第3章一般路基设计

第三章一般路基设计主要内容第一节

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

路基附属设施第一节路基设计的一般要求路基：路面的基础自重作用+路面结构重力+交通荷载1、路基设计的基本要求：具有足够的强度、稳定性和耐久性；符合环保、地质、水文等要求；地质条件、地址参数明确；避免高路堤与深路堑;高速公路、一级公路应采用动态设计；提倡采用成熟的新技术、新材料和新结构；符合经济性的要求。2、路基设计内容：路基设计包括：地基处理设计；路基填料选择；防护工程设计；排水工程设计；关键部位（台背、挡土墙背、涵洞背等）路基设计与施工设计。第一节路基设计的一般要求3、一般路基的概念通常是指在良好的地质与水文条件下，填方高度（1.5m<h<18m）或挖方深度不大的路基，它可结合当地地形、地质直接选用典型断面或设计规定而不需进行个别论证与验算。第一节路基设计的一般要求路基基本构成示意图截水沟坡顶边坡平台边坡排水设施挖方边坡边沟地下排水设施路堤中央分隔带填挖交界原地面线填方边坡坡顶坡脚坡脚4、路基设计的一般要求根据路线平、纵、横设计进行路基布置；在荷载应力作用区（路基工作区）内部分应进行严格碾压施工（特别是路床部分），与路面设计一起进行综合考虑；必须有确保路基强度与稳定性的附属设施，包括路基排水、路基防护与加固、取土坑、弃土堆、护坡道等；对于一般路基，可结合当地情况选用典型断面图或设计规定，不必进行论证和演算，对于高填、深挖路基及地质和水文条件特殊的路基，须进行个别设计和验算。第一节路基设计的一般要求5路基设计标高（1）新建公路的路基设计标高：高速公路和一级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高；二、三、四级公路宜采用路基边缘标高，在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边缘标高。（2）改建公路的路基设计标高：一般按新建公路的规定执行，也可视具体情况而采用中央分隔带中线或行车道中线标高。第一节路基设计的一般要求第二节、路基的类型与构造1路基典型横断面路基的典型横断面形式有：路堤，路堑和填挖结合三种。

（1）路堤按填土高度分：矮路堤：填土高度小于1.0~1.5m

高路堤：填土高度大于18m（土质）或20m

（石质）一般路堤：填土高度在1.5~18m范围内

（2）路堑（3）填挖结合路基路基横断面的典型型式2、一般路堤和矮路堤的构造要求：1）满足最小填土高度要求；2）因工作区可能涉及到天然地面，除填方路堤须满足施工要求外，天然地基也必须进行压实，必要时须换土或进行加固；3）可结合两侧排水沟进行挖土填筑路基，可在路基侧设置护坡道；4）对地面纵、横坡较陡处必须挖台阶再填筑，从而保证路基不沿坡向有滑动可能性；5）必要时可设置石砌护脚进行路基防护。第二节、路基的类型与构造3、高路堤及浸水路堤的构造要求：1）必须进行个别设计；2）边坡可采用上陡下缓的折线形式或台阶形式；3）边坡表面须采取适当的防护或加固措施。第二节、路基的类型与构造4、路堑的构造要求：1）边坡可设置为直线或折线；2）挖方边坡坡脚处须设置边沟；3）路堑上方应设置截水沟；4）坡面易风化时须采取防护措施，并设碎落台5）挖方路基下天然地基必须人工压实，必要时应翻挖重填、换土或进行加固处理。5、半填半挖路基的构造要求：1）对路堤和路堑的要求都应满足；2）压缩用地宽度及减小填方量时，可在填方侧设护坡或护墙，也可设置护肩墙或路堤墙，特殊时可设半山桥路基。第二节、路基的类型与构造第三节路基设计1、一般路基设计的内容选择路基断面型式，确定路基宽度与路基高度；选择路基填料与压实标准；确定边坡形状与坡度；路基排水系统布置与排水结构设计；坡面防护与加固设计；附属设施设计。2、路基宽度设计（1）路基宽度的概念：路基宽度为行车道、路肩、中间带、变速车道、爬坡车道等宽度之和，一般可理解为土路肩外边缘之间的距离。（2）路基宽度的确定原则须考虑占用土地及生态平衡问题，应尽可能少占农田、考虑填挖平衡以减少取土开挖、防止水土流失以维护生态第三节路基设计高速公路、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（3）路基宽度的确定行车道：3.5-3.75m，与车辆宽度、设计交通量、交通组成和汽车行驶速度等有关；路肩：高速公路、一级公路的平原微丘区，有条件时路肩宽度宜采用≥2.50m的硬路肩。中间带：最小中间带宽度随公路等级、地形条件变化在2.50m~4.50m之间，特殊情况下可减至2.00m。中间带的宽度根据行车带以外的侧向余宽，防止驶入对向行车带护栏、防眩网、交叉公路的桥墩等所需的设置带宽度而定。变速车道：高速公路和一级公路，当纵坡大于４％时，可沿上坡方向设爬坡车道，爬坡车道的宽度一般为３米。爬坡车道：高速公路互通式立体交叉、服务区、车站等处，应设置变速车道。变速车道的宽度一般为３米。第三节路基设计3、路基高度设计路基高度：是指路堤的填筑高度或路堑的开挖深度，一般为路基设计标高与原地面(中心线)标高之差；由于原地面不平整，因此还有边坡高度。路基高度的确定：路基高度结合公路路线纵断面、排水及防护措施确定，同时与路基临界高度结合；应使路肩边缘高出地面积水，并考虑地面水、地下水、毛细水和冰冻作用对路基强度和稳定性的影响。高路堤及深路堑的判别标准以边坡高度为依据；沿河及受水浸淹路基的高度应大于：设计洪水位+壅水高度+波浪侵袭高度+0.5m。当路基高度不符合规定时，可采取降低水位、设置毛细水隔断层等措施。第三节路基设计4、路基的边坡坡度路基边坡概念：用边坡高度与边坡宽度之比H:b的形式表示，并取H=1计算为1:m（路堤）或1:n（路堑）的形式表示边坡坡率。边坡坡度的大小，取决于边坡的土质、岩石的性质及水文地质条件等自然因素和边坡的高度。路基边坡坡度的大小直接影响路基的整体稳定性及土石方量和施工难易程度；一般路基的边坡坡度应通过设计验算确定，也可根据多年工程实践经验第三节路基设计（1）边坡形式曲线形边坡台阶形边坡折线形边坡直线形边坡Hbа1:m第三节路基设计

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1：1.31：1.5（2）路堤边坡坡度第三节路基设计（二）路堑边坡坡度a.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。第三节路基设计b.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。第三节路基设计5、路基的压实（1）压实的意义:

分层压实致密的路基能防止水分干湿作用引起的自然沉陷和行车荷载反复作用产生的压密变形，从而确保路面的使用品质和使用寿命。（2）路堑的压实:

路堑虽然其路基顶面工作区内土体存在超固结情况，但一般天然土体的密实程度都不能满足路基设计要求，特别是在纵横向存在不均匀，因此，有必要挖开后再分层填筑压实，使其达到一定的均匀密实要求。第三节路基设计（3）公路室内击实试验试验设备击实筒V=2177cm3；击实锤w=4.5kg试验条件土样分层n=3层；落高d=45cm；击数N=98/层击实能量试验方法对ω为定值的土；分三层压实；测定击实后的ω、ρ，算定ρd第三节路基设计（4）室内击实国家标准《土工试验方法标准》（国家标准）轻型:d<5mm;V=947cm3,m=2.5kg，落高30.5cm，分3层,每层25击重型:d<40mm;V=2177cm3,m=4.5kg,落高45.7cm，分3层,每层98击。（5）路基土的压实度概念：路基土达到的干密度值与标准击实法得到的最大干密度的比值的百分数表示。（6）要求压实的土层：路堤填土部分、零填及挖方路基。第三节路基设计（7）室内击实曲线特点：①具有峰值②位于饱和曲线之下最大干密度最佳含水量第三节路基设计饱和曲线：饱和曲线是根据击实曲线计算绘制的试样干密度与饱和含水率的关系推导的曲线。常用以校核击实曲线的正确性。（8）压实影响因素a.击实功能b.土的级配、含水量c.击实方式：夯实、辗压、振动；辗压对粘土比较合适第三节路基设计（9）压实土的特性1）低于最佳含水量时容易提高密实度，从而增强抗变形能力和强度，高于最佳含水量时则难以获得高的密实度；2）压实土遇水浸湿含水量增长的程度与压实时的含水量及土质有关，压实时低于最佳含水量ω0时压实土的膨胀量比略高者为大，因此在接近或略大于最佳含水量时压实的土，其吸水量与膨胀量最小，最稳定；3）压实土浸湿后的抗变形能力：在ω0时压实的土可望得到最高的浸湿后的抗变形能力，同时，增加压实功、提高密度可以得到较高的浸湿后的抗变形能力。第三节路基设计（10）压实度标准:第三节路基设计（11）土的压实技术:第三节路基设计第四节路基附属设施

除路基结构及排水，防护与加固等主体工程外，与一般路基工程有关的附属设施有：取土坑，弃土堆，护坡道，碎落台，堆料坪及错车道等。

1.取土坑与弃土堆

2.护坡道与碎落台

3.堆料坪与错车道第四节路基附属设施第四节路基附属设施第四节路基附属设施4急流槽与消力池急流槽是路面排水采取集中排泄方式时的必须设施，一般与消力池进行综合设计考虑。急流槽的过水断面必须加以