旋转。 此种方式仅在特殊设计时采用(如强调路容美观、外侧因受条件限制不能抬高等)。有中间带的公路A、绕中间带的中心线旋转。如图（a）。 先将外侧行车道绕中间带的中心旋转，待达到与内侧行车道构成单向横坡后，整个断面一同绕中心线旋转，直至超高横坡值。此时，中央分隔带呈倾斜状。采用窄中间带的公路可选用此方式。B、绕中央分隔带边缘旋转。如图（b）。 将两侧行车道分别绕中央分隔带边缘旋转，使之各自成为独立的单向超高断面，此时中央分隔带维持原水平状态。各种宽度不同的中间带均可选用此种方式。C、绕各

16、自行车道中线旋转。如图（c）。 将两侧行车道分别绕各自的中线旋转，使之各自成为独立的单向超高断面。此时中央分隔带边缘分别升高与降低而成为倾斜断面。单向车道数大于四条的公路可采用此种方式。l分离式公路分离式公路 分离式断面公路的超高过渡方式可视为两条无中间带的公路分别予以处理。l城市道路城市道路 单幅路路面宽度及三幅路机动车道路面宽度宜绕中线旋转； 双幅路路面宽度及四幅路机动车道路面宽度宜绕中间分隔带边缘旋转，使两侧车行道各自成为独立的超高横断面。（3）超高缓和段长度超高缓和段从直线段的双向横坡渐变到圆曲线路段具有超高单向横坡的过渡段。为了行车舒适性和排水，对超高缓和段长度必须加以规定。通常按控

17、制设超高后行车道外边缘的渐变率来计算。 式中： 超高缓和段长度，(m)；未加宽前路面宽度未加宽前路面宽度(m)；超高横坡度 ()；超高渐变率（又称附加纵坡附加纵坡），即旋转轴线与行车道(设路缘带时为路缘带)外侧边缘线之间相对升降的比率，其规定值见下表绕路面内边缘旋转时，双车道公路的超高缓和段长度按下式计算：piBLBc pcLBiB最小缓和段长度要求最小缓和段长度要求公路超高渐变率公路超高渐变率设计速度（kmh）超 高 旋 转 轴 位 置绕中线绕边缘旋转1201250120010012251175801200115060117511254011501100301125175201100150最

18、小缓和段长度要求最小缓和段长度要求piiBLBc)(20对绕中线旋转表示为：最小缓和段长度要求最小缓和段长度要求超高缓和段长度与缓和曲线长度的关系超高缓和段长度与缓和曲线长度的关系增大超高缓和段长度增大超高缓和段长度超高过渡段可设在回旋线的某一区段范围内，全超高过渡段可设在回旋线的某一区段范围内，全超高断面宜设在缓圆点或圆缓点处超高断面宜设在缓圆点或圆缓点处 p超高缓和段长度超高缓和段长度 缓和曲线长度缓和曲线长度超高缓和段长度与缓和曲线长度的关系超高缓和段长度与缓和曲线长度的关系增大缓和曲线长度增大缓和曲线长度(四级公路在超高缓和段上完成超高四级公路在超高缓和段上完成超高)1 1、路基典型横

19、断面、路基典型横断面2 2、路基的基本构造、路基的基本构造3 3、弯道横断面的超高、弯道横断面的超高4、弯道横断面的加宽5 5、路基横断面设计、路基横断面设计6 6、路基土石方计算与调配、路基土石方计算与调配7 7、路基附属设施、路基附属设施一、路基的典型横断面与构造一、路基的典型横断面与构造4、 弯道的加宽和加宽缓和段弯道的加宽和加宽缓和段1） 定义： 汽车在曲线路段上行驶时，靠近曲线内侧后轮行驶的曲线半径最小，靠曲线外侧的前轮行驶的曲线半径最大。为适应汽车在平曲线上行驶时，后轮轨迹偏向曲线内侧的需要，在平曲线内侧相应增加的路面、路基宽度称为曲线加宽(又称弯道加宽)。 2） 加宽值圆曲线上加

20、宽值由几何需要的加宽和汽车转弯时摆动加宽两部分组成。3）加宽缓和段）加宽缓和段3）加宽缓和段）加宽缓和段(1)加宽缓和段的长度 在公路设计中，加宽缓和段长度取决于三方面的要求：加宽所需的最小长度。在不设缓和曲线或超高缓和段时，加宽缓和段长度应按渐变率1：15且不小于10m的要求设置； 超高缓和段长度； 缓和曲线长度。p 设置缓和曲线(超高缓和段)时，加宽缓和段长度采用与缓和曲线或超高缓和段长度相同的数值。p 不设缓和曲线，加宽缓和段长度取超高缓和段长度，其渐变率不小于1:15，且长度不小于10m。此时，超高、加宽缓和段一般设于紧接圆曲线起、终点的直线段上。在地形困难地段，在地形困难地段，允许将

21、超高、加宽缓和段的一部分插入曲线，但插入曲线内允许将超高、加宽缓和段的一部分插入曲线，但插入曲线内的长度不得超过超高、加宽缓和段长度的一半。的长度不得超过超高、加宽缓和段长度的一半。(2)缓和段内加宽值的过渡方式 按直线比例变化按直线比例变化 切线法切线法插入高次抛物线的方法 加宽缓和段内任一点的加宽值jxb按下列公式计算： 这种方法路面边缘线圆滑、顺适，适用于高速公路、一级公路以及对路容有较高要求的二级公路。加宽值的过渡还可插入二次抛物线过渡、回旋线过渡等。 jjxbKKb)34(43 jxLLK 1 1、路基典型横断面、路基典型横断面2 2、路基的基本构造、路基的基本构造3 3、弯道横断面

22、的超高、弯道横断面的超高4 4、弯道横断面的加宽、弯道横断面的加宽5、路基横断面设计6 6、路基土石方计算与调配、路基土石方计算与调配7 7、路基附属设施、路基附属设施一、路基的典型横断面与构造一、路基的典型横断面与构造5、路基横断面设计、路基横断面设计1 1） 横断面设计步骤横断面设计步骤（1 1）点绘横断面地面线。）点绘横断面地面线。（2 2）抄写相应桩号的断面数据。）抄写相应桩号的断面数据。5、路基横断面设计、路基横断面设计1 1） 横断面设计步骤横断面设计步骤 （3 3）“帽子定制帽子定制” （4 4）绘横断面的设计线，俗称）绘横断面的设计线，俗称“戴帽戴帽子子”。（5 5）计算横断面

23、的填挖面积，上墨完成全图。）计算横断面的填挖面积，上墨完成全图。2 2）横断面设计成果）横断面设计成果 （1）路基横断面设计图（2）路基标准横断面图 （3）路基设计表（4）路基土石方计算表（5）其它成果1 1、路基典型横断面、路基典型横断面2 2、路基的基本构造、路基的基本构造3 3、弯道横断面的超高、弯道横断面的超高4 4、弯道横断面的加宽、弯道横断面的加宽5 5、路基横断面设计、路基横断面设计6、路基土石方计算与调配7 7、路基附属设施、路基附属设施一、路基的典型横断面与构造一、路基的典型横断面与构造6、路基土石方计算及调配路基土石方计算及调配1） 横断面面积计算计算方法有：l积距法积距法

24、l坐标法坐标法l几何图形法l方格法等6、路基土石方计算及调配路基土石方计算及调配2）土石方数量计算l计价土石方数量=挖方数量+借方数量l挖方十借方=填方十弃方 l免费运距3）土石方的调配 1 1、路基典型横断面、路基典型横断面2 2、路基的基本构造、路基的基本构造3 3、弯道横断面的超高、弯道横断面的超高4 4、弯道横断面的加宽、弯道横断面的加宽5 5、路基横断面设计、路基横断面设计6 6、路基土石方计算与调配、路基土石方计算与调配7、路基附属设施一、路基的典型横断面与构造一、路基的典型横断面与构造 （1 1）取土坑与弃土堆）取土坑与弃土堆7 7、 路基附属设施路基附属设施取土坑取土坑弃土堆弃

25、土堆 （2 2）护坡道与碎落台）护坡道与碎落台7 7、 路基附属设施路基附属设施护坡道护坡道碎落台碎落台（3 3）堆料坪与错车道）堆料坪与错车道 7 7、 路基附属设施路基附属设施错车道错车道堆料坪堆料坪本节主要内容：本节主要内容：一、路基的典型横断面与构造、路基的典型横断面与构造二、路基边坡防护与加固设计二、路基边坡防护与加固设计二、路基边坡防护与加固二、路基边坡防护与加固路基边坡防护与加固意义： 保证公路使用品质，提高投资效益，保证路基强度和稳定性。 路基边坡防护与加固内容： 1）坡面防护 2）沿河路堤河岸冲刷防护 3)加固工程二、二、 路基边坡防护与加固路基边坡防护与加固按其作用不同按其作用不同, ,可分为：可分为：1 1、坡面防护：、坡面防护：作用：保护路基边坡表面免受雨水冲刷作用：保护路基边坡表面免受雨水冲刷 减缓温差及湿度变化影响减缓温差及湿度变化影响 延缓软弱岩土表面风化