道路橫斷面和路基設(shè)計說明

1、3道路橫斷面和路基設(shè)計3.1 橫斷面布置本段路為雙向四車道一級公路，根據(jù)公路規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計。路基總寬度為24.5m,橋梁和隧道路基斷面設(shè)置見后面橋梁和隧道設(shè)計表3.1路基寬度組成mmm)m)m3.75X2+3.75X20.5+2.00+0.52.5+2.50.75+0.7524.53.2 路基設(shè)計3.2.1 一般路基設(shè)計1 )填方路基設(shè)計(1)填方路基斷面形式(2)填料選擇此段路位于山區(qū)，可以利用挖方的土石進(jìn)行填筑，碎石土強(qiáng)度高、水穩(wěn)定性好、易于碾壓，而且透水性好有利于路基的排水。填料巖芯抗壓強(qiáng)度不小于15MPa(用于護(hù)坡的不小于20MPa),在石方爆破時采取相應(yīng)的爆破工藝，按比例分出三類

2、石料：路基的主填料，要求石塊粒徑不超過25cm,供粗粒層用；石屑等細(xì)料，供細(xì)粒層用；碼砌邊坡用的塊石，主要是粒徑為0.30.5m的塊石，選用表面比較平整的石塊。路基底層首先進(jìn)行地表處理，清除表土15cmo采用分層攤鋪，分層碾壓。每層厚度為40cm左右，采用大型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。在與路床接觸的那層填筑一層40cm厚的碎石、石屑過渡層。相鄰段采用不同材料土填筑時采用斜坡連接。(3)壓實標(biāo)準(zhǔn)路基土石經(jīng)充分壓實后，變得相當(dāng)緊密，可減少壓縮性，透水性及體積變化,提高強(qiáng)度，抗變形能力和水穩(wěn)定性，消除自重，行車荷載干濕作用引起的沉降和壓實變形。路基壓實標(biāo)準(zhǔn)見表表3.2路基壓實度標(biāo)準(zhǔn)()cm)030308080

3、150>1509696>9493基底壓實度90%2 )挖方路基設(shè)計(1)挖方路基斷面形式(2)挖方路床處理在半填半挖路段，將挖方區(qū)域，進(jìn)行多挖40cm,進(jìn)行碎石處理，由此底部回彈模量相同。在全挖方路段，只多挖富?？臻g，利用底基層水泥粉煤灰碎石進(jìn)行找平處理。3)邊坡防護(hù)路基邊坡表面的防護(hù)，主要是防止地面水流的沖刷，而且將坡面封閉隔離、可避免與大氣直接接觸，阻止巖土進(jìn)一步風(fēng)化破壞。(1)填方填方最大高度為6m,坡度為1:1.5。全部采用護(hù)拱護(hù)坡，在拱內(nèi)種植草被，與當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境相互配合。(2)挖方一般挖方巖石邊坡穩(wěn)定性較好。在K0+150.00K0+270.00、K0+730.00K0

4、+810.00、K0+940.00K0+990.00段路肩處挖方高度大于10m,局部段超過20m,上部巖層破碎，每高8m設(shè)置1.5m碎落臺的臺階式邊坡。最上部坡面采用1:0.75坡度，并采用漿砌片石護(hù)面墻防護(hù)。下部全部采用1:0.5坡度，在巖石破碎段采用漿砌片石護(hù)面墻防護(hù)，其余巖石沒風(fēng)化段不進(jìn)行坡面防護(hù)。護(hù)面墻每隔10m設(shè)置一條伸縮縫，墻身應(yīng)預(yù)留泄水孔，基礎(chǔ)要穩(wěn)固，頂部應(yīng)封閉。護(hù)面墻厚度見表3.3表3.3護(hù)面墻厚度（m）護(hù)面墻圖度H/m頂寬b底寬d<60.400.40+0.10H6vHw100.400.40+0.05H3.2.2穩(wěn)定性分析公路路基設(shè)計規(guī)范規(guī)定，當(dāng)填方路基的邊坡高度大于20

5、m（土石邊坡）和12m（砂、礫石邊坡）時，宜進(jìn)行穩(wěn)定性驗算。通常我們將邊坡高度大于20m（土石邊坡）以及12m（砂、礫石邊坡）的填方路基視為高填方路基。此段路最大填方高度6m,沒有高填方路基，路基主要為碎石土，穩(wěn)定性很好，則不需進(jìn)行穩(wěn)定性驗算。挖方路段，巖石穩(wěn)定性很好，挖方高度最大在25m,則不需進(jìn)行穩(wěn)定性驗算。3.2.3支擋設(shè)計設(shè)計支擋結(jié)構(gòu)主要是防止水流沖刷更加有利于山溝的排水，設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)，全部為路肩墻，地段為K1+050.00至K1+280.00。（1）支擋類型石材比較充足，而且?guī)r石性質(zhì)很好，地基為巖石，承載力較高。則采用漿砌塊石重力式路肩墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、施工方便。（2）支擋結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)

6、計墻背豎直，墻面斜度為1:0.30,墻頂寬度為0.6m,基礎(chǔ)埋深為1.50m。支擋結(jié)構(gòu)為漿砌塊石擋土墻，砂漿選用混合砂漿強(qiáng)度為M7.5。墻頂采用C15混凝土澆筑，厚10cm。擋土墻基礎(chǔ)底采用10cm厚碎石墊層。沉降伸縮縫為每15m設(shè)置一處，縫寬為2cm。結(jié)構(gòu)構(gòu)造見圖(3)支擋結(jié)構(gòu)驗算擋土墻驗算計算模型行車荷載換算為相當(dāng)與路基巖土層厚度，計入滑塊體的重力中。單位長度路段計算公式為hoNQBL(3.1 )式中ho行車荷載換算高度，m；L前后輪最大軸距，取L=4.0m;Q輛重車的重力，汽車-10為150Kn;N并列車輛數(shù)，雙車道取N=2;路基填料的容重，kN/m3;B荷載橫向分布寬度，B=Nb+(N

7、-1)m+d，其中b:后輪軸距，取1.8m;m:相鄰兩輛撤后輪的中心間距，取1.3m;d:輪胎著地寬度，取0.5m。則h00.55mo計算模型如圖3.40.6d圖3.4擋土墻驗算計算模型土壓力計算填料參數(shù)：20kN/m3,40°,120°,填方最大高度h4.5m。2采用庫倫方法計算破裂角tantan/(tanctan)(tan且)(3.2)Ao(3.3)1,、AH(H2h0)(3.4)2_1_Bodho-H(H2ho)tan(3.5)2式中一一破裂角，°、A0、Bo系數(shù)；一一墻背與土體見的摩擦角，°；一一墻背的傾角，仰斜時取負(fù)值，俯斜時取正值，°

8、;；H擋土墻高度，m；巖土的內(nèi)摩擦角，。墻背豎直0,H=6m,假設(shè)破裂面交于荷載內(nèi)，則60o1AH(H2h0)21.321B0dh0H(H2h0)tan1.462tantan(tanctan)(tan-B0-)0.758則37o9。核算：H(tantan)4.55,破裂面在荷載內(nèi)。計算主動土壓力(3.6)cos()K(tantan)sin()Ea(ActanBo)cos()sin()(3.7)ExEacos()(3.8)EyEasin()(3.9)式中K主動土壓力系數(shù)；Ea主動土壓力，kN/m;Ex、Ey主動土壓力在x、y方向的分力，kN/m貝Ucos(37.1240)(tan37.12tan

9、0)L0.17sin(37.1260)cos(37.1240)Ea20(21.3tan37.121.46)92.69(kN/m)sin(37.1260)Ex92.69cos(200)87.1(kN/m)Ey92.69sin(200)37.1(kN/m)土壓力作用點ZyH(13ZxBZytan(3.11)土壓應(yīng)力0h0K(3.12)HHK(3.13)則60.55Zv-(1)2.52(m),Zx2.4Zytan02.4(m)y3H20.5530200.550.171.87(kN/m3)3h206.00.1720.4(kN/m)抗滑動穩(wěn)定性驗算般情況，擋土墻的滑動穩(wěn)定方程與抗滑穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)滿足:(1.

10、1GQ1Ey)n0.67CB1qiEx0KcN EpExKc(3.14 )式中Bi擋土墻基底水平投影寬度，m；n地基土的內(nèi)摩擦系數(shù)，ntan;地基土的內(nèi)摩擦角；G作用與基底水平滑動面上的墻身重力、基礎(chǔ)重力、基礎(chǔ)上填土的重力、作用與墻頂?shù)钠渌奢d的豎向力以及傾斜基底與滑動面間的土鍥的重力，kN;Q1主動土壓力分布系數(shù)；N作用與基底的豎向力的代數(shù)和，kN,NGEy;Ex墻背主動土壓力的水平分力，kN；Ep墻前被動土壓力，kN,一般忽略不計；Kc容許的抗滑動穩(wěn)定系數(shù)。漿砌塊石容重23kN/m3,擋土墻基底摩擦系數(shù)0.50,Kc1.3,。則G23空廣6207kNNGEy20731.7238.7kNKc

11、Kc 1.3c0.5238.71.3787.1經(jīng)驗算，抗滑穩(wěn)定性符合要求?？箖A覆穩(wěn)定性驗算擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性是指它抵抗墻身繞墻趾向外轉(zhuǎn)動的能力，用抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)Ko表示，其傾覆穩(wěn)定方程與Ko應(yīng)滿足：0.8GZgQ1(EyZyExZx)Q2EpZp0(3.15)K0My/M0K0式中Q1,Q2主動土壓力分項系數(shù)，被動土壓力分項系數(shù)；My各力系對墻趾的穩(wěn)定力矩之和，kNm,即MyGZgEyZyEpZEpMo各力系對墻趾的傾覆力矩之和，kNm,即M°ExZxZg、Zx、Zy、Zep相應(yīng)各力對墻趾的力臂，m；Ko容許的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)?？箖A覆穩(wěn)定系數(shù)Ko1.3,經(jīng)過計算擋土墻重心Zg1.56

12、m,則My2071.5631.72.40399kNmM087.12.52219.49kNm399Ko1.82Ko1.3219.49經(jīng)驗算，抗傾覆穩(wěn)定性符合要求?；讘?yīng)力及偏心距驗算基底合力的偏心距，按下式計算(3.16 )MjeNj式中e基底合力的偏心距，m；Mj作用與基底型芯的彎矩組合值，MPa;Nj垂直力組合值，kN/m399 219.5207 31.70.75 - 0.46設(shè)置在巖石土基上的擋土墻明挖基礎(chǔ)，不計基底拉應(yīng)力，僅按壓應(yīng)力重分布計算基底壓應(yīng)力，即Pmax2Nj3al(3.17 )Pmin0垂直一基底的合力對受壓邊緣的力臂a1,按下式計算a1(3.18)基底最大應(yīng)力值，應(yīng)滿足Pm

13、axkf(3.19)式中f經(jīng)基礎(chǔ)埋深修正后的地基承載力設(shè)計值，kPa;k地基承載力設(shè)計值提高系數(shù)。查閱規(guī)范，對于碎石類地基中等密實容許承載力為0.500.80，取f0.6,提高系數(shù)k1.0。2 (207 31.7)3 0.45則353.63 (kPa)2.4一一_a10.750.45,Pmax2Pmax600(kPa)經(jīng)驗算，基地應(yīng)力滿足要求。墻身截面強(qiáng)度驗算擋土墻為漿砌塊石砌筑，截面為矩形，墻身沒有應(yīng)力集中部分，不需進(jìn)行截面強(qiáng)度驗算。3.2.4路基施工要求及注意事項1 ）填石路基施工（1）材料要求嚴(yán)格按照規(guī)范要求控制填石路基材料的質(zhì)量和規(guī)格，進(jìn)場塊石材料應(yīng)與送檢材料一致，填料巖芯抗壓強(qiáng)度不小

14、于15MPa（用于護(hù)坡的不小于20MPa）；嚴(yán)重風(fēng)化軟巖不用于填石路基；易風(fēng)化的軟巖不用于路基上部，也不用于路基浸水部分。在石方爆破時采取相應(yīng)的爆破工藝，按比例分出三類石料：路基的主填料，要求石塊粒徑不超過25cm,供粗粒層用；石屑等細(xì)料，供細(xì)粒層用；碼砌邊坡用的塊石，主要是粒徑為0.30.5m的塊石，選用表面比較平整的石塊。填石的粒徑及級配在開采料場控制，施工單位根據(jù)現(xiàn)場情況采用洞室松動爆破、光面爆破或小型爆破，要求填石料符合以下指標(biāo)：最大粒徑不超過層厚的2/3，超大粒徑石塊應(yīng)集中起來，進(jìn)行二次爆破、機(jī)械或人工砸碎。用作路堤填料的填石料，除限制其最大粒徑外，一般對填料級配不作特別限制，但要求

15、不均勻系數(shù)Cu>5,曲率系數(shù)Cc=13。當(dāng)發(fā)現(xiàn)由于某種粒徑的填料欠缺（一般為細(xì)料）而影響壓實結(jié)果時，可采用補(bǔ)充該級級配填料的辦法進(jìn)行改善。石塊級配較差，石塊間的空隙較大時，可于每層表面的空隙里掃入石碴、石屑和中、粗砂，再以壓力水將砂沖入下部，反復(fù)數(shù)次，將空隙填滿。填石路基的填料如其巖性相差較大，則應(yīng)將不同巖性的填料分層或分段填筑，不宜橫向分幅填筑。（2）基底處理路堤基底視地形、土質(zhì)、地下水位、填石路基高度等不同進(jìn)行相應(yīng)處理。若原地面橫坡緩于1：5,可直接填筑在天然地面上，一般耕植土地段原地面清除表土15cm。路堤基底應(yīng)進(jìn)行填前夯實，保證壓實度（重型擊實標(biāo)準(zhǔn)）不小于90%若填土高度小于路床

16、厚度，則基底的壓實度按路床的壓實度標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。當(dāng)原地面自然橫坡較陡（陡于1：5）時，路堤基底應(yīng)挖成臺階，每級臺階寬度12m,高度為一層壓實厚度。其后進(jìn)行基底平整碾壓作業(yè)，使基底土層的強(qiáng)度和密實度達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。（3）施工工藝運輸、堆料及攤鋪運輸過程中要注意避免裝料、卸料中的離析現(xiàn)象。填石路基應(yīng)逐層填筑，安排專人指揮卸料，按水平分層，先低后高，先兩側(cè)后中央卸料。堆料與攤鋪同時進(jìn)行，攤鋪厚度略低于最終攤鋪厚度，并應(yīng)全幅攤鋪。對大粒徑石料，應(yīng)人工手?jǐn)[，大面向下，小面向上，擺放平穩(wěn)，再用石屑塞縫，最后壓實。對于有明顯空洞、孔隙的地方，應(yīng)補(bǔ)充細(xì)料，用水壓法將其沖入下部，反復(fù)多次，待空隙填滿后再碾壓。對于碾壓

17、后仍有松動的塊石，應(yīng)用合適粒徑的小塊石嵌實，并用手錘敲緊。碾壓填石路基采用沖擊式壓路機(jī)、重型振動壓路機(jī)或夯錘進(jìn)行壓實，填石路基應(yīng)分層填筑，分層壓實。遵循先輕后重、先慢后快、先邊后中（先低后高）的原則。碾壓時應(yīng)注意的問題：壓路機(jī)不能停在剛碾壓的路段上；碾壓時不能調(diào)頭、轉(zhuǎn)彎、急剎車；采用階梯形碾壓；碾壓時驅(qū)動輪在前，從動輪在后。邊坡碼砌填石路基采用超幅50cm碾壓，以便壓路機(jī)能夠壓到路基邊緣，待成型穩(wěn)定后用挖掘機(jī)刷坡。碼砌石塊盡量緊貼、密實，無明顯空洞、松動現(xiàn)象，砌塊間承力接觸面應(yīng)微微向內(nèi)傾斜。碼砌表面平整，在曲線上的碼砌邊坡應(yīng)平順，碼砌后的邊坡坡率應(yīng)符合設(shè)計要求。路基整修在填石料表面填筑其它填料(如土、粉煤灰等)時，填石料表面應(yīng)先填筑一層30cm厚的碎石、石屑過渡層，過渡層碎石粒料應(yīng)小于10cm,其中小于0.5c