道路工程設計-資料下載頁

　　

【正文】 路基邊坡坡度的大小取決于邊坡的土質、巖石的性質，地質和水文地質條件，路基高度和橫斷面經濟合理性等因素，路基邊坡坡度對路基整體穩定起重要作用，正確決定路基邊坡坡度及采取相的措施是公路路基設計的重要任務。1)填方邊坡坡度路基填方邊坡坡度應根據填料種類、邊坡高度和基底工程地質條件等確定。路基基底良好時，宜進行路基穩定性驗算。例如，對于粘質土可采用圓弧滑動面法進行驗算。驗算時。填方邊坡高時，可在邊坡中部每隔8～10㎝設邊坡平臺一道，平臺寬度1～3㎝，用漿砌片石或水泥混凝土預制快防護。邊坡平臺設排水溝時，平臺應做成2～5%向外側傾斜的排水坡度；當不設排水溝時，平臺應設坡度為2～5%向外側傾斜的緩坡。受水浸淹的路基填方邊坡坡度，在設計水位以下部分視填料情況可采用 1：～1：，在常水位以下部分可采用1：2～1：3。如用滲水性好的土填筑或設邊坡防護時，可采用較陡的邊坡。 基 邊 坡 高 度 值（m）填 料 種 類邊坡的最大高度(m)邊坡坡度全部高度上部高度下部高度全部高度上部高度下部高度粘性土,粉性土,砂性土208121：1：1：礫石土,粗砂,中砂12841：1：1：碎石土,卵石土201281：1：1：不易風化的石塊208121：1：1：當公路沿線有大量石料或路塹開挖的廢石方時，可用以填筑路基。填石路基應采用不易風化的開山石料填筑，邊坡坡度可采用1：1應選用不易風化的大于25㎝的開山片石進行臺階式碼砌，以抵御自然風化引起邊坡的破壞和失穩，碼砌厚度為1m～2m。填石路基的高度不宜超過20m。當易風化巖石及軟質巖石用作填料時，填方路基應按土質路基邊坡設計。填石路基一般穩定性較好，但因填料石質堅硬，粒徑大小不一，如填筑過程中，石塊粒徑過大，不易碾壓密實，壓實度難以控制，竣工后必有較大的路基沉降，影響路面的平整度和使用，設計時應綜合考慮，提出具體要求。在地震地區，還應《參照公路工程抗震設計規范》（JTJ004—89）的有關規定。該規范規定，應放緩邊坡。2)路塹邊坡 路基邊坡高度限值 （m）填 料基本烈度89巖塊和細粒土（粉質土和有機質土除外）1510粗粒土（細砂、極細砂除外）63密實程度邊 坡 高 度 （m）〈2020~30膠結 1： ~1： 1：~1：密實 1： ~1： 1：~1：中密 1：~1：1：~1：較松1：~1： 1：~1：當路肩邊緣與路側取土坑底的高差小于或等于2m，取土坑內側坡頂可與路堤腳徑相銜接，并采用路堤邊坡坡度；當高差大于2m時，應設置寬1m的護坡道；當高差大于6m時，應設置寬2m的護坡道。 路基處理一般路基處理原則：路基河塘地段，先圍堰清淤、排水，然后將原地面開挖成臺階狀，內傾3%，并回填5%灰土至原水面（），路基底部30cm采用5%石灰土處理，路床頂面以下0~80cm采用7%石灰土處理；路基高度≤，清楚耕植后，將原地面挖至25cm深壓實后才可填筑，路床頂面以下均采用摻7%石灰土處理；路基高度，路床頂面以下0~60cm采用7%石灰土處理層,立即底部設3%土拱,土拱設30cm5%石灰土處理層,在保證路基壓實度的前提下,決定處理的土層及摻灰量。路床處理① 路床土質應均勻、密實、強度高，上路床壓實度達不到要求時，必須采取晾曬，摻石灰等技術措施。路床頂面橫坡應與路拱坡度一致。②挖方地段的路床為巖石或土基良好時，可直接利用作為路床，并應整平，碾壓密實。地質條件不良或土質松散，滲水，濕軟，強度低時，應采取防水，排水措施或摻石灰處理或換填滲水性土等措施，處理深度可視具體情況確定。③填方路基的基底，應視不同情況分別予以處理路堤基底范圍內由于地表水或地下水影響路基穩定時，應采取攔截，引排等措施，或在路堤底部填筑不易風化的片石，塊石或砂、礫等透水性材料。路堤基底為耕地或土質松散時，應在填筑前進行壓實，高速公路、一級公路和二級公路路堤基底的壓實度（重型）不應小于85%，路基填土高度小于路床厚度（80cm）時，基底的壓實度不宜小于路床的壓實度標準；基底松散土層厚度大于30cm時，應翻挖再回填分層壓實。特殊路基處理（河塘路基的處理）路基河塘地段，先圍堰，進行放水或排水挖除淤泥，然后將原地面開挖成臺階狀，臺階寬≥，內傾3%，并回填5%灰土至原水面（），路基底部30cm采用5%石灰土處理，路床頂面以下0~80cm采用7%石灰土處理。軟土地基由于自身強度低，在高填方路堤自重作用下存在長期的使用中沉降，從而影響道路平整度，在橋頭則會由于不均勻沉降造成橋頭跳車等現象。因此，采取一定的措施對軟土加固以確保地基具有足夠的強度和穩定性是非常必要的，常用的處理方法主要有：開挖換填法、拋石擠淤法、爆破排淤法、反壓護道法、砂墊層法、砂井排水法、袋裝砂井排水法、塑料板排水法、路堤荷載壓重法、降低水位壓重法、真空壓重法、石灰樁法、攪拌樁法、電滲法、側向約束法、柴排及反鋪塔頭、土工織物加固地基法等等。軟土地基的處理方法可按滑動破壞（按穩定性）處治和按沉降計算處治（按沉陷）來區分。墊層處治：常用于松軟過濕地面，由于地基表面采用排水鋪設填料或摻加劑加固使地面強度增大，防止地基局部剪切變形即使沉重型地基施工機械通過。加載法：控制填土速度，緩速填筑路堤，隨著地基逐漸固結而相應的增加地基抗剪強度。垂直排水：原理是地基在路堤荷載作用下水從空隙中慢慢排除，空隙比見效，地基發生固結變形，同時隨著超靜水壓力逐漸擴散，土的有效應力增大，地基的強度逐漸增大。震動置換法：利用一重能產生水平振動的管樁機械在軟弱粘性土地基中鉆孔，再在孔內分批填入碎石或礦渣成樁體，使樁體周圍的地基土溝灌成符合地基以提高地基的承載力并減少壓縮性。深層攪拌法：利用水泥作為固化劑，通過特別的攪拌機在地基深處將水泥和軟土強制攪拌，利用固化劑和軟土間產生一系列物理、化學反應，形成堅固拌和主體，與周圍土體形成符合地基作用，以提高地基的承載力并減少壓縮性。換填土層法：換填土層法是將濕軟地基部分挖除，換填強度較大的砂、碎石、灰土或素土等，換填土層可起到提高承載力、減少沉降量、加速軟土層的排水固結、防止凍脹等的作用。強夯法：強夯法是將數十噸的重錘從數十米高處自由落下，對軟土地基進行強力夯實的一種方法。1．路基填土路基填土需分層壓實，使之具有一定的密實度。土質路塹開挖至設計標高后，需檢驗路基頂面工作區內天然狀態土的密實度，該密實度通常低于設計要求。填方路基要求有足夠的強度和穩定性，這是保證路面強度和穩定性的基本條件。但是影響路堤強度和穩定性因素有很多，而關鍵在于填料、地基、壓實三個方面。1)土的路用性質原則上講，各類土都可以用作路基填料，只是有些土具有良好的工程力學性質，可以直接填筑，并能收到很好的效果。而有些土因其工程力學性質較差或很差，不宜直接用于路基填筑，而需要經過事先采取一些處治措施，才能使用，致使經濟上不合算，效果也受到一定影響，所以對作為路基填料的‘土’必須進行選擇。2)土的強度的指標作為路基填料的路基土（粗、細粒土）的壓實指標是指路基的壓實度，路面對土基的強度要求則為回彈模量。《公路路基設計規范》（JTGD302004）中對路基填料的強度提出了CBR指標。CBR是國外比較通用的測試路基用土和路面材料強度的指標，目前在我國公路建設中還較少使用，仍用壓實度和回彈模量值控制。但隨著國際交流日益開展，在交通建設項目中引進外資和承擔國外公路建設項目等，CBR值將會有越來越多地應用。為了使我國公路設計與施工與國外通用方法接軌，新規范列出了路基填料的CBR指標，供設計時選用，并希望在實踐中積累資料總結經驗。⑵路堤壓實路堤壓實是填方路基填筑中最重要的工序，對路基的質量起著決定性的影響。土是三相體，其中土顆粒上骨架，顆粒之間的空隙由水和氣體所充填，碾壓時，在外力作用下，使土顆粒重新組合彼此擠緊，縮小空隙，土體便形成密實整體。填方路基施工實踐證明，經過充分壓實的路基，其塑性變形、滲透系數、毛細水上升高度、隔溫、隔水性能都有明顯的改善?？梢哉f，填方路基質量的優劣，主要取決于壓實質量，這對公路路基填筑尤為顯著。因此，在填料選定之后，壓實就成為頭等重要的問題。1)影響路基壓實的主要因素：① 土質土的性質不同，其于密度和含水量就不同。對粘性較大的土，含水量較高而密度較低，而粘性差一些的土則相反，所以粘性差的砂類土的壓實性就比粘質土好。因此土顆粒中，粗粒含量越多的土，壓實性能就越好，這就是為什么要求把易于壓實的土顆粒偏粗的砂類土填在路基上層，特別是路床部分的原因。② 土的含水量一般說，土中氣體與土顆粒之間作用不大，而水與土顆粒間的作用就十分重要。土中的水分大致可分為粘結水和自由水兩種，粘結水是經過復雜的表面活動粘在土顆粒表面形成一層水膜，用機械的方法難以去掉；而自由水則和普通土一樣，在重力和表面張力作用下，可以在土中自由活動。當土中含水量較小時，水主要為黏結水，包裹在土顆粒外圍，因水膜很薄，土粒間的阻力較大，因而土粒難以擠密，就呈現出不易壓實的情況；當含水量逐漸增加，水在土粒間起著潤滑的作用就呈現出土易于壓實的情況；若土中含水量進一步增大，土中自由水充盈，壓實荷載的一部分由空隙中自由水所承受，土顆粒的有效應力相應減少，壓實效果反而降低，甚至出現“彈簧”現象。所以只有在能使土體產生最大密度時的含水量最適合得到最好的壓實效果，這時的含水量成為最佳含水量。③ 壓實標準壓實標準，也稱擊實標準，是以壓實度表示的。我國《公路工程技術標準》JTG B01 2003首次提出除鋪筑中級或低級路面的三、四級公路允許采用輕型擊實標準外，其余公路一律采用重型擊實標準控制，這就大大的提高了路基壓實質量。從一些試驗結果統計，在采用重型擊實標準后，土基強度可提高32％以上；從而提高了路基的整體質量。但是重型擊實標準要求很高，為了達到規定的壓實度，施工必須對填料性質、土的含水量大小、分層攤鋪和碾壓厚度、碾壓機具的質量和碾壓遍數等進行認真的調查、試驗，而對一級公路路基填土，沒有足夠的重型壓實機械參與，是無法完成的。④ 壓實機械和碾壓方法壓實機械的類型很多，歸納起來有碾壓式、夯實式、振動式三種。各類壓實機械具有的有效壓實深度是確定路基分層碾壓的依據。一般情況下，用8t12t光輪碾壓式壓路機的每層松鋪厚度為20cm30cm；用振動式或夯實式壓路機可增厚到50cm。但分層厚度宜在施工現場通過試驗而定。在一般情況下，壓實功能愈高，土基密實度愈高，所以在工程實踐中，可以選用重碾、增加碾壓次數或延長時間等，以達到提高路基強度的目的。但必須指出，用增強壓實功能的辦法來提高土基強度有一定的限度，當壓實功能增加到一定的限度時，強度的提高變慢，若壓實功過大，破壞了路基的結構，效果會適得其反，相比之下，嚴格按最佳含水量控制比增加壓實功要好的多。在含水量小于最佳含水量時可以灑水增濕，在含水量過大時，可以用涼曬或摻石灰的方法解決。《公路路基施工技術規范》JTGD302004要求土的實際含水量在最佳含水量2％～2％以內方能壓實。⑤ 橋頭路基填筑公路沿線橋涵眾多，橋頭路基，包括無填土的通道、明涵兩端的填土路基，由于受排洪或通車凈高的影響，填方都比較高，有的填方地段的橋頭或跨線橋橋頭填方高度可達10m以上，工程量相當大，但是施工作業面狹窄，大型填筑和碾壓機械難以展開，加之橋頭填土又往往在橋梁施工比較困難。而橋頭路基填土的質量要求又特別嚴格，措施稍有不當將導致橋頭填方路基產生過量沉陷，除路基本身下沉開裂引起路面早期破壞外，由于路基與橋梁建筑物沉降不均而出現沉降差，使高速行駛的車輛通過時發生震動、顛簸、跳車、噪聲增大等情況。橋頭跳車問題在一些高級公路上有程度不同的存在。這些問題不但對行車速度和安全舒適性造成危害，而且嚴重影響車輛及橋梁的使用壽命。要解決這些問題首先必須保證橋頭路基有足夠的壓實度；其次要選好填料；再次要加強橋頭路基的排水設計；最后要注意當橋頭地基軟弱時，可采用復合地基法予以加固。2)基壓實的作用①提高路基的強度和水穩定性用不同的擊實功將同一種土在相同的含水量下制備試件，能使試件得到不同的干密度。結果表明，試件的干密度越大，強度越高。②減少路基的塑性變形路基的壓實不足，在荷載作用下將會產生沉陷變形，從而影響作為路面支承的穩定均勻性。而壓實度大，路基可能產生的沉陷變形就小。③降低土的毛細作用和滲透性④減少凍融量，提高凍融穩定性（3）路基附屬設施為了確保路基的強度、穩定性和行車安全，與一般路基工程有關的附屬設施有取土坑、棄土坑、護坡道、碎落石、堆料坪及錯車道等。 路基排水根據《公路工程技術標準》（JTG B012003）規定，路基路面排水設計要綜合規劃、合理布局，并要與沿線排灌系統相互協調，保護生態環境、防止水土流失、環境水源；根據公路等級，結合沿線氣候、地質、地貌、水文等自然條件，設置必要的地表排水、路面內部排水、地下排水系統等設施,并于沿線的排水系統相結合，形成完善的排水體系；特殊地質路段的；路基、路面的排水設計，必須于該地質工程整治措施相結合，進行綜合治理。根據171。公路路基設計規范187。（JTG D302004）中的規定，公路路基排水設計應防、排、疏相結合，并于路面排水，路基防護，地基處理以及特殊地區的路基處理相互結合，形成完善的排水體系；路基排水設計應遵循綜合規劃，合理布局，少占農田，環境保護的原則，并于當地的排水系統相互結合；排水困難地段可以采取降低地下水位，設置隔離層等措施，使路基處于干燥、中濕的狀態。施工場地的臨時性排水設施，應盡可能與永久性排水設施相結合，各類排水設施的設計應滿足使用要求，結構安全可靠，便于施工，檢查和養護維修。 排水設計的一般原則(1)各種路基排水溝渠的設置和聯結應盡量不占或少占農田，并與當地農田水利建設相配合，必要時可適當地加大涵管孔徑或增設涵管以利于農田排灌。一般情況下，不應利用邊溝作為灌溉渠道。當不得已而灌溉渠須與邊溝合并使用時，除應加大邊溝外，還應采取必要的加固措施，以防水危害路基；(2)必須進行調查研究，以使排水系統