一、路基特点
路基:在天然地表面按道路的设计线形(位置)和设计横断面(几何尺寸)的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。
路基作用:
为路面结构提供足够宽度的平顺基面,它是路面的基础,是公路的承重主题。
特点:工程数量大、耗费劳力多、涉及面广、投资高。
二、路基设计一般要求
足够的整体稳定性、足够的强度、足够的水温稳定性
三、 路基设计与施工内容
1、设计2、施工
路基设计任务
根据当地的自然条件,并依据相关规范的规定,确定合理路基形式、断面尺寸、排水设计、坡面防护以及相应的附属设施。
路基设计一般规定
1、 应根据公路功能、等级交通量结合沿线地形、地质及路用材料等自然条件进行设计,保证其具有足够的强度、稳定性和耐久性,路面应平整抗滑。
2、 路基设计应重视排水设计与防护设施的设计。
3、 路基断面形式应与农田水利相结合、与沿线自然环境相协调,避免深挖和高填。
4、应与线路设计相配合,通过特殊地质与水文条件的路段,应查明情况,综合治理。
土基的受力与强度
二、土基的强度指标
1、土基的应力应变特征
2、表征土的强度指标
土基回弹模量
地基反应模量
加州承载比
路基的破坏形式及原因分析
一、路基的主要病害
路基常见的路基病害现象如下:
1.路堤沉陷
2. 边坡溜方、滑坡及风蚀
3. 路堤沿地基滑动
4. 路基冻胀与翻浆
5. 路堤坍散
6. 边坡崩塌和碎落
7.其他类型破坏
沉陷:
塌方路基下沉导致断面尺寸改变的病害现象称为路堤沉陷。沉陷是不均匀的,严重时会破坏局部路段造成交通中断。它有路堤本身的下陷和地基的沉陷两种。
其他类型破坏:
如巨型滑坡、泥石流、地震、特大暴雨等,都可以导致路基的大规模毁坏。在公路勘测中,要求尽可能避开这些地区或采取相应的技术措施,保证公路的正常使用。
主要原因归纳起来有如下几种:
(1)不良地质地貌条件:
路基病害多出现在土质较差、岩性松软、风化严重以及地质构造复杂等不利的路段。
(2)不良水文及水文地质条件:
水分的浸入土体会增加自重,强度下降;水分渗入岩石节理会带走或软化其中的填充的次生矿物,削弱岩块间连接;水流冲刷坡脚,使坡体失去支撑。地下水的活动会降低坡体的稳定性,土的湿度增加还会降低路基土的强度。
(3)气候地震等因素:气温、风雪、暴雨、地震等都可能引起路基病害的发生。低温会使路基产生冻害,雨雪易会引发滑坡、泥石流,地震会使岩体结构松散破碎,土层液化等。
(4)设计、施工及养护等原因:
路基横断面尺寸不合理,施工方法不当、路基压实欠佳、排水不畅、防护及加固措施不妥,养护不到位不及时等都会产生或加剧病害。
公路自然区划与路基干湿类型
一、区划原则及分区:
1.道路工程特征相似原则
2.地表气候区划差异性原则
3.自然气候因素既有综合又有主导作用的原则
分三级区划
1. 一级区划
2. 二级区划
3. 三级区划
二、路基干湿类型划分
(1) H1相对应于wc1,为干燥和中湿状态的分界标准;
(2) H2相对应于wc2,为中湿与潮湿状态的分界标准;
(3) H3相对应于wc3,为潮湿和过湿状态的分界标准。
三、路基水温状况及对路基稳定性影响
四、保证路基强度和稳定性的措施
路基土的分类与工程性质
一、路基土的分类
一般路基设计
一、典型横断面 与构造
1、路基典型横断面
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
挖填结合路基: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。
典型横断面与构造
一般路堤
a、护坡道宽度:当路基边缘与路侧取土坑高差h大于2m,b=1m;h大于6m,b=2m。
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
沿河路堤
a、路堤高度应高出设计洪水位0.5m(无波),设计洪水位+澭水高度+浪高+0.5m。
b、常水位以下路堤边坡不得陡于1:2
c、路基边坡加固类型,应根据河流冲刷情况来确定。
2、路基的基本构造
(1)路基宽度
(2)路基高度
(3)路基边坡坡度
3、弯道横断面的超高与加宽
(1)超高及超高缓和段
(2)加宽及加宽缓和段
4、路基横断面设计
5、土石方调配与计算
6.、路基附属设施
(1)取土坑
当H≥2m,b=1m;当H≥6m,b=2m
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。
(2)弃土坑
d≥3.0m
dmax=H+5.0m
原则:①填补地面坑洞、田洼地
②尽量占荒地
1、一般做成梯形断面,边坡不宜陡于1:1.5,高度不宜超过3m。
2、当原地面坦于1:50,路旁两侧均可设弃土堆
3、当坡度较陡时,宜将弃土堆设在下侧。
4、对于沿河路堤废方,检查是否压缩河道。
(3)护坡道
目的:加宽边坡横距,减少边坡平均坡度。
(4)碎落台
碎落台设于土质或石质土的挖方边坡坡脚处,主要供零星土石碎块下落时临时堆积,以保护边沟不致阻塞,亦有护坡道的作用。
(5)堆料坪和错车道
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。
单车道公路,由于双向行车会车和相互避让的需要,通常应每隔200~500m设置错车道一处。
二、路基边坡防护与加固设计
1、防护与加固的要求和分类
2、坡面防护
3、冲刷防护
边坡稳定性设计
一、概述
1、影响稳定性的因素
2、边坡稳定性设计方法
3、稳定性验算参数
土的计算参数、边坡取值
4、汽车荷载当量计算
二、直线法
1、均质沙砾类路堤边坡
2、均质沙砾类路堑边坡
K=F/T=(Gcosωtgφ +cL)/Gsinω
由: dK/dω=0
ctgω0= ctgθ+[2c/γh/(tgφ+2c/γh)]1/2cscθ
三、圆弧法
(1)通过坡脚任意选定一个可能的圆弧滑
(2)滑动面,取路线纵向为单位长度1m,将滑动土体分成若干宽度相等的土条;
(3)计算每个土条土体的重量,并将它引到圆弧线上,进行分解;
(4)求稳定系数 K=Mr/Ms
(5)求kmin≧1.25
四、折线法
五、浸水路堤稳定性分析
挡墙设计
一、挡土墙的类型及使用条件
1、挡土墙的用途
2、挡土墙类型
3、挡土墙的特点及使用条件
二、挡土墙的构造
墙身、基础、排水设施、沉降缝、伸缩缝
三、挡土墙土压力
1、力系
2、库伦土压力计算
3、折线墙背土压力计算
4、车辆荷载的换算
四、挡土墙稳定性验算
1、破坏形式
2、稳定性验算
3、增加挡土墙稳定性措施
五、浸水挡土墙设计
土压力计算、水压力计算、稳定性验算
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