路基路面课件第三章 一般路基设计

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1、9/24/2024Engineering of Subgrade and Pavement9/24/20242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9/24/20243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。许的范围修筑而成的特殊结构物，必须满足力学稳定性

2、。设计要求设计要求 强度强度稳定性稳定性9/24/20244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9/24/202453-1路基设计的一般要求路基设计的一般要求、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。、高路堤：土

3、质路段H18m 石质路段H20m 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。、一般路堤9/24/202463-1路基设计的一般要求路基设计的一般要求1、路堑、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。、台口式一般设计中线与底面相接、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。9/24/202473-1路基设计的一般要求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

4、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9/24/202483-1路基设计的一般要求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9/24/20249一、典型横断面路堤：指用岩土填筑而成的结构物路堤：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，往往需要一侧半填半挖横断面

5、：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。开挖，一侧填筑而成的结构物。较多适用于山区、丘陵区。第二节第二节 路基的类型与构造路基的类型与构造9/24/202410第二节第二节 路基的类型与构造路基的类型与构造二、路堤设计的要点依依据据路路堤堤高高度度分分类类 矮路堤：h 一般路堤：h18m 高路堤：土质h18m 岩质 h20m 适应于平坦地区或者取土困难地区适应于平坦地区或者取土困难地区 需要设边沟需要设边沟 需需对土基作特殊土基作特殊处理理：工作区深度工作区深度 压实度压实度 水水 砂垫层砂垫层可在路基两侧设取土坑可在路基两侧设取土坑土

6、方量特别大，占地多；行车条件差土方量特别大，占地多；行车条件差 宜采用折线型或梯形边坡。宜采用折线型或梯形边坡。 9/24/202411第二节第二节 路基的类型与构造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时注注意意事事项项土质地面：须将原地面挖成台阶， 台阶宽度大于1m， 台阶向内倾斜12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。9/24/202412第二节第二节 路基的类型与构造路基的类型与构造二、路堤设计的要点路路堤堤常常见见的的横横断断面面形形式式 一般路堤一般路堤

7、 a、护坡道宽度：当路基边缘与路侧取土坑高差h大于2m，b1m；h大于6m，b2m。 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 9/24/202413第二节第二节 路基的类型与构造路基的类型与构造二、路堤设计的要点路路堤堤常常见见的的横横断断面面形形式式 沿河路堤沿河路堤 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。 9/24/202414第二节第二

8、节 路基的类型与构造路基的类型与构造二、路堤设计的要点路路堤堤常常见见的的横横断断面面形形式式 护脚路堤脚路堤 当原地面的坡度陡于1：2时利用挖沟渠填筑路堤利用挖沟渠填筑路堤 a a、H H应应满满足足路路基基高高出出地地下下水水位位最最小小高度要求；高度要求；b b、在在路路堤堤与与沟沟渠渠之之间间要要设设置置1 12m2m护坡道；护坡道；c c、内边坡要求、内边坡要求1 1：2 2。9/24/202415第二节第二节 路基的类型与构造路基的类型与构造二、路堤设计的要点几几种种常常见见的的特特殊殊路路堤堤 软土路堤土路堤 a a、反反压压护护道道的的高高度度h h为为整整个个路路堤堤高高度度

9、H H的的1/2;1/2;b b、反反压压护护道道的的宽宽度度需需要要通通过过边边坡坡稳稳定定性验算进行确定；性验算进行确定；c c、路堤下侧一般情况下应设砂垫层。、路堤下侧一般情况下应设砂垫层。沙漠沙漠路堤路堤 a a、应作成流线型边沟、应作成流线型边沟 b b、路堤不宜太高、路堤不宜太高黄土路堤黄土路堤 a、直立性好、直立性好 高路堤，但应作力学验算高路堤，但应作力学验算b、湿陷性、湿陷性 要求排水好要求排水好9/24/202416第二节第二节 路基的类型与构造路基的类型与构造三、路堑设计的要点路路堑堑横横断断面面形形式式 全挖路堑 半山洞路堑适用于岩质稳定山坡 台口式路堑 9/24/20

10、2417第二节第二节 路基的类型与构造路基的类型与构造三、路堑设计的要点注注意意问问题题 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9/24/202418第二节第二节 路基的类型与构造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。9/24/20241

11、9第二节第二节 路基的类型与构造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 9/24/202420第三节第三节 路基设计路基设计一、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 9/24/202421第三节第三节 路基设计路基设计二、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、路基的宽度三、路基

12、的宽度 9/24/202422一、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： 、高等级公路 、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）9/24/202423公路路基宽度图a）高速公路和一级公路b）二、三、四级公路9/24/202424高速公路、一级公路路基标准横断面路路 基基路肩路肩车道车道中间带中间带 车道车道 车道车道硬路肩硬路肩路缘带路缘带路路缘缘带带路路缘

13、缘带带中中央央分分隔隔带带9/24/202425二、三、四级公路路基标准横断面路路 基基路肩路肩车道车道路肩路肩硬路肩硬路肩车道车道土路肩土路肩车道车道三、四级公路一般情况三、四级公路一般情况二级公路加宽硬路肩时二级公路加宽硬路肩时9/24/202426四、路基的高度四、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;、新建公路：a、路基边缘标高无中央分隔带b、有

14、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。、改建公路：可与新建公路相同，也可以采用路中线标高。9/24/202427第三节第三节 路基设计路基设计五、边坡坡度确定1、定义：高度与宽度之比值2、路堤边坡（ H:b1：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12m的护坡道； 优点是可以减缓地表径流对边坡的冲刷。9/24/202428台阶形边坡台阶形边坡折线形边坡折线形

15、边坡直线形边坡直线形边坡Hb1: m9/24/202429 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1：9/24/2024301)如地质情况良好，土质路堤可参照下表选定其边坡如地质情况良好，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坡度。如填土边坡高度超过20m，坡率应个别设计，坡率应个别设计，由边坡稳定性分析确定。由边坡稳定性分析确定。填料填料类别类别边坡坡率边坡坡率上部高度上部高度（H8m）下部高度下部高度（H 12m）细粒土细粒

16、土1：1.51：1.75粗粒土粗粒土1：1.51：1.75巨粒土巨粒土1：1.31：1.5b、路堤边坡坡度9/24/2024313)浸水路堤在设计水位以下的边坡坡率不宜陡于浸水路堤在设计水位以下的边坡坡率不宜陡于1：不小于不小于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，高度不超过上表中的上部边坡高度，采取上述特殊措施时，可采用陡于可采用陡于1:1.3 的边坡坡度。的边

17、坡坡度。9/24/2024324)填石或砌石路堤适用于浸水、陡坡、高边坡或高填方地段，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。边坡坡率视填石或砌石的情况而定。通常陡于土质边坡。向内倾斜向内倾斜24H14m H 6m 1:1.51:1.251:1.33全部用小于全部用小于25cm的石块填的石块填筑筑向内倾斜向内倾斜241:1全部用全部用25cm以上的石块填以上的石块填筑，外缘选用大石块砌筑筑，外缘选用大石块砌筑9/24/202433第三节第三节 路基设计路基设计五、边坡坡度确定3、路堑边坡（ H:b1：n） a、土、石质路堑（p66表

18、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：要调查自然或人工山坡的稳定性，得出坡度、极限高度； 分析已有边坡的工程地质性质。9/24/202434、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

19、：地震作用：大爆破施工或较高地震烈度应放缓9/24/202435、岩质路堑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、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。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）岩质边坡高度小于30m时，边坡坡率不宜大于下表规定时，边坡坡率不宜大于下表规定边坡岩体类型边坡岩体类型风华破碎程度风华破碎程度边坡坡率边坡坡率H15m15m H30m类类未风化、微风化未风化、微风化1:0.11:0.31:0.11:0.3弱风化弱风化1:0.11:0.31:0.3

20、1:0.5类类未风化、微风化未风化、微风化1:0.11:0.31:0.31:0.5弱风化弱风化1:0.31:0.51:0.51:0.75类类未风化、微风化未风化、微风化1:0.31:0.5弱风化弱风化1:0.51:0.75类类弱风化弱风化1:0.51:1弱风化弱风化1:0.51:12）岩质边坡高度大于）岩质边坡高度大于30m时，应进行个别勘察设计。时，应进行个别勘察设计。9/24/202436、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9/24/2024371)土质路堑土质路堑1）边坡高度

21、不大于）边坡高度不大于20m时，边坡坡率不宜大于下表规定时，边坡坡率不宜大于下表规定土的类别土的类别边坡坡率边坡坡率粘土、粉质粘土、塑性指数大于粘土、粉质粘土、塑性指数大于3的粉土的粉土1：1中密以上的中砂、粗砂、砂砾中密以上的中砂、粗砂、砂砾1：1.5卵石土、碎石土卵石土、碎石土圆砾土、角砾土圆砾土、角砾土胶结和密实胶结和密实1：0.75中密中密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、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。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。

22、2）边坡高度大于）边坡高度大于20m时，应进行个别勘察设计。按照勘察时，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。监测。9/24/202438路基边坡坡度示意图a）路堑b）路堤9/24/202439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

23、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。25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：1：21：3渗水性好的或设边坡防护的，可用陡的9/24/202440边坡坡度确定的影响因素：、边坡土质、岩石性质，水文地质条件等、边坡高度、排水及防护情况、气候特点、施工方法、技术可行，经济合理9/24/202441第三节第三节 路基设计路基设计六、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

24、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9/24/202442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。第四节第四节 附属设施附属设施一、取土坑一、取土坑 当H2m，b1m当H6m，b2m 9/24/202443路旁取土坑示意图1-路堤2-取土坑9/24/202444原则：原则：填补地面坑洞、田洼地填补地面坑洞、田洼地 尽量占荒地尽量占荒地1 1、一

25、般做成梯形断面，边坡不宜陡于、一般做成梯形断面，边坡不宜陡于1 1：，高度不宜超过：，高度不宜超过3m3m。2 2、当原地面坦于、当原地面坦于1 1：5050，路旁两侧均可设弃土堆，路旁两侧均可设弃土堆3 3、当坡度较陡时，宜将弃土堆设在下侧。、当坡度较陡时，宜将弃土堆设在下侧。4 4、对于沿河路堤废方，检查是否压缩河道。、对于沿河路堤废方，检查是否压缩河道。第四节第四节 附属设施附属设施二、弃土堆二、弃土堆 ddmaxH5.0m 9/24/202445三、护坡道三、护坡道 目的：加宽边坡横距，减少边坡平均坡度。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，保

26、护路基边坡免遭水流浸润和冲蚀等。2.位置：一般设于挖方坡脚处；边坡较高时亦可设在边坡的变坡点处；浸水路基的护坡道可设在浸水线以上的边坡上。3.断面尺寸：护坡道的宽度视边坡高度而定 h3m时，h=36m时d=2m，h=612m时d=24m9/24/202446hd护坡道高度护坡道高度h护坡道宽度护坡道宽度d3m1m36m2m612m24m9/24/202447四、碎落台四、碎落台 1.位置：用用于于防防止止山山坡坡、边边坡坡的的碎碎落落物物落落入入边边沟沟或或车车道道，设设置置在在路路堑堑边边坡坡坡坡脚脚、边边沟沟或或截截水水沟沟的的外外测测；路路堑堑挡挡土土墙墙或或山山坡挡土墙的墙顶。坡挡土墙

27、的墙顶。2.作用：供零星下落的土石碎块临时堆积用，以防止堵塞边沟，也能起到护坡道的作用。3.注意：碎落台上的堆积物应及时清理9/24/202448碎落台碎落台碎落台碎落台碎落台碎落台一般碎落台的宽度为一般碎落台的宽度为12m，有时是边坡平台或挡土墙的墙顶的宽，有时是边坡平台或挡土墙的墙顶的宽度，碎落较多时可以采用石砌碎落台。度，碎落较多时可以采用石砌碎落台。9/24/2024499/24/202450五、堆料坪1.作用：堆放路面养护所用的矿质材料2.位置：低等级公路或人工养护，可设于路肩外缘； 高等级路面或机械养护，可不设，而另设集中备用料场 简易的堆料坪可每50100m设一个3.尺寸：长58

28、m，宽2m左右9/24/202451 路面养护用矿质材料，可就近选择路旁合适地点堆置备路面养护用矿质材料，可就近选择路旁合适地点堆置备用。亦可在路肩外缘设堆料坪，其面积可结合地形与材料数用。亦可在路肩外缘设堆料坪，其面积可结合地形与材料数量而定，高级路面或采用机械化养路的路段，可以不设，或量而定，高级路面或采用机械化养路的路段，可以不设，或另设集中备用料场，以维护公路外形的视觉平顺和景观优美。另设集中备用料场，以维护公路外形的视觉平顺和景观优美。 9/24/202452六、错车道六、错车道 单单车车道道公公路路，由由于于双双向向行行车车会会车车和和相相互互避避让让的的需需要要，通通常常应应每每隔隔200200500m500m设置错车道一处设置错车道一处9/24/202453