道路路基结构分类及材料选用ppt课件.ppt
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1、第二篇:路基路面第一章:道路路基专业:土木工程1班 教师:周丽萍,云南工商学院建筑工程分院,2018,2,(相关知识回顾)公路的组成部分第一节 路基的组成与工程特点第二节 影响路基稳定性的因素第三节 路基土的分类及工程性质第四节 路基干湿类型第五节 路基施工方法及施工准备(参考),3,一、公路的组成部分,路基、路面、桥梁、涵洞、防护与加固工程、排水设备、其他特殊构造物、沿线交通设施(安全、管理、服务、环保等),平面公路中线及中线两侧一定范围内的地物、地貌在水平面上投影纵断面公路中线在立面上投影横断面垂直于公路中线方面的剖面,(二)基本构造物,(一)基本三维组成,(回顾)公路路基的组成与工程特点
2、,4,新建路K0+000-K0+350纵断面图,5,某新建路横断面图,6,路面结构图,7,路基:是路面的基础。,(三)几个重要概念,8,路床:直接位于路面结构层下0.8m厚的路基部分。分上 路床和下路床。,9,路肩:指行车道外缘至路基边缘的部分。,10,路基边坡:路基两侧的坡面部分。,11,路基排水:地面和地下排水措施。,1.1 路基的结构组成,根据填挖情况的不同,典型路基的结构断面形式有路堤、路堑、半填半挖三种。路堤,全部用岩土填筑而成路堑,全部在天然地面开挖而成半填半挖,一侧开挖、另一侧填筑,第一节 路基的组成与工程特点,13,14,路堤:高于原地面的路基,分上路堤(0.81.5m)和下路
3、堤。,1.1.1 路堤,(1) 路堤分类,路床以下的路堤分上下两层,路面底面以下80-150cm范围内的填土部分分为上路堤和下路堤。,路堤按其填土高度可划分为矮路堤、高路堤和一般路堤:矮路堤 填土高度低于1.01.5m矮路堤常在平坦地区取土困难时选用。高路堤 填土高度大于规范规定的数值即填方总高度超过18m(土质)或20m(石质)的路堤;一般路堤 填土高度介于高、矮路堤两者之间(1.5m-18m)随其所处的条件和加固类型不同,主要有浸水路堤、陡坡路堤及挖沟填筑路堤等型式。,考虑路堤工作区深度,简单:直接套用图纸,路堤横断面基本形式,1.干湿类别2.基底压实度,倾斜,滑移!,湿度控制!,移挖为填
4、,20,路堑:全部为挖方的路基。,1.1.2 路堑,1)基本型式:全挖式路基、台口式路基、半山洞路基。,1,3,2,2)边坡形状:,台 阶 式,折 线 式,直 线 式,特点A、路堑开挖破坏了原地层的天然平衡状态边坡稳定性地质、水文地质条件、边坡高度和坡度;B、路堑成巷道式不利于排水和通风,行车视距较差,行驶条件降低,深路堑施工困难病害多于路堤设计时应注意避免采用很深的较长路堑C、选用合适的边坡坡率,加强排水,处治基底,确保边坡的稳定可靠;D、水文状况对路堑的影响较大,路堑的排水至为重要边沟与截水沟;E、路堑以下天然土基规定的密实度,必要时应翻挖重新分层填筑或换土,或采取加铺隔离层,并设置必要的
5、地下排水设施。,1.1.3 半填半挖路基,半填半挖路基(填挖结合):一侧填筑,一侧开挖。多适用于山区、丘陵区。,特点A、半填半挖是路堤和路堑的综合型式,兼有路堤和路堑的设置要求。B、半填半挖路基减少土石方数量,保持土石方数量的横向填挖平衡是比较经济的断面型式。C、其横断面的形式及其稳定性同原地面的倾斜度有密切关系。D、可采用一定工程措施(挡土墙、护肩等),改善受力,增加稳定性,压缩用地。E、为增强新、老土基的密切结合填筑前清除原倾斜地面或陡坡上的杂草、松动浮土和石块等,并做好排水设施F、原倾斜面陡于15台阶/阶梯形分层填筑压实。,1.2 路基基本构造,路基几何尺寸由宽度、高度和边坡坡度三者构成
6、:路基宽度:取决于公路技术等级;路基高度:取决于地形和公路纵断面设计(包括路中心线的填挖高度、路基两侧的边坡高度);路基边坡坡度:取决于地质、水文条件、路基高度和横断面经济性等因素。就路基的整体稳定性来说,路基的边坡坡度及相应采取的措施,是路基设计的主要内容。,1.2.1 路基宽度,路基宽度:行车道路面及其两侧路肩宽度之和高等级道路设有中间带、路缘带、变速车道、爬坡车道、紧急停车带、慢行道或其它路上设施时。路面:道路上供各种车辆行驶的行车道部分宽度根据设计通行能力及交通量大小而定,一般每个车道宽度3.503.75m路肩:指行车道外缘到路基边缘,具有一定宽度的带状部分包括有铺装的硬路肩和土路肩路
7、肩宽度由公路等级和混合交通情况而定。,一、标准横断面,右侧带,中央分隔带,左侧带,路基宽,中间带,行车道,路肩,车道,右侧带,硬路肩,i0,i1,路肩,行车道,i1,i0,车道,左侧带,车道,车道,硬路肩,土路肩,土路肩,高速公路和一级公路的路基横断面,二、三、四级公路横断面,各级公路路基宽度,各级公路路基宽度,1.2.2 路基高度,路基高度:路堤填筑高度或路堑开挖深度,是路基设计标高与原地面标高之差原地面横向有倾斜中心高度或边坡高度;中心高度:是指路中心线处的设计标高与原地面标高之差;边坡高度:路基边坡高度,指填方坡脚或挖方坡顶标高与路基边缘标高的相对高差。路基填挖高度:是在路线纵断面设计时
8、,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的。,1.2.3 路基边坡坡度,路基边坡指路肩的外边缘与坡脚(路堑则为边沟外侧沟顶与坡顶)所构成的坡面。是支撑路基主体的重要组成部分。 边坡的坡度:边坡高度H与边坡宽度b之比值,并取H=1,路基边坡示意图,影响因素:边坡土质、岩石性质边坡高度水文地质条件自然因素,1.3 路基附属设施,为了确保路基稳定和行车安全,一般路基工程有关的附属设施除路基排水、防护加固外,还有取土坑、弃土堆、护坡道、碎落台、堆料坪及错车道等。这些设施是路基设计的组成部分,应正确合理设置。,1、取土坑,排水,提高路堤稳定性,原则:充分利用,借之有利。1)支援农业
9、,少占农田;2)能兼顾农田、水利、鱼池建设和环境保护等;3)在原地面横坡不大于110的平坦地区,可在路基两侧设置取土坑;横坡大于110的地区,应设置在路基上侧;4)在洪水淹没地段的路堤(如河滩路堤或引道)的两旁,一般不准设置取土坑;5)取土坑应有规则的形状及平整的底部,坑底纵坡一般应不小于0.3%,横向也应设置坡度(单坡/双坡),以利排水;6)取土坑深度建议不大于1.0m,宽度视借方量而定;7)取土坑内缘至路堤坡脚应留一定宽度的护坡道,其外缘至用地边界的距离不小于0.5m,不大于1.0m。,2、弃土堆,原则:充分利用,弃之无害。1)应尽量考虑移挖作填,或利用弃土适当加宽路基减少废方;2)防止弃
10、土不当设计时须考虑弃土堆的设置;,注意事项:,1)弃土堆通常在就近低地或路堑的下坡一侧设置;2)弃土堆一般可堆成梯形横断面边坡不应陡于11.5,顶部向路基外倾斜横坡2%,高度不宜超过3.0m;3)深路堑或地面横坡缓于15时,可设在路堑两侧;4)在上坡一侧的弃土堆连续而不中断,并在弃土堆外侧设置截水沟;5)在下坡一侧的弃土堆,应每隔50100m设置不大于1m宽的缺口,以利排水。6)路堑旁的弃土堆,其内侧坡脚与路堑坡顶之间的安全距离随土质条件和路堑边坡高度而定,一般不小于3m 路堑边坡较高,土质条件较差时应大于5m(H+5m);7)积砂或积雪地段的弃土堆有利于防砂防雪设在迎面一侧,并具有足够距离。
11、,3、护坡道与碎落台,护坡道:保护路基边坡稳定的一种措施其加宽路基边坡横距,减小了边坡的平均坡度边坡稳定性。特点:护坡道愈宽边坡稳定性填方数量。设置:一般设置在路堤坡脚或路堑坡脚处;边坡较高时亦可设在边坡中部或边坡的变坡点处;浸水路基的护坡道,可设在浸水线以上的边坡上。 宽度:最小为1m,视边坡高度h而定:H3.0m,d=1.0m;H=3.06.0m,d=2.0m;H=6.012.0m,d=2.04.0m。,碎落台:常设于土质或石质土的挖方边坡坡脚处,位于边沟的外缘,有时亦可设置在挖方边坡的中间。目的:主要是供零星土石碎块下落时临时堆积,不致堵塞边沟,同时也起护坡道的作用。要求:碎落台宽度一般
12、应大于1.0m;如考虑同时起护坡作用,可适当加宽;碎落台上的堆积物应定期清除。,4、堆料坪与错车道,为避免在路肩上堆放养护用材料,可在路肩以外选择适宜地点设置堆料坪。堆料坪可根据地形及用地条件在公路的一侧或两侧交错设置,并与路肩毗连,面积可结合地形与材料数量而定。机械化养路或较高级路面可另设集中备用料场。,堆料坪,单车道公路,由于会车和避让的需要,通常每隔200500m设置错车道一处,供错车和停车用。设置要求:按规定错车道的长度不得短于30m,两端各有长度为10m的出入过渡段,中间10m供停车用;单车道的路基宽度为4.5m,单车道的错车道处路基宽度6.5m。错车道应选在有利地点,并使相邻两错车
13、道之间能够通视,以便驾驶员能及时将车驶入错车道,避让来车;错车道是单车道路基的一个组成部分,应与路基同时设计与施工。,错车道,60,第二节 影响路基稳定性的因素,一、影响路基强度和稳定性的因素,(一)工程地质条件和水文地质条件(基本前提) (二)水文与气候条件(三)路基设计(四)路基施工(五)养护措施水是造成路基病害的主要原因。,61,(一)符合规范要求; (二)具有足够的整体稳定性(三)具有足够的强度(四)具有足够的水温稳定性,二、对路基的要求,62,三、保证路基强度和稳定性的措施,(一)合理选择路基断面形式,正确确定边坡坡度(二)选择强度和水温稳定性良好的土质填筑路堤,并采取正确的施工方法
14、(三)充分压实土基,提高土基的强度和稳定性(四)做好地面和地下排水,保证水流畅通,防止路基过湿或水毁(五)保证路基有足够的高度,使路基工作区保持干燥状态(六)设置隔水层或隔温层,切断毛细水上升,减少水分副温迁移的影响(七)采用合理的边坡加固与防护措施,和适当的支挡结构物,63,第三节 路基土的分类及工程性质,一、路基土的分类,划分依据:土的颗粒组成特征、土的塑性指标和土中有机质存在情况分类:巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土,并进一步细分为11类,64,65,二、各种土的路用性质(一)巨粒土1.漂石用作砌筑工程结构物,或破碎后用作混合材集料,不能用于路基填筑2.卵石用作砌筑工程结构物,或破碎后用作
15、混合材集料,是强度和稳定性都好的路基填料,但是不能用于路基上层填筑(二)粗粒土1.砾类土是强度和稳定性都好的路基填料,但是不建议用于路基上层填筑;级配和强度等性质优良的砾石或砂砾用作混合材集料(水泥混凝土或贫混凝土等)2.砂类土(1)砂纯粹的砂是强度和稳定性都好的路基填料,同时也用于其他混合材集料,细砂或粉砂容易产生被动水携带、砂土液化或管涌,不适用于高路堤、沿河路堤和堤坝(2)砂性土是强度和稳定性都好的优良路基填料(三)细粒土1.粉质土强度低,干缩,毛细作用强,是不良路基填料2.粘质土透水性小,干缩湿胀,不适用于水湿状况剧烈变化地区,可用于干旱地区路堤填筑或某些特殊部位,也可以用来与砂土拌合
16、后形成砂性土使用3.有机质土不宜用作路基填料(四)特殊土不宜用作路基填料,66,不同路基土的公路工程性质,巨粒土:强度和稳定性好,良好;也可用于砌筑边坡级配良好的砾石混合料:良好;还可用于中级路面和高级路面的基层;砂土:无塑性,强度和水稳性好,但易松散,压实困难砂性土:良好粉性土:干时易结块,湿时易流动;毛细作用强烈,须经处理才可使用粘性土:具有较大的可塑性,持水能力强。压实方法得 当,排水设施合理也可使用。重粘土:不透水、粘聚力大,塑性大,干燥坚硬,难以施工,67,三、路基土的工程分级,(一)分级目的用于工程可行性研究或概、预算编制,工程施工难易程度评价合技术手段运用的依据,(二)分级依据凿
17、岩机或人工钻孔1m所需要的时间较软爆破1m3所需炮眼长度较坚,(三)等级级松土级普通土级硬土级软石级次坚石级坚石,68,第四节 路基干湿类型,一、湿度对路基的影响,路基的湿度状况变化是影响路基路面结构强度、刚度与稳定性的重要因素之一,应该尽量使路基平衡湿度(路基上部中心附近趋向稳定平衡的湿度)趋于较干燥或稳定的状态,使路基保持稳定。,路基湿度除受水的来源影响之外,大气温度也是主要影响因素之一。,69,二、湿度的来源和变迁,(一)大气降水大气降水通过路面,路肩边坡和边沟渗入路基;,(二)地面水边沟的流水、地表泾流水因排水不良,形成积水、渗入路基;,(三)地下水路基下面一定范围内的地下水浸入路基;
18、,(四)毛细水路基下的地下水,通过毛细管作用,上升到路基;,(五)水蒸汽凝结水在土的空隙中流动的水蒸汽,遇冷凝结成水;,(六)薄膜移动水在土的结构中水以薄膜的形成从含水量较高处向较低处流动,或由温度较高处向冻结中心周围流动。,70,(七)水的负温迁移在负温和毛细作用下由下向上的迁移,71,1.分类,2.指标,三、路基干湿类型,3)、地下水位高度 路槽底面离开地下水位或附近地表长期积水位的高度。,路基的干湿类型是以不利季节路槽表面以下80厘米深度内土的平均稠度Wc来划分,分为干燥、中湿、潮湿、过湿四类。,72,3. 应用,1)既有路基或挖方路基可以采用稠度和相对含水量与相应土质的分界稠度和分界含
19、水量进行干湿状况评价,2)新建路基采用地下水位高度与拟采用的填土的临界高低进行干湿状况评价,3)通常应该使路基处于干燥或中湿状况,并因评价结果采取相应的施工养护(换填、排水蔬干等)措施或设计方案(抬高路线设计标高),73,1.临界高度,四、路基临界高度与最小填土高度,课本:指在不利季节当路基处于某种干湿状态时,路槽底面距地下水位或地面长期积水位的最小高度。,为了保证路基的强度和稳定性不受地下水及地表积水的影响,在设计路基时,要求路基保持干燥或中湿状态,路槽底距地下水或地表积水的距离,要大于或等于干燥,中湿状态所对应的临界高度。,或:指与分界稠度相对应的路基离地下水位或地表积水水位的高度称为路基
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