路基设计理论与方法

一、什么是路基？路基设计的基本要求。

1、交通部颁发的行业标准《公路路基设计规》（JTG D30-2004）中，路基的定义

是：按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物，是路面的基础，承受由路面传来的行车荷载。

2、路基设计的基本要求：

路基设计应符合安全适用、技术经济合理的要求，使路基具有足够的强度、稳定性和耐久性；同时要求设计符合环保的要求。

3、沥青路面规：

路基必须密实、均匀、稳定。必须采取措施，防止地面水、地下水侵入路基路面措施，以保证路基的强度、稳定性。设计宜使路基处于干、中湿状

态，E

0>30MPa，重交通E

>40MPa。

二、地区（太湖流域）水文地质的特点：

地处江南，降水丰富，地形平坦，地表均为粘性土，且地下水位高。三、路基填土高度：为了保证路基处于较为干燥的工作状态，就要求路基填土高度在一个合理的围。

1、根据交通部颁发的《公路沥青路面设计规》（JTG D50-2006）对路基干湿类型

的规定：

干燥 H

0>H

1

潮湿 H

3

2

中湿 H

2

1

过湿 H

≤H

3

式中： H

——不利季节路床顶面距地下水位的高度；

H 1、H

2

、H

3

——分别为干燥、中湿、潮湿状态路基的临界高度。

Ⅳ-1 H

1=1.7~1.9，H

2

=1.2~1.3，H

3

=0.8~0.9

H

——路床顶面距地下水位的高度；

h

1

——原地面距地下水位的高度；

h

2

——路基设计高度；

h

3

——路面结构厚度。

2、我院设计的普遍情况：

①一般在城市道路设计中，填土高度均较小，除桥头较高外，一般h

2

=0.5cm 左右。

地下水位：普遍情况，一般为黄海标高1.2~1.5m，即距原地面1.0~1.5m

左右≈h

2

。

②正常情况，一般路基设计标高控制在3.0m左右，距地下水位1.5~1.8m，

基本处于中湿状态（H

0=h

1

+h

2

-

h3

=0.9~1.4m）

当道路处于地下水丰富的地区（如北大丰），地下水位距地表仅0.5m，这时处于潮湿状态。

所以我院在市政工程设计的道路工程，其路基的工作状态，基本都处于中湿~潮湿状态，为此路床要求掺灰土处理，分层压实，来保证其强度。四、关于低填方路基处理

根据《公路路基设计规》3.3.5条“地基表层处理”中第4点规定：

应将地基表层碾压密实。在一般土质地段、高速公路、一级公路和二级公路基底的压实度（重型）不应小于90%，三、四级公路不应小于85%。

路基填土高度小于路面和路床总厚度时，应将地基表层土进行超挖并分层回填压实，其处理深度不应小于重型汽车荷载作用的工作区深度（Za）。

本条规需解决如下三个问题：

③路基在汽车荷载作用下的工作区深度；

④什么是重型汽车荷载；

⑤路基的处理深度。

1、工作区深度：

根据交通部第二公路勘察主编的《公路设计手册》“路基”（第二版），车辆荷载所引起的应力分布深度，即工作区深度Za的近似值为：

Za=

式中： Za——路基工作区深度，m；

K——系数，

3

2π

≈0.5；

P——车辆荷载，kN（单轴单轮荷载）；

r——土的容重，kN/m3；

1/n——系数，1/n=1/5~1/10，即n=5~10。

本图为车辆荷载P及土体自重在路基土体中按深度分布的应力。

当路基土体达到一定深度时，车辆荷载P引起的应力σ

2

与路基土体自

重所引起的应力σ

B 的比值，即5~10

B

Z

n

σ

σ

=≤时，

可以得出工作区深度计算的简化公式：Za=

亦即1/n=1/5~1/10，即n=5~10。

2、重型汽车荷载：

①沥青路面设计规的车辆荷载BZZ-100，

单轴双轮轴载为100kN；

单轴单轮轴载为50kN，即P=50kN 。

计算工作区深度：n=5 Za=1.9m；

n=10 Za=2.4m。

②公路桥涵设计车辆荷载（公路-Ⅰ、Ⅱ相同）

单轴单轮140/2 kN: n=5 Za=2.13m；

n=10 Za=2.69m。

③取超重车辆300kN：

后轴单轮荷载100 kN:

n=5 Za=2.40m；

n=10 Za=3.03m。

3、路面结构厚度的换算：

①路基、路面由不同强度的材料组成，在计算工作区深度时，应将路面折

算为路基同一性质的厚度再进行计算，即当量厚度；

②柔性路面的当量厚度换算公式：

Ze h

式中：Ze——路面换算为路基土层的当量厚度，m；

——路面结构厚度，m；

h

1

——路面材料的回弹模量，MPa；

E

1

——路基土的回弹模量，MPa；

E

m——指数，2.5，多层弹性体m=2，多层刚性体m=3.

③我院设计中，路面结构厚度大体为：

主干路：h

=0.65m；

1

次干路：h

=0.55m；

1

支路：h

=0.45m.

1