路基路面课件第三章 一般路基设计

1/12/2023EngineeringofSubgradeandPavement1/12/20232第三章一般路基设计

(commonlysubgradedesign)

第一节路基设计的一般要求第二节路基的类型与构造第三节路基设计第四节附属设施1/12/20233第一节路基设计的一般要求一般路基在正常的水文地质条件下，路基填挖不超过技术规范所允许的范围修筑而成的结构物。特殊路基

在水文地质特殊条件下，路基的填挖已超过技术规范所允许的范围修筑而成的特殊结构物，必须满足力学稳定性。设计要求

强度稳定性1/12/20234路基的横断面的基本形式：路堤、路堑、半填半挖1、路堤：优点：A、通风、干燥条件好B、排水条件好C、填料可选择D、施工压实可控制缺点：A、土的来源 B、占地C、过高不稳定

几种常见的路堤断面形式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1/12/20235§3-1路基设计的一般要求①、矮路堤：，保证路堤的最小填土高度。适用于：平坦地区、耕地较多、筑路材料来源困难的地区。注意：要保证排水，填料的水稳定性要好，压实度（地基条件）要严格控制，路堤高度接近或小于工作区深度时必须使压实达到要求。②、高路堤：土质路段H≥18m 石质路段H≥20m需要进行稳定性验算。边坡可以设计成：上陡下缓式的，也可以设计成台阶式，中部设护坡道的。为了避免冲刷，可将坡面进行防护，铺草或砌石。③、一般路堤1/12/20236§3-1路基设计的一般要求1、路堑①、全挖式缺点：排水、通风不好，材料不可选，边坡土质情况复杂（可能有地下水，层间裂隙水的存在）。优点：路堤的缺点。②、台口式一般设计中线与底面相接③、半山洞路堑适用条件：山区陡崖地段，岩石整体性好，石质坚硬。优点：减小边坡高度与土石方工程。1/12/20237§3-1路基设计的一般要求3、半填半挖路基它是比较经济的断面形式少填多挖－保证稳定，当地表横坡较陡时，保证填方部分稳定→台口式多填少挖－当地表较平缓时，沿溪线占地受限时用4、不填不挖路基优点：节省土石方缺点：排水不利，易发生水淹、雪埋病害适用于：干旱的平原区和丘陵区，山岭区的山脊线5、浸水路堤6、陡坡路堤1/12/20238§3-1路基设计的一般要求几种常见的路堑断面形式a）全挖式b）台口式c）半山洞式几种常见的半填半挖断面形式1/12/20239一、典型横断面路堤：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。第二节路基的类型与构造1/12/202310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＜～

一般路堤：h＝～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。

1/12/202311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。1/12/202312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

1/12/202313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（无波），设计洪水位＋澭水高度＋浪高＋。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。

1/12/202314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；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。1/12/202315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。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1/12/202316第二节路基的类型与构造三、路堑设计的要点路堑横断面形式

全挖路堑

半山洞路堑适用于岩质稳定山坡台口式路堑1/12/202317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％，应尽量大于％d、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1/12/202318第二节路基的类型与构造四、半填半挖路基设计的要点一般挖填路基

a、一般情况下，h、，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。1/12/202319第二节路基的类型与构造四、半填半挖路基设计的要点矮墙路堤护肩路堤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

1/12/202320第三节路基设计一、设计内容选择路基断面形式、确定路基宽度和路基高度

附属设施设计

路基排水系统布置和排水结构设计

选择路堤填料与压实标准坡面防护与加固设计确定边坡形状及坡度1/12/202321第三节路基设计二、组成宽度、高度、边坡宽度的确定：根据道路的等级确定，《公路工程技术标准》三、路基的宽度1/12/202322一、路基的宽度设计1、宽度：两侧路肩外边缘之间的距离2、宽度组成：⑴、高等级公路⑵、一般公路公路路基宽度图a）高速公路和一级公路b）二、三、四级公路路基宽度＝路面宽度+路肩宽度+附属构造物宽度路面宽度：由公路等级、地形情况、设计通行能力及交通量大小确定加速车道减速车道路肩宽度：由公路等级和混合交通情况以及计算行车速度确定（硬路肩和土路肩≥）1/12/202323公路路基宽度图a）高速公路和一级公路b）二、三、四级公路1/12/202324高速公路、一级公路路基标准横断面路基路肩车道中间带车道车道硬路肩路缘带路缘带路缘带中央分隔带1/12/202325二、三、四级公路路基标准横断面路基路肩车道路肩硬路肩车道土路肩车道三、四级公路一般情况二级公路加宽硬路肩时1/12/202326四、路基的高度路基高度的确定（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＋澭水区：设计水位＋＋澭水高度有浪区：设计水位＋＋浪高中心高度：路中心线处的设计标高与原地面标高之差边坡高度：填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。设计标高的位置;⑴、新建公路：a、路基边缘标高－无中央分隔带b、有中央分隔带－中央分隔带外侧边缘标高c、设置超高，加宽路段：设超高、加宽前的路基边缘标高。⑵、改建公路：可与新建公路相同，也可以采用路中线标高。1/12/202327第三节路基设计五、边坡坡度确定1、定义：高度与宽度之比值2、路堤边坡（H:b＝1：m

）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。1/12/202328台阶形边坡折线形边坡直线形边坡Hbа1:m1/12/202329综合考虑填料土质，边坡高度，路基位置（一般、浸水、陡坡），边坡类型（砌石），地震（烈度）等因素。粘性土，碎石土：上1：，下1：。采用台阶式边坡时，上下坡度可一致。不易风化的石块：上1：，下1：1/12/2023301)如地质情况良好，土质路堤可参照下表选定其边坡坡度。如填土边坡高度超过20m，坡率应个别设计，由边坡稳定性分析确定。填料类别边坡坡率上部高度（H≤8m）下部高度（H≤12m）细粒土1：1.51：1.75粗粒土1：1.51：1.75巨粒土1：1.31：1.5b、路堤边坡坡度1/12/2023313)浸水路堤在设计水位以下的边坡坡率不宜陡于1：不小于1：1.752)当采取其它措施，如逐层加强压实、铺砌护坡、加强排水防冲设施等，可根据具体情况确定边坡坡度，例如当边坡总高度不超过上表中的上部边坡高度，采取上述特殊措施时，可采用陡于1:1.3的边坡坡度。1/12/2023324)填石或砌石路堤适用于浸水、陡坡、高边坡或高填方地段，边坡坡率视填石或砌石的情况而定。通常陡于土质边坡。向内倾斜2％～4％H≤14mH≤6m

1:1.51:1.25~1:1.33全部用小于25cm的石块填筑向内倾斜2％～4％1:1全部用25cm以上的石块填筑，外缘选用大石块砌筑1/12/202333第三节路基设计五、边坡坡度确定3、路堑边坡（H:b＝1：n）～a、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。1/12/202334①、岩石路堑边坡A、地质构造特征：原生地质构造、次生地质构造、岩体的整体性，岩层走向，裂隙发展等B、岩石的性质、种类：岩浆岩、砂砾岩（成因，矿物成分）C、风化破碎程度：依其外部特征分4个等级，即：轻度、中等、严重、极重。划分依据：颜色、矿物成分、结构构造、破碎程度、强度D、边坡高度：对坚硬的、完整的岩层影响不大，对软弱破碎的影响大E、施工方法：地震作用：大爆破施工或较高地震烈度应放缓1/12/202335①、岩质路堑岩质路堑边坡形式及坡率一般应根据地质构造与岩石特性、边坡高度、施工方法，对照相似工程的成功经验选定边坡坡率。1）岩质边坡高度小于30m时，边坡坡率不宜大于下表规定边坡岩体类型风华破碎程度边坡坡率H≤15m15m≤H≤30mⅠ类未风化、微风化1:0.1~1:0.31:0.1~1:0.3弱风化1:0.1~1:0.31:0.3~1:0.5Ⅱ类未风化、微风化1:0.1~1:0.31:0.3~1:0.5弱风化1:0.3~1:0.51:0.5~1:0.75Ⅲ类未风化、微风化1:0.3~1:0.5弱风化1:0.5~1:0.75Ⅳ类弱风化1:0.5~1:1弱风化1:0.5~1:12）岩质边坡高度大于30m时，应进行个别勘察设计。1/12/202336②、土质路堑边坡（一般高度不宜超过30m）A、边坡高度B、土的密实程度C、地下水,地面水情况（排水情况）D、成因类型，生成时代等E、

公路等级F、

防护措施1/12/2023371)土质路堑1）边坡高度不大于20m时，边坡坡率不宜大于下表规定土的类别边坡坡率粘土、粉质粘土、塑性指数大于3的粉土1：1中密以上的中砂、粗砂、砂砾1：1.5卵石土、碎石土圆砾土、角砾土胶结和密实1：0.75中密1：1土质路堑边坡形式及坡率应根据工程地质条件、边坡高度、排水措施、施工方法，结合自然稳定山坡和人工边坡的的调查和力学分析确定。2）边坡高度大于20m时，应进行个别勘察设计。按照勘察的数据进行边坡稳定性分析。高边坡施工中还应进行工程监测。1/12/202338

路基边坡坡度示意图a）路堑b）路堤1/12/202339例：边坡较矮或土质较干燥的路段——陡边坡较高或土质较潮湿的路段——缓 高速，一级——较缓 开挖后，密实程度易变松的砂土及砂砾——缓土质（包括粗粒土）：边坡高度，土的密实程度，地下水和地面水情况。土的湿度，土的成因类型及生成时代等。石质：岩性、地质构造，岩石风化破碎程度，地下水及地面水等。 填方边坡高时，可在边坡中部每隔8－10m设边坡平台一道，台宽1-3m，用砂浆片石或水泥砼预制块防护。2％－5％向外倾斜缓坡。浸水路堤：设计水位以下1：－1：（视填料情况而定） 常水位以下：1：2－1：3渗水性好的或设边坡防护的，可用陡的1/12/202340边坡坡度确定的影响因素：①、边坡土质、岩石性质，水文地质条件等②、边坡高度③、排水及防护情况④、气候特点⑤、施工方法⑥、技术可行，经济合理1/12/202341第三节路基设计六、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1/12/202342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、取土坑当H≥2m，b＝1m当H≥6m，b＝2m

1/12/202343路旁取土坑示意图1-路堤2-取土坑1/12/202344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：，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、弃土堆d≥dmax＝H＋5.0m1/12/202345三、护坡道目的：加宽边坡横距，减少边坡平均坡度。1.作用：加宽边坡横距，减少边坡平均坡度，