第二章 一般路基设计

第二章 一般路基设计
§2.3.2
路基边坡坡度
边坡坡度
边坡高度H与边坡宽度b的比值， 通常用1:m（路堤）和1:n（路堑）表示坡率。
.5
ａ
b=3.0m
路堤边坡 主要是确定路基边坡的形状(直线、折线和台阶形)与坡率。
H =2.0m
1:1
第二章 一般路基设计
●
填方边坡坡度
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（1）土质边坡：路基填方边坡坡度根据填料种类、边 坡高度和基底工程地质条件确定。路基基底良好时，边坡 坡度应按下表定。
第二章 一般路基设计
§2.4
路基附属设施设置
取土坑与弃土坑：路基取土、弃土
位置、断面、结构
护坡道与碎落台：保护路基边坡的稳定
作用、宽度
路面宽度B
1:m
5
≥1m
≥2m
护坡道b
取土坑
1.全路堑
≥5m
土 埂
1:n
土 石
边坡平台、宽1~3米设 2~5%向内排水坡度
25
1:n
B
碎落台
堆料坪：堆置筑路材料备用
路基高度示意图
坡脚
第二章 一般路基设计
最小填土高度：
为保证路基稳定,根据土质、气候和水文地质条件所规定的 路肩边缘至原地面的最小高度。
土质路基最小填土高度
路 基 土 组 砂类土 粉质土 0.5-0.8 粘质土 0.4-0.7 最小填土高度（m） 0.3-0.5
极限高度：
在天然软土地基上，用正常填筑速率建造一般 断面的路堤所能达到的最大高度, 称为极限高度。 在该高度内路堤填筑不会引起地基剪切滑动和沉降破坏。
1∶0.5～ 1∶0.75
强风化
1∶0.75～ 1∶1
边坡岩 岩体 第二章 一般路基设计 体类型 完整程度
结构面 结合程度
结构面产状
直立边坡 自稳能力
30m高边坡长期 稳定,偶有掉块 15m高的边坡稳 定，15m～30m高 的边坡欠稳定。 边坡出现局部塌 落。
Ⅰ
完整 完整
结构面结合良好 外倾结构面或外倾不同结构面 的组合线倾角＞750或＜350。 或一般 结构面结合良好 外倾结构面或外倾不同结构面 的组合线倾角350~750。 或一般
H＜15m
1∶0.1～ 1∶0.3
15m≤H＜30m
1∶0.1～1∶0.3
H＜15m
1∶0.3～ 1∶0.5
Ⅰ类
弱风化
未风化 微风化
1∶0.1～ 1∶0.3
1∶0.1～ 1∶0.3
1∶0.3～1∶0.5
1∶0.3～1∶0.5
弱风化
弱风化 Ⅳ类
1∶0.5～ 1∶0.75
1∶0.5～ 1∶1
Ⅱ类
弱风化
1∶0.3～ 1∶0.5
Ⅲ
较完整 较完整 较完整
结构面结合良好 外倾结构面或外倾不同结构面 的组合线倾角350~750。 或一般 结构面结合差
外倾结构面或外倾不同结构面 的组合线倾角＞750或＜350。
结构面结合良好 结构面无明显规律。 （碎裂镶嵌） 或一般
Ⅳ
不完整（散裂
结构面结合差或 外倾结构面以层面为主，倾角 多为350~750。 很差 碎块间结合很差
长约5-8米，宽约2米
错车道、爬坡道：确保行车安全
错车道长度>30米
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第二章 一般路基设计
第二章 一般路基设计
第二章 一般路基设计
§2.5
压实原理
土基压实
γ γ o (干容重)
密度
影响压实效果的主要因素
ωo
ω(含水量)
Ⅰ）含水量： 含水量是影响压实效果的决定性因素;在最佳含水 量时,能使土体产生最大干容重,容易获得最好的压实效果； 压实到最佳密实度的土体水稳性最好。 Ⅱ）土 质：不同的土有不同的wo、γo；分散性大的土wo 较大 而γo 较低,成型较难。砂性土的压实效果明显优于粘性土。
①在路基上部( 0 -0.8m） 路床深度范围内应力较 大,其下应力相对较小, 因此```````
附加应力 自重应力
总 应 力
②高级路面要求的土基压实度应高, 等级低要求可低些; ③自然条件及路基填挖方案的不同，压实度要求都有所不同。
边
坡
坡
率
填料类别
细 粒 土 粗 粒 土 巨 粒 土
上部高度 （H≤8m） 1∶1.5 1∶1.5 1∶1.3
下部高度 （H≤12m） 1∶1.75 1∶1.75 1∶1.5
（2）砌石边坡：砌石路基，应由不易风化的较大石块砌筑。
第二章 一般路基设计
注：
!
①采用台阶式边坡时，下部边坡可采用与上部一致的坡度。 ②当路基填方边坡较高时，可在边坡中部每隔8-l0米设边坡 平台一道，平台宽1-4m。 ③受水浸淹的填方路基边坡坡度，在设计水位以下部分视填 料情况可采用1:1.75-1:2.0，在常水位以下部分可采用 1:2-1:3。 ④当高速公路沿线有大量石料或路堑开挖的废石方时，可用 来填筑路基。石料应为不易风化的开山石料，边坡坡度可 采用1:1。填石路基边坡高度不宜超过30m。
30
Ⅲ）压实厚度 :一般情况下密实程度随压实厚度增加而 减少;同 及压实功 一种土最佳含水量 wo 随压实功的增加而 减少 , 最大干容重γo 随压实功的增大而 提高 ; 在相 同含水量条件下,压实功愈高,土基密实度 愈高 , 但压实功不宜增加过多,以免破坏土体结构强度。
针对上述影响压实效果的主要因素，压实施工时要做到：
卵石土、碎石土、圆砾土、 角砾土 胶结和密实 中 密
第二章 一般路基设计
注：
①高速公路挖方边坡应采用较缓和的边坡坡度。
!
②边坡较矮或土质比较干燥密实的路段，可采用较陡
的边坡坡度；边坡较高或土质比较潮湿的路段，采
用较缓的边坡坡度。 ③路基开挖后，密实程度很容易变松的砂类土、砾类 土以及受雨水浸湿易于失稳的土，应采用较缓的边 坡或设置必要的防护工程。
（4）试验
第二章 一般路基设计
§2.2
路基设计原则
路面
总体要求: 平、 纵、横结合
▼与路面综合设计
路床 30cm 80cm 50cm
上路床
下路床
路堤
路堤
▼包含排水、防护设施
▼与其它设施结合
第二章 一般路基设计
§2.2
路基设计原则
◆公路路基设计原则
①做好沿线自然情况等基础资料的调查收集，作为 设计的依据。
第二章 一般路基设计
◆城市道路路基设计原则:
①应符合城市总体规划的要求，与城市发展、土地开发相协调。 ②注意不被洪水淹没或冲毁，满足城市防洪要求。
③与景观协调，注意噪音与绿化，保持环保。 ④设计完善的排水设施与防护工程。 ⑤改建道路应遵循“充分利用，新老改造相结合”的原则。
第二章 一般路基设计
§2.3
第 一 章 回 顾
第二章 一般路基设计
第二章 一般路基设计
• • • •
* 总体设计
附防排横 属护水断 设 与 设 面 §2. 1 一般路基设计的基本内容 施 加 施 设 §2.2 路基设计的一般原则 固 计
§2.3 路基横断面组成要素设计 §2.4 路基附属设施设置
第二章 一般路基设计
§ 2.1.1
②根据路线纵断面设计确定填挖高度, 进行路基主体 工程设计。
③山岭重丘区大填大挖路基须进行方案比选, 确保 边坡稳定可靠。
第二章 一般路基设计
◆公路路基设计原则（续）
④陡坡上半填半挖路基, 须因地制宜采用经济适宜的支挡结构。 ⑤沿河路基尽量减少对当地自然地理环境的影响。 ⑥特殊路基如路基经过软土地区, 应针对地基条件进行单独 设计。 ⑦坡面防护要兼顾功能与景观。并完成坡面防护、冲刷防 护及支挡结构物的布置与计算。
1. 选择路基断面型式, 确定路基宽度与高度。 2. 确定边坡形状与坡率。 3. 选择路堤填料与压实标准。 4. 路基防护与加固设计。 5. 路基排水系统总体布置和地面、地下排水结构设计。 6. 附属设施设计。包括取土坑、护坡道、弃土堆和碎 落台等的布置与设计。
第二章 一般路基设计
§ 2.1.3
路基设计调查
调查基本资料:地形、地貌等地质特征、土石分布、 气象特征、水系特征、自然区划等。
地质工程调查：
沿线地质构造 地质复杂地段 主要控制点 判明不良地质 防护加固 土石方数量及概预算 承载力、回弹模量
岩、土类别
水文、排水
第二章 一般路基设计
地质调查方法：
（1）收集与研究既有资料 （2）野外调查测绘
（3）地质勘探
路基横断面组成要素设计
（宽度、高度、坡度）
§ 2.3.1 路基宽度
宽度: 路面及两侧路肩宽度之和
路基宽度 路肩 行车道 中央带 行车道 路肩
路缘带
行车道
路缘带
路缘带
行车道
路缘带
分隔带
路基宽度图
第二章 一般路基设计
§ 2.3.2
设计标高
路基高度
新建公路的路基设计标高：高速公路和一级公路采用 中央分隔带的外侧边缘标高；二、三、四级公路宜采用路基 边缘标高，在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边 缘标高。 改建公路的路基设计标高：一般按新建公路的规定执行， 也可视具体情况而采用中央分隔带中线或行车道中线标高。 城市道路的设计标高通常位于道路路面中心处。
第二章 一般路基设计
路基高度：是指路基填筑高度或路基的开挖深度，为路基
设计标高与原地面标高之差。（中心高度、边坡高度）
路基高度是在路线纵断面设计时，综合考虑路线纵坡要 求、路基稳定性要求和工程经济要求等因素确定。
路堑 边坡 坡顶
中线
挖 方 路堑 边 坡
中央分隔带
路堤边 坡坡顶 路堤
填方 边坡
原地面线
④砂类土、细粒土的挖方边坡高度不超过20m。
第二章 一般路基设计
（2）岩质路堑边坡坡率：形式及坡度应根据工程地质 与水文地质条件、边坡高度、施工方法，结合自然稳定边坡 和人工边坡的调查综合确定。必要时可采用稳定分析方法予 以检算。 岩质路堑边坡坡率
边坡 岩体 类型 风化程 度 未风化 微风化 边坡坡率 边坡 岩体 风化程度 类型 Ⅲ类 未风化 微风化 边坡坡率
8m高的边坡不稳 定。
第二章 一般路基设计
岩体完整程度划分
结构面发育程度 结构类型
巨块状整体结 构 块状结构 层状结构 镶嵌碎裂结构 碎裂状结构 散体结构
岩体 完整程度
完整性 系数Kv
＞0.75 0.35～ 0.75 ＜0.35
完整
较完整
结构面1～2组，以构造节理或层 面为主，密闭型。 结构面2～3组，以构造节理或层 面为主，裂隙多呈密闭型，部分 为微张型，少有充填物。
路基定义 :
基本概念
按照路线位置和一定技术要求修筑的带状 结构物。
一般路基定义 :
指在一般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范围的路基, 其 设计可直接参照现行规范规定或标准图, 并结合当 地条件进行。
第二章 一般路基设计
§ 2.1.2
路基设计基本内容
一般路基设计的基本内容:
1.控制土的含水量在最佳含水量范围内。 2.从压实路基土过程中获得土基预期强度最有效的方法 是在最佳含水量条件下进行充分碾压，并适当加大压实功。
31
3. 土基压实度标准
(1)压实度:
是指工地上压实达到的干容重γ与用室内 标准击实试验所得的该路基土最大干容重γ0 之比, 用K 表示。
(2) 压实度的控制:
第二章 一般路基设计
●挖方边坡坡度
挖方路基边坡坡度主要根据工程地质法来确定 ⑴土质边坡坡率:土质挖方边坡的设计应根据边坡高度、 土的湿度、密实程度、地下水和地面水的情况、土的成 因及生成时代等因素确定。 土质挖方边坡坡率 土 的 类 别 边 坡 坡 率
1∶1 1∶1.5
1∶0.75 1∶1
粘土、粉质粘土、塑性指数大于3的粉土 中密以上的中砂、粗砂、砾砂
结构面大于3组，在断层附近受构 不完整 造作用影响较大，裂隙以张开型为 主，多有充填物，厚度较大。
完整性系数
VR VP
—— 弹性纵波在岩体中的传播速度； —— 弹性纵波在岩块中的传播速度；
VR 2 Kv ( ) VP
第二章 一般路基设计
岩石的风化破碎程度
未风化: 颜色较新鲜, 矿物成分无变化, 基本是整体, 裂缝很 少或未张开; 微风化: 造岩矿物失去光泽但成分未变, 结理裂缝呈大块状, 裂隙较小; 弱风化: 颜色显著改变, 有次生矿物, 开裂成碎石块, 有时裂 隙较大; 强风化: 颜色变化极大, 矿物成分大部改变, 裂缝极多, 分化 成碎石土状细粒部分已略具塑性。
第二章 一般路基设计
§1.2
基本特征
♂♂ 路路 基基 土水 的温 分状 类况 与与 工干 程湿 性类 质型 ♂ 土 基 受 力 与 强 度
§ 1.1 ♂ 路 基 常 见 病 害 ♂♂ 路路 基基 特典 点型 及横 一断 般面 要 求
概述
♂ 路 基 基 本 结 构 ♂ 路 基 概 念 、 作 用 及 型 式
岩 质 边 坡 的 岩 体 分 类
Ⅱ
完整
较完整 完整 较完整
结构面结合差
结构面结合良好 或一般或差 结构面结合差
外倾结构面或外倾不同结构面 的组合线倾角＞750或＜350。
外倾结构面或外倾不同结构面的组 合线倾角＜350，有内倾结构面。
外倾结构面或外倾不同结构面 的组合线倾角350～750。 8m高的边坡稳定， 15m高的边坡欠 稳定。