-一般路基设计9

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核心内容路基设计内容路基设计的基本要求一般路基的概念路基设计标高第一节路基设计的一般要求1、路基设计内容：路基设计包括：横断面设计；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。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。◆2、路基设计的一般要求第一节路基设计的一般要求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4、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。（3）问：应该称为路面标高，为什么称为路基设计标高？第二章核心内容横断面形态路堤的类型路堑的类型半填半挖式路基一般路堤和矮路堤的构造要求高路堤及浸水路堤的构造要求路堑的构造要求半填半挖路基的构造要求◆1、路基横断面的典型型式第二节路基的类型与构造路基断面形式（a）路堤（b）路堑（f）不填不挖路堤（e）半填半挖路基（d）半路堑（c）半路堤◆2、

路堤的类型与构造要求路堤的常见横断面型式（见下图）1）路堤按填高分，有：矮路堤（H<1.0~1.5m）高路堤（H>18~20m）一般路堤（H=1.5~18m）2）路堤按所处条件和加固类型分，有：浸水路堤护脚路堤挖沟填筑路堤等第二节路基的类型与构造第二节路基的类型与构造（a）矮路堤（b）一般路堤（c）浸水路堤（d）护脚路堤（e）挖沟填筑路堤路堤断面形式路堤（embankment）在天然地面上用土或石填筑的具有一定密实度的线路建筑物。路堤结构：路基填料的选择与密实度控制在路基设计、施工中最为重要。第二节路基的类型与构造（a）全挖路堑（b）台口式路堑（c）半山洞路堑路堑断面形式路堑cutting：是指全部在原地面开挖而成的路基或低于原地面的挖方路基。作用：缓和道路纵坡或越岭线穿越岭口控制标高；危害：破坏了厚地层的天然平衡状态，不利于排水，通风；◆3、

路堑的类型与构造要求第二节路基的类型与构造半填半挖断面形式（a）一般填挖路基（b）矮挡土墙路基（c）护肩路基（d）（e）砌石路基（f）挡墙路基（g）半山桥路基◆4、半填半挖式路基【part-cut&part-fill】

指的是在一个横断面内，部分为路堤、部分为路堑的路基。

第二节路基的类型与构造5、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，天然地基必须压实，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6、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。7、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。8、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二节路基的类型与构造讨论：矮路堤有什么特点？如何合理使用矮路堤？美国公路一般采用什么路基？第三节核心内容一般路基设计的内容路基宽度的概念路基高度的概念路基的边坡波度路基压实选择路基断面型式，确定路基宽度与路基高度；

确定边坡形状与坡度；选择路基填料与压实标准；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。◆1、一般路基设计的内容第三节路基设计（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平衡。◆2、路基宽度设计第三节路基设计公路路基宽度图a)高速公路和一级公路b）二、三、四级公路第三节路基设计第三节路基设计2、路基宽度设计（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（4）技术标准－第三节路基设计（4）技术标准－第三节路基设计路面结构面层基层底基层上路床下路床上路堤下路堤ab讨论：路基宽度？a？b？哪一个是路基宽度？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。

◆3、路基高度设计第三节路基设计第三节路基设计讨论：路基高度？a?b?c?,有路拱又怎么办？路面结构面层基层底基层上路床下路床上路堤下路堤abc▽▽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和设计规范推荐的数值进行采用；◆4、路基的边坡坡度第三节路基设计（1）常用的路堤边坡坡度：

1）一般路堤边坡坡度：1：1.51：1.3巨粒土1：1.751：1.5粗粒土1：1.751：1.5细粒土下部（H≤12m）上部（H≤8m）边坡坡率填料类别路堤边坡坡度表路基边坡坡度示意图第三节路基设计2）高路堤及沿河浸水路堤：单独设计3）填石路堤：用大于25cm不易风化的石块砌筑，坡度可用1:1；4）陡坡填方可采用砌石护墙：顶宽0.8m，基底以1:5向内斜，H=2~15m；1：0.751：0.6≤1531：0.671：0.5≤1021：0.51：0.3≤51外坡坡度内坡坡度高度（m）序号砌石边坡坡度表5）地震地区边坡高度极限值3m6m粗粒土（细砂、极细砂除外）10m15m岩块和细粒土（粉性土和有机质土除外）98基本烈度填料路堤高坡高度限制（m)第三节路基设计

（2）常用的路堑边坡坡度：

1）路堑边坡设计时应考虑地貌、地质构造上的整体稳定性，不良情况时应使路线避绕，稳定的地质也应考虑开挖后能否造成坡面减少支承而引起失稳；2）土质路堑边坡坡度：1：1中密1：0.75胶结和密实卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土1：1.5中密以上的中砂、粗砂、砾砂1：1粘土、粉质粘土、塑性指数大于3的粉土边坡坡率土的类别土质挖方边坡坡度表细粒土密实度很高，粗颗粒之间呈弱胶结，试坑用镐开挖很困难，天然坡面可以陡立胶结试坑坑壁稳定，开挖困难，土块用手使力才能破碎，从坑壁取出大颗粒处能保持凹面形状密实天然坡面不易陡立，试坑坑壁有掉块现象，部分需用镐开挖中密铁锨很容易铲入土中，试坑坑壁容易坍塌较松试坑开挖情况分级土的密实程度划分表第三节路基设计3）岩石路堑边坡坡度边坡岩体类型风化程度边坡坡率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强风化1：0.75～1：1岩石挖方边坡坡度表第三节路基设计岩体完整程度结构面结合程度结构面产状直立边坡自稳能力Ⅰ完整结构面结合良好或一般外倾结构面或外倾不同结构面的组合线倾角大于75°或小于35°30m高边坡长期稳定，偶有掉块Ⅱ完整结构面结合良好或一般外倾结构面或外倾不同结构面的组合线倾角35°～75°15m高的边坡稳定，15m～30m高的边坡欠稳定完整结构面结合差外倾结构面或外倾不同结构面的组合线倾角大于75°或小于35°较完整结构面结合良好或一般或差外倾结构面或外倾不同结构面的组合线倾角小于35°,有内侧结构面边坡出现局部塌落Ⅲ完整结构面结合差外倾结构面或外倾不同结构面的组合线倾角35°～75°8m高的边坡稳定，15m高的边坡欠稳定较完整结构面结合良好或一般外倾结构面或外倾不同结构面的组合线倾角35°～75°较完整结构面结合差外倾结构面或外倾不同结构面的组合线倾角大于75°或小于35°较完整（破碎镶嵌）结构面结合良好或一般结构面无明显规律Ⅳ较完整结构面结合差或很差外倾结构面以层面为主，倾角多为35°～75°8m高的边坡不稳定不完整（散体、破碎）结构面结合很差岩质边坡的岩体分类第三节路基设计4）H≥10m时地震地区岩石路堑边坡坡率<0.35碎裂状结构、散体结构结构面大于3组，在断层附近受构造作用影响较大，裂隙以张凯型为主，多有充填物，厚度较大不完整0.35～0.75块状结构、层状结构、镶嵌碎裂结构结构面2～3组，以构造节理或层面为主，裂隙多呈密闭型，部分为微张型，少有充填物较完整>0.75巨块状整体结构结构面1～2组，以构造节理或层面为主，密闭型完整完整性系数结构类型结构面发育程度岩体完整程度岩石种类基本烈度89风化岩石1:0.6~1:1.51:0.75~1:1.5一般岩石1:0.1~1:0.51:0.2~1:0.6坚石1:0.1~直立1:0.1~直立第三节路基设计（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）路基填料的选择-CBR符合要求（3）路堤的压实-满足要求（4）路堑的压实:一般天然土体的密实程度都不能满足路基设计要求，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。（开挖的山体如何办？）◆5、路基的压实第三节路基设计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，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（5）压实土的特性项目分类路面以下深度（m）路床土最小强度（CBR)(%）压实度（%）高速一级二级三四级高速一级二级三四级填方路基0～0.3865≥96≥95≥940.3～0.8543≥96≥95≥94零填及挖方路基0～0.3865≥96≥95≥940.3～0.8543≥96≥95／路基土最小强度和压实度要求类别路床顶以下深度（m）压实度（%）填土最小强度(CBR)(%)高速公路一级公路二级公路三、四级公路高速公路一级公路二级公路三、四级公路上路堤0.80～1.50≥94≥94≥93433下路堤1.50以下≥93≥92≥90322路堤压实度及路堤填土最小强度要求第三节路基设计（6）压实度标准:第三节路基设计（7）土的压实技术:借方与弃方不可避免，若能结合不同标段进行协调处理，则不仅可以降低工程造价，还可以维护自然平衡，但须进行调配安排及合理计算运费。平坦地区用土量少时可沿路两侧抽沟取土，结合路基排水及农田灌溉安排，但对于堤顶至坑底高差大及软弱地基区域，取土坑易远离路基坡脚，并进行坑设计。废方能利用应尽量加以利用，实在需堆弃也应尽量不影响路基，做好相关设计，尤其应控制废方的数量。◆1、取土坑与弃土堆第四节路基附属设施路旁取土坑示意图：1-路堤；2-取土坑第四节路基附属设施护坡道有利于降低边坡平均坡度、保护边坡稳定，软土地段还有助于路基沉降均匀及路基整体稳定。但护坡道设置涉及到土地占用及工程经济，应兼顾好稳定与经济合理性。

碎落台设于挖方边坡坡脚处，保护边沟不被碎落的土石块堵塞，也可同时兼起护坡道作用。◆2、护坡道与碎落台第四节路基附属设施错车道一般用于单车道公路会车或紧急避让之用，可每隔200~500m设置一处，长度不小于30m，前后各有10m的出入过渡段。单车道的路基宽度一般为4.5m，而错车道地段的路基宽度一般为6.5m，必须在路基设计时加以考虑。◆3、错车道第四节路基附属设施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计算，应进行其稳定性设置。◆4、急流槽与消力池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1、名词解释：路堤；路堑；一般路基；路基高度；路基宽度；路基边坡坡度；路基土的压实度2、保证路基稳定性的一般技术措施包括哪些方面？3、何谓矮路堤？在什么情况下使用矮路堤？为什么？选用该种形式路堤有何利弊？设计上要注意什么问题？4、一般路基的设计包含哪些主要内容？5、一般路堤的横截面尺寸如何设计？6、选定路基填筑高度主要考虑什么因素？7、路基土有何压实特性？8、一般路基工程的附属设施包括哪些内容？复习思考题课外任务二：根据你对所学的道路勘测设计理解及对路基结构组成的理解，对路基宽度及高度的内容展开讨论，理解其准确概念及工程设计与施工中的具体概念取用!课外任务

结合第一章和第二章的内容，讨论路基破坏形式，如在在设计与施工中进行保证。要求做成ppt，图文并茂。讲述10分钟第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用：

1.主机的启动、换向；

2.辅机的启动；

3.为气动装置提供气源；

4.为气动工具提供气源；

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类：按排气压力分：低压0.2～1.0MPa；中压1～10MPa；高压10～100MPa。按排气量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统：

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统：

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统：

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少，只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环：4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）

压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中功＝P×V（PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：1）余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利的好处—

（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C：低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高，则λv越小。保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

（0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理上述五