行業(yè)資訊
市政道路工程中的路基設計與施工
一、路基特點
路基:在天然地表面按道路的設計線形(位置)和設計橫斷面(幾何尺寸)的要求開挖或堆填而成的巖土結(jié)構(gòu)物。
路基作用:
為路面結(jié)構(gòu)提供足夠?qū)挾鹊钠巾樆?,它是路面的基礎,是公路的承重主題。
特點:工程數(shù)量大、耗費勞力多、涉及面廣、投資高。
二、路基設計一般要求
足夠的整體穩(wěn)定性、足夠的強度、足夠的水溫穩(wěn)定性
三、 路基設計與施工內(nèi)容
1、設計2、施工
路基設計任務
根據(jù)當?shù)氐淖匀粭l件,并依據(jù)相關(guān)規(guī)范的規(guī)定,確定合理路基形式、斷面尺寸、排水設計、坡面防護以及相應的附屬設施。
路基設計一般規(guī)定
1、 應根據(jù)公路功能、等級交通量結(jié)合沿線地形、地質(zhì)及路用材料等自然條件進行設計,保證其具有足夠的強度、穩(wěn)定性和耐久性,路面應平整抗滑。
2、 路基設計應重視排水設計與防護設施的設計。
3、 路基斷面形式應與農(nóng)田水利相結(jié)合、與沿線自然環(huán)境相協(xié)調(diào),避免深挖和高填。
4、應與線路設計相配合,通過特殊地質(zhì)與水文條件的路段,應查明情況,綜合治理。
土基的受力與強度
二、土基的強度指標
1、土基的應力應變特征
2、表征土的強度指標
土基回彈模量
地基反應模量
加州承載比
路基的破壞形式及原因分析
一、路基的主要病害
路基常見的路基病害現(xiàn)象如下:
1.路堤沉陷
2. 邊坡溜方、滑坡及風蝕
3. 路堤沿地基滑動
4. 路基凍脹與翻漿
5. 路堤坍散
6. 邊坡崩塌和碎落
7.其他類型破壞
沉陷:
塌方路基下沉導致斷面尺寸改變的病害現(xiàn)象稱為路堤沉陷。沉陷是不均勻的,嚴重時會破壞局部路段造成交通中斷。它有路堤本身的下陷和地基的沉陷兩種。
其他類型破壞:
如巨型滑坡、泥石流、地震、特大暴雨等,都可以導致路基的大規(guī)模毀壞。在公路勘測中,要求盡可能避開這些地區(qū)或采取相應的技術(shù)措施,保證公路的正常使用。
主要原因歸納起來有如下幾種:
(1)不良地質(zhì)地貌條件:
路基病害多出現(xiàn)在土質(zhì)較差、巖性松軟、風化嚴重以及地質(zhì)構(gòu)造復雜等不利的路段。
(2)不良水文及水文地質(zhì)條件:
水分的浸入土體會增加自重,強度下降;水分滲入巖石節(jié)理會帶走或軟化其中的填充的次生礦物,削弱巖塊間連接;水流沖刷坡腳,使坡體失去支撐。地下水的活動會降低坡體的穩(wěn)定性,土的濕度增加還會降低路基土的強度。
(3)氣候地震等因素:氣溫、風雪、暴雨、地震等都可能引起路基病害的發(fā)生。低溫會使路基產(chǎn)生凍害,雨雪易會引發(fā)滑坡、泥石流,地震會使巖體結(jié)構(gòu)松散破碎,土層液化等。
(4)設計、施工及養(yǎng)護等原因:
路基橫斷面尺寸不合理,施工方法不當、路基壓實欠佳、排水不暢、防護及加固措施不妥,養(yǎng)護不到位不及時等都會產(chǎn)生或加劇病害。
公路自然區(qū)劃與路基干濕類型
一、區(qū)劃原則及分區(qū):
1.道路工程特征相似原則
2.地表氣候區(qū)劃差異性原則
3.自然氣候因素既有綜合又有主導作用的原則
分三級區(qū)劃
1. 一級區(qū)劃
2. 二級區(qū)劃
3. 三級區(qū)劃
二、路基干濕類型劃分
(1) H1相對應于wc1,為干燥和中濕狀態(tài)的分界標準;
(2) H2相對應于wc2,為中濕與潮濕狀態(tài)的分界標準;
(3) H3相對應于wc3,為潮濕和過濕狀態(tài)的分界標準。
三、路基水溫狀況及對路基穩(wěn)定性影響
四、保證路基強度和穩(wěn)定性的措施
路基土的分類與工程性質(zhì)
一、路基土的分類
一般路基設計
一、典型橫斷面 與構(gòu)造
1、路基典型橫斷面
路堤:指用巖土填筑而成的結(jié)構(gòu)物
路塹:指全部在原地面開挖而成的結(jié)構(gòu)物
挖填結(jié)合路基:指原地面橫坡度較大,且路基較寬,往往需要一側(cè)開挖,一側(cè)填筑而成的結(jié)構(gòu)物。較多適用于山區(qū)、丘陵區(qū)。
一般路堤
a、護坡道寬度:當路基邊緣與路側(cè)取土坑高差h大于2m,b=1m;h大于6m,b=2m。
b、取土坑放置應盡量少占耕地,當路基填土高度不大時,可只設邊溝,不設取土坑。
c、路堤邊坡應根據(jù)填料種類,路堤高度來綜合確定。
d、護坡道作用:保護填方坡腳不受流水侵害,使填方邊坡穩(wěn)定
沿河路堤
a、路堤高度應高出設計洪水位0.5m(無波),設計洪水位+澭水高度+浪高+0.5m。
b、常水位以下路堤邊坡不得陡于1:2
c、路基邊坡加固類型,應根據(jù)河流沖刷情況來確定。
2、路基的基本構(gòu)造
(1)路基寬度
(2)路基高度
(3)路基邊坡坡度
3、彎道橫斷面的超高與加寬
(1)超高及超高緩和段
(2)加寬及加寬緩和段
4、路基橫斷面設計
5、土石方調(diào)配與計算
6.、路基附屬設施
(1)取土坑
當H≥2m,b=1m;當H≥6m,b=2m
位置:數(shù)量、土質(zhì)、運輸條件、自然環(huán)境有關(guān)。
平坦區(qū):設在路堤兩側(cè)(取土量較小時)
河水淹沒橋頭引道近旁,不允許設置取土坑。
當?shù)孛嫫露容^陡時,取土坑宜設在路堤上側(cè)。
(2)棄土坑
d≥3.0m
dmax=H+5.0m
原則:①填補地面坑洞、田洼地
②盡量占荒地
1、一般做成梯形斷面,邊坡不宜陡于1:1.5,高度不宜超過3m。
2、當原地面坦于1:50,路旁兩側(cè)均可設棄土堆
3、當坡度較陡時,宜將棄土堆設在下側(cè)。
4、對于沿河路堤廢方,檢查是否壓縮河道。
(3)護坡道
目的:加寬邊坡橫距,減少邊坡平均坡度。
(4)碎落臺
碎落臺設于土質(zhì)或石質(zhì)土的挖方邊坡坡腳處,主要供零星土石碎塊下落時臨時堆積,以保護邊溝不致阻塞,亦有護坡道的作用。
(5)堆料坪和錯車道
路面養(yǎng)護用礦質(zhì)材料,可就近選擇路旁合適地點堆置備用。亦可在路肩外緣設堆料坪,其面積可結(jié)合地形與材料數(shù)量而定,高級路面或采用機械化養(yǎng)路的路段,可以不設,或另設集中備用料場,以維護公路外形的視覺平順和景觀優(yōu)美。
單車道公路,由于雙向行車會車和相互避讓的需要,通常應每隔200~500m設置錯車道一處。
二、路基邊坡防護與加固設計
1、防護與加固的要求和分類
2、坡面防護
3、沖刷防護
邊坡穩(wěn)定性設計
一、概述
1、影響穩(wěn)定性的因素
2、邊坡穩(wěn)定性設計方法
3、穩(wěn)定性驗算參數(shù)
土的計算參數(shù)、邊坡取值
4、汽車荷載當量計算
二、直線法
1、均質(zhì)沙礫類路堤邊坡
2、均質(zhì)沙礫類路塹邊坡
K=F/T=(Gcosωtgφ +cL)/Gsinω
由: dK/dω=0
ctgω0= ctgθ+[2c/γh/(tgφ+2c/γh)]1/2cscθ
三、圓弧法
(1)通過坡腳任意選定一個可能的圓弧滑
(2)滑動面,取路線縱向為單位長度1m,將滑動土體分成若干寬度相等的土條;
(3)計算每個土條土體的重量,并將它引到圓弧線上,進行分解;
(4)求穩(wěn)定系數(shù) K=Mr/Ms
(5)求kmin≧1.25
四、折線法
五、浸水路堤穩(wěn)定性分析
擋墻設計
一、擋土墻的類型及使用條件
1、擋土墻的用途
2、擋土墻類型
3、擋土墻的特點及使用條件
二、擋土墻的構(gòu)造
墻身、基礎、排水設施、沉降縫、伸縮縫
三、擋土墻土壓力
1、力系
2、庫倫土壓力計算
3、折線墻背土壓力計算
4、車輛荷載的換算
四、擋土墻穩(wěn)定性驗算
1、破壞形式
2、穩(wěn)定性驗算
3、增加擋土墻穩(wěn)定性措施
五、浸水擋土墻設計
土壓力計算、水壓力計算、穩(wěn)定性驗算
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