公路设计 公路路基设计 概述

(5) 土的类别
土是铺筑路基和路面的基本材料，不同的土类具有不同 的工程性质，因而影响路基的强度和稳定性。粘性土强度 构成以粘聚力为主，砂类土强度构成以摩擦力为主，粉质 土毛细水作用强烈。
(6) 植被
植被发育情况影响地表径流和导热情况
二、影响路基路面稳定性的因素
2.2．影响路基路面稳定性的人为因素 (1) 荷载作用——静载、动载及其大小和重复作用次
情境六 路 基 设 计
—概 述
主要内容：
➢ 概述 ➢ 路基土的工程性质 ➢ 土基的干湿类型 ➢ 一般路基设计
概述
一、基本概念：
➢ 路基是在地表按道路的线型（位置）和断面
（几何尺寸）要求开挖或填筑而成的线形岩土
结构物。
组成：结构本体＋排水 结构物＋防护与加固设 施＋其他特殊构造物
路基的断面形式通常可分为三 种类型： 路堤 路堑 半填半挖式路基
路基边坡塌方
3.1路基病害及其原因
（3）碎落与崩塌
碎落：石质路堑边坡表层岩石从坡面脱落向下滚落。 崩塌：路堑边坡上较大较多石块脱离坡面沿边坡滚落。 原因：①边坡过陡；
②风化、振动、土石夹层； ③水的浸湿。
图2-8 边坡崩落
3.1路基病害及其原因
（4）路堤沿山坡地基滑移
路堤整体或一部分沿山坡地基向下滑移。 原因：①路堤填筑前未清表或未挖成阶梯状；
➢ 填石路堤：用粒径大于37.5mm且含量超过总质量 70%的石料填筑的路堤。
➢ 土石路堤：石料含量占总质量30%-70%的土石混 合材料修筑的路堤。
二.影响路基稳定性的因素
2.1 影响路基稳定性的自然因素
(1) 地形条件
不仅影响路线的选定和线型的设计，也影响路基设计。
(2) 气候条件
如降水，气温，日照，蒸发量，冻深等，都影响公路沿 线地表水和地下水状况，并影响路基路面的水文状况，进 而使路基路面的强度和稳定性发生变化。
示例
受 灾 地 区
平 武 县 南
山 体 出 现 大
坝面
镇积
滑
坡
泥石流
泥石流地段的路基毁坏
病害原因的综合分析
1.内部因素：不良的岩土体条件
2.外部因素：不利的水、温条件影响 3.人为的因素：不良的设计、不合理的或不合格的施 工、养护维修不及时。
3.2 路基病害的防治措施
（１）正确设计路基横断面； （２）选择良好的路基土，必要时对路基上层填土作稳 定处理； （３）采用正确的填筑方法；充分压实路基工作范围； （４）适当抬高路基，防止水分进入路基工作区范围； （５）合理进行排水设计（包括地表排水、地下排水、 路面结构排水）； （６）设置隔离层（隔绝毛细水上升）、隔温层（减少 冻深）和砂垫层（疏干路基）； （７）采用边坡防护与加固措施，修筑挡土结构物，提 高路基整体稳定性。
3．细粒土：
粉质土为最差的筑路材料。毛细水上升高度大， 冬时冻胀，春时翻浆又称翻浆土。
粘质土具有较大的可塑性、粘结性和膨胀性， 毛细现象也很显著，用来填筑路基比粉质土好， 但不如细粒土质砂。浸水后粘质土能较长时间 保持水分，因而承载能力小。
有机质土(如泥炭、腐殖土等)不宜作路基填料， 如遇有机质土均应在设计和施工上采取适当措 施。
路基 宽度
（m）
一般值 最小值
公路等级 设计速度（km/h)
车道数
路基 宽度
（m）
一般值 最小值
120
8
6
42. 0
34.5
40. 0
----
80 2 12.0
10.0
高 速 公 路、一 级 公 路
100
80
60
48
6
4
6
4
4
28.0 41.0 33.5 26.0 32.0 24.5 23.0
26.0 39.5
种。这四种类型表示路基工作区内，路基土所处 的含水状态。 ➢ 路基的干湿类型，影响其强度与稳定性，正确区 分路基的干湿类型，是搞好路基路面设计的前提。 ➢ 路基土所处的状态是由土体的含水量或稠度决定 的。
➢ 导致路基湿度变化的水源可分为以下几种：
1．大气降水－大气降水通过路面、路肩和边坡渗入 路基；
数。 (2) 路基路面结构——填土类别、性质、路基形式、
路面等级和面层类型、排水结构物设置。 (3) 施工方法——分层填筑、分层压实，压实方法。 (4) 养护措施
三.路基主要病害及其防治
3.1路基病害及其原因
（1）路基沉陷 指路基表面产生较大的垂直沉降。 路基沉陷：路堤填筑均匀，但是压实程度不足，产生均匀沉 降。 路基沉缩：路堤土含水量过高，水分蒸发使堤身收缩产生不 均匀下陷。 地基沉陷：天然地基承载力不足，在路基土和行车荷载作用 下使地基下沉、路基沉落，一般发生在软弱地基上。
3、沿河受水浸淹的路基高度应高出路基设计洪水频率 计算水位加雍水高、再加波浪侵袭高以上0.5m。
一般路基设计
一、一般路基： ➢ 指在一般地区，填方高度和挖方深度小于《规范》
规定的高度和深度的路基。 ➢ 一般路基可以结合当地地形，地质情况直接套用
典型横断面或设计规定。 ➢ 特殊地质路段和高度（深度）超过规范规定的路
➢ 砂类土又可分为砂、含细粒土砂(或称砂土)和细 粒土质砂(或称砂性土)三种。
a) 砂和含细粒土砂无塑性，透水性强，毛细上升高 度很小，具有较大的摩擦系数，强度和水稳定性 较好。但由于粘性小，易于松散，压实困难，需 用振动法或灌水法才能压实。
b) 细粒土质砂既含有一定数量的粗颗粒，使路基 具有足够的强度和水稳性，又含有一定数量的 细颗粒，使其具有一定的粘性，不致过分松散。 遇水不粘着，不膨胀，雨天不泥泞、晴天不扬 尘，容易被压实。因此，细粒土质砂是修筑路 基的良好材料。
24.5
21.5 20.0
二级公路、三级公路、四级公路
60
40
30
20
2
2
2
2或1
10.0
8.5
7.5
6.5（双车道）
4.5（单
车道）
8.5
－
－
2、路基高度：是路基中心线处设计标高与原地面标高 之差。
➢ 边坡高度：是指填方坡脚或挖方坡顶与路肩边缘的 相对高差。
➢ 高路堤：边坡高度大于18m的土质路堤和大于 20m的 石质路堤。
基应进行个别设计和验算。
二、 一般路基设计的内容： 1、结合路线几何设计要求和当地地形选择路基断面
形式。 2、选择路堤填料和压实标准。 3、确定边坡形状和坡度。 4、路基排水系统布置和排水结构物设计。 5、坡面防护和加固设计。
三、一般路基几何尺寸设计 1、路基宽度
公路等级 设计速度（km/h)
车道数
2．地面水-边沟及排水不良时的地表积水，以毛细 水的形式渗入；
3．地下水-靠近地面的地下水，借助毛细作用或温 差作用上升到路基内部；
4．凝结水-在土颗粒空隙中流动的水蒸气，遇冷凝 结为水。
渗入路肩
渗入路面
由 下 层 土
水 汽 移 动
由 地 下
水
地
地下水位
下 水
位
变
动
路基湿度水的来源
二、路基干湿类型划分方法
（2）边坡滑塌
➢ 路基边坡的滑塌（滑坡）——常见的路基病害，也是水毁 的普遍现象
⑴溜方：少量土体沿土质边坡向下移动而形成或边坡上表面 薄层土体下溜。 原因：流动水冲刷边坡、施工不当引起。
⑵滑坡：一部分土体在重力作用下沿某一滑动层滑动。 原因：土体稳定性不足引起。
图2-6 路基边坡的破坏 a)、b)溜方c)滑坡
(3) 水文和水文地质条件
如地表水的排泄条件，河流洪水位，常水位，有无地表 积水和积水期长短，河岸冲刷与淤积情况；地下水位，地 下水运动规律，有无层间水、裂缝水、泉水等。均会影响 路基路面的稳定性，处理不当会出现各种病害。
二、影响路基路面稳定性的因素
(4) 地质条件
岩石的种类、成因、产状、厚度、层理、有无软弱层， 节理、裂隙发育程度及风化程度，断层、破碎带及其他不 良地质现象（岩溶、泥石流等），都影响路基的强度和稳 定性。
二、路基干湿类型划分方法
2、根据临界高度划分
➢ 当路基的地下水位或地表积水水位一定的情况下， 路基湿度由下而上逐渐减少。与分界稠度相对应的 路基顶面离地下水位或地表积水水位的高度称路基 临界高度。
H0—路床顶面距地下水位或地表积水水位的高度；源自H1、H2—、H对3 应于
w的c1、最wc小2、wHc3 值，即最不利季节路
漂石土 卵石土 砾类土 砂类土 粉质土 粘质土 有机质土
路基土的工程性质
➢ 各土组的主要工程性质如下：
1．巨粒土：巨粒土包括漂石土和卵石土，有很高的 强度及稳定性，是填筑路基的很好材料，也可用 于砌筑边坡。
2．粗粒土：
➢ 级配良好的砾类土混合料，密实程度好，强度和 稳定性均能满足要求；对于级配不良的砾类土混 合料，填筑时应保证密实程度，防止由于空隙大 而造成路基积水、不均匀沉降或表面松散等病害。
一、基本概念：
➢ 路床：路面结构层底面以下0.8m范围内的路基部分， 在结构上分为上路床（0-0.3m）和下路床（0.30.8m）。
➢ 路堤：高于原地面的填方路基。路堤在结构上分为 上路堤和下路堤。上路堤是指路面底面以下0.81.5m范围内的填方部分；下路堤是指上路堤以下的 填方部分。
➢ 路堑：低于原地面的挖方路基。
4. 特殊土：主要包括黄土、膨胀土、红粘土和盐渍土 ➢ 黄土属大孔和多孔结构，且有湿陷性特点； ➢ 膨胀土受水浸湿预发生膨胀，失水则收缩； ➢ 红粘土失水后体积收缩量较大； ➢ 盐渍土潮湿时承载力很低。
➢ 特殊土不宜作路基填料
土基的干湿类型
一、路基干湿类型及湿度来源 ➢ 土基干湿类型可分为干燥、中湿、潮湿和过湿四