一般路基的设计

第二章一般路基设计2.1

路基的构造与典型横断2．1．1

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2．1．3

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2．2

路基排水设施2．2．1

路基排水的目的与要求（1）路基排水的目的与要求地面水地下水路基排水设计的任务，就是针对不同的水源，设置相应的排水设施，把影响路基强度和稳定性的水排到路基范围以外适当的地点。路基设计时，必须将影响路基稳定性的地面水排除和拦截在路基用地范围以外，并防止地面水漫流，滞积或下渗。（2）路基排水设计的一般原则1．排水设施要因地制宜，全面规划，因势利导，综合整治，讲究实效，注意经济，充分利用有利地形和自然水系。2．各种路基排水沟渠的设置，应注意与农田水利相配合3．设计前必须进行调查研究，查明水源与地质条件。4．路基排水要注意防止附近山坡的水土

流失，尽量不破坏天然水系，不轻易合并自然沟渠和改变水流性质5.注意就地取材，以防为主，既要稳固适用，又必须讲究经济效益。2．2．2

地面排水设施的构造和布置（1）边沟（2）截水沟（3）排水沟（4）跌水与急流槽跌水与急流槽是路基地面排水沟渠的特殊形式，用于陡坡地段，沟底纵坡可达

。急流槽的纵坡，比跌水的平均纵坡更陡，结构的坚固稳定定性性要要求求更更高高，是是山山区区公公路路回回头头曲曲线线，沟沟通通上上下下线路基排水及沟渠出水口的一种常见排水设施。（5）倒虹吸与渡水槽2．2．4

明渠的水文水力计算2．2．3

地下排水设施的构造与布置（1）暗沟（2）渗沟（3）渗井渗沟渗井2．2．4

明渠的水文水力计算首先要根据降雨条件和水流特性确定流量，再结合其他条件和水流的力学性质，通过水力计算，即可以确定排水沟渠的结构形式和尺寸。（1）设计流量的计算——设计流量，m3/s；F——汇水面积,km2；——地貌系数，其植按地形，主河沟的平均坡度，汇水面积F查表2-12h——径流厚度，mm，其植按当地土质,暴雨分区，设计洪水频率（表2-2），汇水时间查表而得，详见公路设计手册《涵洞》（人民交通出版社，1977年月）z——植物截流或洼地滞流的拦蓄厚度，如表2-13所示α——综合系数，由洪峰传播的流量折减系数β，汇水区内降雨不均匀系数γ及小水库或湖泊影响的折减系数δ三者组成，即α=β·γ·δ，详细计算可查有关设计手册。对路基排水，因汇水面积小（F<10km2），可近似取α=1.0。（2）水力计算1）基本公式对于梯形断面①通过流量Q(m3/s)ω——沟渠的过水断面面积，㎡

；ν——平均水渠速度，m/s。②过水断面面积ω（㎡）b——沟底宽度，m；h——水流深度，m；m——边坡坡率③湿周P（m）k——计算系数，对对称梯形边沟，k=2(1+m2)1/2；对不对称梯形边沟,k=(1+m1

)1/2

+(1+2m22

1/2；)对矩形边沟，k=2(m=0)④水力半径R（m）⑤水流速度ν（m/s）i

——沟底纵坡（以小数表示）C——流速系数，按下式计算：y——指数，当R<=1.0

时，y≈1.5；当R>1.0时，

y≈1.3。对于加固的边沟，一般可取y=1/6=0.167；无加固的边沟，可取y=1/4=0.25;n——沟渠断面的粗糙系数，与沟渠表层材料有关，大致为0.01~0.3，常用数值见表2-142）容许的最小与最大流速α——与土中含土粒径有关的系数,参见表2-15R——同前表2-15淤积系数表土

的α土

的α粗

砂

0.65~0.77砂0.41~0.450.37~0.41中

砂

0.58~0.64

极砂表2-16

明渠容许最大流速表明

渠

ν

/(m

.sm-1ax)明

渠νmax/(m

.s-1)粗砂及砂土干

砌

片

石0.81.02.0粘

土砌片石及砌3.04.0石灰岩,砂岩及混凝土粘

土1.21.6草

皮面表2-16列数值（m/s）适用于水流深度h=0.4~1.0m，

超过此值应乘以下列修正系数：h<0.4m,

0.85h>1.0m,

1.25h>=2.0m

1.40（3）最佳水力横断面的水力要素计算式在即定设计流量条件下，以容许最大流速通过时，使所得的水流横断面面积为最小，据以确定排水沟渠的横断面尺寸，称为最佳断面法。2．2．5

地下排水设施的水文水力计算（1）渗流流量与流速的基本关系（2）完整式渗沟的降落曲线方程与流量如图2-34所示，对一侧渗水的单位长度（1.0m）渗沟所渗入的流量q：对上式移项积分，并把x=0时y=h

带入，即可0得完整式渗沟水流降落曲线的方程:求单位长度一侧沟壁渗水的流量q时，可取x=l,У=H，•

式中：l——水力影响半径，m;设渗沟长为L，则双壁渗水时的总流量为：（3）不完整式渗沟的降落曲线方程与流量1）含水层无限对于沟长L，双侧渗流的总流量：2）含水层有限（4）渗水井的降落曲线与流量（5）几个主要参数1）渗沟埋置深度2）渗沟水力降落曲线与沟壁接触处至不渗水层底的最小高度设降落曲线在沟壁处的交角为45°，则该处的曲线坡降I=dy/dx≈1.0

。最小高度h

范围内单侧的流量minq=ων

=h

·Κ得：Φ

min３）渗流系数

４）平均水力坡降和影响半径（６）渗沟的水力计算i——K

——m/sε

%md

cm2．2．6

排水系统的综合2．3

路基边坡防护与加固设计2．3．1

路基防护与加固工程的要求和分类（１）路基防护与加固的目的与要求（２）防护与加固工程的分类按作用不同，可以分为:坡面防护冲刷防护支挡工程2．3．2

坡面防护（１）植物防护１.种草２.铺草皮３.植树（２）矿料防护１.抹面防护２.喷浆