第3章-路基设计-1课件.ppt

1、第第3章章 路基设计路基设计3.1 路基概念及构造3.2 路基的主要病害类型及原因3.3 路基横断面设计3.4 路基填料选取3.5 路基边坡稳定性分析第第3章章 路基设计路基设计路基宽度路基高度边坡形状与坡率路基边坡稳定性设计路基挡墙设计确定路基断面型式路基填料选取路基排水设计路基防护与加固一般路基设计步骤3.1 路基概念及构造路基概念及构造u路基基本概念：路基基本概念：路基路基是在天然地表面按照道路的设计线形（位置）和设计横断面（几何尺寸）要求开挖或堆填而成的岩土结构物，是铁路和公路的主体，贯穿于公路全线，连接沿线桥梁、涵洞和隧道等构筑物。半填半挖半填半挖路基路基路堑路堑路堤路堤3.1 路基

2、概念及构造路基概念及构造一般路基：一般路基：是指在正常工程地质条件下修筑填挖高度不超过设计规范或技术手册所允许的范围，其设计可直接参照现行设计规范或标准图，不必个别论证和详细验算。u路基基本概念：路基基本概念：高路堤高路堤：填土边坡高度边坡高度超过20m。深路堑深路堑：土质挖方边坡高度边坡高度大于20 m或岩石挖方边坡高度边坡高度大于30 m。路堤路堤h1.5mh1.5m1.5mh1.5mh2020m m3.1 路基概念及构造路基概念及构造u路基的类型与构造：路基的类型与构造：护角路堤护角路堤护角路堤护角路堤路堤路堤3.1 路基概念及构造路基概念及构造u路基的类型与构造：路基的类型与构造：1）

3、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。一般路堤和矮路堤的构造要求：路堤路堤3.1 路基概念及构造路基概念及构造u路基的类型与构造：路基的类型与构造：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防护或加固措施。高路堤及浸水路堤的构造要求：路堤路堤3.1 路基

4、概念及构造路基概念及构造u路基的类型与构造：路基的类型与构造：路堑路堑3.1 路基概念及构造路基概念及构造u路基的类型与构造：路基的类型与构造：1 1）边坡可设置为）边坡可设置为直线或折线直线或折线；2 2）挖方边坡坡脚处须设置）挖方边坡坡脚处须设置边沟边沟；3 3）路堑上方应设置）路堑上方应设置截水沟截水沟；4 4）坡面易风化时须采取防护措施，）坡面易风化时须采取防护措施，并设并设碎落台碎落台；5 5）挖方路基下天然地基必须人工）挖方路基下天然地基必须人工压实，必要时应翻挖重填、换土或压实，必要时应翻挖重填、换土或进行加固处理。进行加固处理。路堑的构造要求：路堑路堑3.1 路基概念及构造路基

5、概念及构造u路基的类型与构造：路基的类型与构造：半填半挖路基半填半挖路基3.1 路基概念及构造路基概念及构造u路基的类型与构造：路基的类型与构造：护坡路基护坡路基挡墙路基挡墙路基半山桥路基半山桥路基构造要求：构造要求：对路对路堤和路堑的要求堤和路堑的要求都应满足；都应满足；半填半挖路基半填半挖路基3.1 路基概念及构造路基概念及构造u路基的类型与构造：路基的类型与构造：3.1 路基概念及构造路基概念及构造u路基附属设施路基附属设施路基路基附属附属设施设施取土坑取土坑弃土堆弃土堆护坡道护坡道碎落台碎落台堆料坪堆料坪错车道错车道取土坑取土坑3.1 路基概念及构造路基概念及构造u路基附属设施：路基附

6、属设施：图1 路旁取土坑示意图1-路堤；2-取土坑；平坦地区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。要求：要求：堆弃平整，顶面具有适当横坡，并在坡脚设平台、三角土块和排水沟，宽度d 3m。弃土堆弃土堆3.1 路基概念及构造路基概念及构造u路基附属设施：路基附属设施：图1 路旁弃土堆示意图1-路堤；2-弃土堆；借方与弃方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。弃方弃方能利用应尽量加以利用，实在需堆弃也应尽量不影响

7、路基，做好相关设计，尤其应控制废方的数量。取弃原则取弃原则3.1 路基概念及构造路基概念及构造u路基附属设施：路基附属设施：作用作用1：保护路基坡脚不受流水侵蚀，保证边坡稳定，而在路基坡脚与取土坑内侧坡顶之间预留的12m甚至4m以上宽度的平台。作用作用2：有利于降低边坡平均坡率、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。护坡道护坡道3.1 路基概念及构造路基概念及构造u路基附属设施：路基附属设施：碎落台碎落台指的是在路堑边坡坡脚与边沟外侧边缘之间或边坡上，为防止碎落物落入边沟而设置的有一定宽度的纵向平台，也可同时兼

8、起护坡道作用。其宽度视边坡高度和土质而定，最小不得小于1m。碎落台碎落台3.1 路基概念及构造路基概念及构造u路基附属设施：路基附属设施：错车道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10m的出入过渡段。单车道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。错车道错车道3.1 路基概念及构造路基概念及构造u路基附属设施：路基附属设施：路面养护用矿质材料，可就近选择路旁合适地点堆置备用，也可在路肩外缘设置堆料坪堆料坪，其面积可结合地形与材料数量而定，例如，每隔50-100m设一个堆料坪，长

9、约5-8m，宽2m。堆料坪堆料坪3.1 路基概念及构造路基概念及构造u路基附属设施：路基附属设施：3.2 路基的主要病害类型及原因路基的主要病害类型及原因路基沉陷路基边坡滑塌剥落、碎落、崩塌路基沿山坡滑动路基翻浆路基灾害溜方滑坡3.2 路基的主要病害类型及原因路基的主要病害类型及原因u路基沉陷路基沉陷原因：原因：u路堤填料选择不当，填筑方法不合理，压实度不足，在荷载和水、温度综合作用下而堤身沉陷；u原地面为较弱土层，填筑前未经换土或压实不足而产生地基下沉。3.2 路基的主要病害类型及原因路基的主要病害类型及原因u路基沉陷路基沉陷3.2 路基的主要病害类型及原因路基的主要病害类型及原因u路基边坡

10、滑塌路基边坡滑塌溜方：溜方：小规模的山体滑坡，例如下大雨时冲到路堑边坡上的土或石。滑坡：滑坡：斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。3.2 路基的主要病害类型及原因路基的主要病害类型及原因u路基边坡滑塌路基边坡滑塌溜溜方方滑滑坡坡3.2 路基的主要病害类型及原因路基的主要病害类型及原因u剥落、碎落、崩塌剥落、碎落、崩塌剥落、碎落：剥落、碎落：路堑边坡风化岩层表面在大气温度与湿度的交替作用下，以及雨水冲刷和动力作用下，表层岩石从坡面上剥落下来，向下滚落。崩塌：崩塌：大块岩

11、石沿坡面滚落。剥落、碎落剥落、碎落崩塌崩塌3.2 路基的主要病害类型及原因路基的主要病害类型及原因u路基沿山坡滑动路基沿山坡滑动3.2 路基的主要病害类型及原因路基的主要病害类型及原因u路基翻浆路基翻浆路基翻浆：路基翻浆：多发生在我国北方地区，路基在冰冻春融期，因地下水位高，排水不畅，土质不良，含水过多，造成路基湿软，强度下降，在行车的反复作用下，路基出现弹软、裂缝、冒泥浆等翻浆现象。3.2 路基的主要病害类型及原因路基的主要病害类型及原因u路基病害原因综合分析路基病害原因综合分析1）不良工程地质和水文地质条件；）不良工程地质和水文地质条件；2）不良水文、气候因素；）不良水文、气候因素；3）设

12、计不合理；）设计不合理；4）施工不按操作规程和设计要求进行。）施工不按操作规程和设计要求进行。u路基病害防治原则路基病害防治原则设计、施工、养护设计、施工、养护3.3 路基横断面设计路基横断面设计路基横断面设计的内容路基横断面设计的内容地质良好时：选择路基断面型式，确定路基宽度与路基高度；确定边坡形状与坡率；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；特殊工况时：坡面防护与加固设计；附属设施设计。1 1）路基宽度）路基宽度（1 1）路基宽度的概念）路基宽度的概念 路基宽度：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。3.3 路

13、基横断面设计路基横断面设计（2 2）路基宽度的确定原则）路基宽度的确定原则 根据设计通行能力及交通量大小选取；根据设计通行能力及交通量大小选取；考虑占用土地及生态问题，应尽可能少占农田；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。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。1 1）路基宽度）路基宽度3.3 路基横断面设计路基横断面设计路基高度：路基高度：是路堤的填筑高度或路堑的开挖深度，是路基设计标高和地面标高之差。路基中心高度：路基中心高度：是路基中心线处的设计标高与原地面(中心线中心线)标高之差。边坡高度：边坡高度：是指填方

14、坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差。2 2）路基高度）路基高度3.3 路基横断面设计路基横断面设计 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。2 2）路基高度）路基高度3.3 路基横断面设计路基横断面设计路基边坡坡率：路基边坡坡率：用边坡高度与边坡宽度之比H:b的形式表示

15、，并取H=1，计算为1:m（路堤）或1:n（路堑）的形式表示。3 3）路基边坡坡率）路基边坡坡率3.3 路基横断面设计路基横断面设计 边坡坡率确定：边坡坡率确定：边坡坡率的大小，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。路基边坡坡率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；一般路基的边坡坡率应通过设计验算设计验算确定，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。3 3）路基边坡坡率）路基边坡坡率3.3 路基横断面设计路基横断面设计路堤边坡路堤边坡常用路堤边坡坡率：常用路堤边坡坡率：（1）一般路堤边坡坡率（2）高路堤及沿河浸水路堤：单独设计。（3）

16、填石路堤：用大于25cm不易风化的石块砌筑，坡率可用1:1。3 3）路基边坡坡率）路基边坡坡率3.3 路基横断面设计路基横断面设计（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=215m；（5）地震地区边坡高度极限值砌石边坡坡率表砌石边坡坡率表路堤边坡路堤边坡3 3）路基边坡坡率）路基边坡坡率3.3 路基横断面设计路基横断面设计（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；路堑边坡路堑边坡3 3）路基边坡坡率）路基边坡坡率3.3 路基横断面设计路基横断面设计（2）土质土质挖方边坡坡率 （3）岩石边坡路堑边坡路堑边坡3 3）路基边坡坡率）路基边坡坡率3.3 路基横断面设计路基横断面设计 （3）岩石边坡路堑边坡路堑边坡3 3）路基边坡坡率）路基边坡坡率3.3 路基横断面设计路基横断面设计 （4）地震区路堑边坡坡率路堑边坡路堑边坡3 3）路基边坡坡率）路基边坡坡率3.3 路基横断面设计路基横断面设计公路工程抗震规范（JTG B02-2013）规定：当岩石路堑边坡高度超过10m时，边坡坡率应按下表选取。THANKS