第四講 一般路基設(shè)計(jì)(沖突時(shí)的文件備份2015-09-07 19-2-8)

1、第六章第六章 路面材料的力學(xué)強(qiáng)度特性路面材料的力學(xué)強(qiáng)度特性目標(biāo)1、認(rèn)識(shí)各類材料在變形和強(qiáng)度方面的特點(diǎn)及其影、認(rèn)識(shí)各類材料在變形和強(qiáng)度方面的特點(diǎn)及其影響因素響因素2、了解路面材料的極限強(qiáng)度與模量的測(cè)定方法、了解路面材料的極限強(qiáng)度與模量的測(cè)定方法3、掌握路基回彈模量的物理概念及其測(cè)定方法，、掌握路基回彈模量的物理概念及其測(cè)定方法，并懂得地基反應(yīng)模量和加州承載比的含義。并懂得地基反應(yīng)模量和加州承載比的含義。第六節(jié)第六節(jié) 路面材料的力學(xué)強(qiáng)度特性路面材料的力學(xué)強(qiáng)度特性 路面所用的材料，按其不同的路面所用的材料，按其不同的形態(tài)形態(tài)及及成型性質(zhì)成型性質(zhì)大致可分大致可分為四類：為四類： 土和顆粒材料（嵌鎖型碎

2、石、碎石或礫石混合料）土和顆粒材料（嵌鎖型碎石、碎石或礫石混合料）（2）瀝青類材料（密級(jí)配瀝青混凝土、開級(jí)配瀝青混合）瀝青類材料（密級(jí)配瀝青混凝土、開級(jí)配瀝青混合料、料、SMA）（3）水硬性材料（石灰穩(wěn)定土、二灰穩(wěn)定粒料、水泥穩(wěn)）水硬性材料（石灰穩(wěn)定土、二灰穩(wěn)定粒料、水泥穩(wěn)定土或粒料）定土或粒料）（4）水泥混凝土類（貧混凝土等）水泥混凝土類（貧混凝土等）路基路面結(jié)構(gòu)的損壞：變形過大，應(yīng)力超過材料強(qiáng)度路基路面結(jié)構(gòu)的損壞：變形過大，應(yīng)力超過材料強(qiáng)度第六節(jié)第六節(jié) 路面材料的力學(xué)強(qiáng)度特性路面材料的力學(xué)強(qiáng)度特性 一、抗剪強(qiáng)度一、抗剪強(qiáng)度 路面結(jié)構(gòu)層抗剪強(qiáng)度不足可導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)層抗剪強(qiáng)度不足可導(dǎo)致路面整體結(jié)

3、構(gòu)發(fā)生剪切破路面整體結(jié)構(gòu)發(fā)生剪切破壞壞、部分結(jié)構(gòu)產(chǎn)生剪切破壞部分結(jié)構(gòu)產(chǎn)生剪切破壞和和材料層的各種剪切破壞材料層的各種剪切破壞。按摩爾按摩爾(Mohr-Coulumb)強(qiáng)度理論，材料的抗剪強(qiáng)度包括強(qiáng)度理論，材料的抗剪強(qiáng)度包括摩擦阻力和粘結(jié)力兩部分組成，即：摩擦阻力和粘結(jié)力兩部分組成，即： tgcu 對(duì)于對(duì)于松散粒料松散粒料無法進(jìn)行直剪試驗(yàn)時(shí)，可以由無法進(jìn)行直剪試驗(yàn)時(shí)，可以由三軸壓縮試三軸壓縮試驗(yàn)驗(yàn)，繪制摩爾圓和相應(yīng)的包絡(luò)線，按上式直線關(guān)系近似，繪制摩爾圓和相應(yīng)的包絡(luò)線，按上式直線關(guān)系近似確定確定c、值。值。 二、抗拉強(qiáng)度二、抗拉強(qiáng)度 當(dāng)路面結(jié)構(gòu)層因當(dāng)路面結(jié)構(gòu)層因收縮收縮受到約受到約束阻力而束阻力

4、而產(chǎn)生拉應(yīng)力產(chǎn)生拉應(yīng)力超過超過材材料的料的抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度時(shí)，路面結(jié)構(gòu)時(shí)，路面結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生會(huì)產(chǎn)生拉伸斷裂拉伸斷裂。路面材料的路面材料的抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度主要由主要由混合料中混合料中結(jié)合料結(jié)合料的的粘結(jié)力粘結(jié)力提提供，可用供，可用直接拉伸直接拉伸或或間接拉間接拉伸伸試驗(yàn)測(cè)定。試驗(yàn)測(cè)定。間接拉伸間接拉伸試驗(yàn)試驗(yàn)抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度由下由下式計(jì)算確定：式計(jì)算確定： hDPt2第六節(jié)第六節(jié) 路面材料的力學(xué)強(qiáng)度特性路面材料的力學(xué)強(qiáng)度特性 v瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度影響因素：瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度影響因素：礦料的級(jí)配組成、形狀和表面特性有關(guān)，也同瀝青礦料的級(jí)配組成、形狀和表面特性有關(guān)，也同瀝青的粘結(jié)力和用量有關(guān)。的粘結(jié)

5、力和用量有關(guān)。v瀝青混合料粘結(jié)力取決因素：瀝青混合料粘結(jié)力取決因素：hDPt2三、抗彎拉強(qiáng)度三、抗彎拉強(qiáng)度 水泥混凝土、瀝青混凝土以及各種半剛性路面材料修筑的結(jié)水泥混凝土、瀝青混凝土以及各種半剛性路面材料修筑的結(jié)構(gòu)層，在構(gòu)層，在車輪荷載作用下車輪荷載作用下，處于，處于受彎工作狀態(tài)受彎工作狀態(tài)。由車輪荷載。由車輪荷載引起的引起的彎拉應(yīng)力彎拉應(yīng)力超過材料的超過材料的抗彎拉強(qiáng)度抗彎拉強(qiáng)度時(shí)，材料會(huì)產(chǎn)生時(shí)，材料會(huì)產(chǎn)生彎曲彎曲斷裂斷裂。路面材料的抗彎拉強(qiáng)路面材料的抗彎拉強(qiáng)度，大多通過度，大多通過簡支小簡支小梁試驗(yàn)梁試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定。采進(jìn)行評(píng)定。采用用三分點(diǎn)加載三分點(diǎn)加載，抗彎，抗彎拉強(qiáng)度按下式計(jì)算：拉強(qiáng)度按

6、下式計(jì)算： 2bhPlt第六節(jié)第六節(jié) 路面材料的力學(xué)強(qiáng)度特性路面材料的力學(xué)強(qiáng)度特性 三、疲勞特性三、疲勞特性 疲勞疲勞：材料承受：材料承受重復(fù)應(yīng)力重復(fù)應(yīng)力或或重復(fù)應(yīng)變重復(fù)應(yīng)變作用時(shí)產(chǎn)生的作用時(shí)產(chǎn)生的材料強(qiáng)度降低材料強(qiáng)度降低現(xiàn)現(xiàn)象。象。 疲勞的出現(xiàn)，是由于疲勞的出現(xiàn)，是由于材料微結(jié)構(gòu)的局部不均勻材料微結(jié)構(gòu)的局部不均勻，誘發(fā)應(yīng)力集中誘發(fā)應(yīng)力集中而而出現(xiàn)微損傷，在應(yīng)力重復(fù)作用之下出現(xiàn)微損傷，在應(yīng)力重復(fù)作用之下微量損傷逐步累積微量損傷逐步累積擴(kuò)大，終于導(dǎo)擴(kuò)大，終于導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。致結(jié)構(gòu)破壞。疲勞破壞疲勞破壞：材料在低于：材料在低于極限應(yīng)力極限應(yīng)力下經(jīng)受下經(jīng)受重復(fù)應(yīng)力重復(fù)應(yīng)力或或應(yīng)變應(yīng)變作用而出現(xiàn)作用而出

7、現(xiàn)的破壞。的破壞。疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度：出現(xiàn)疲勞破壞的：出現(xiàn)疲勞破壞的重復(fù)應(yīng)力值重復(fù)應(yīng)力值。 疲勞強(qiáng)度隨重復(fù)作用次數(shù)的增加而降低。有些材料在應(yīng)力重復(fù)作疲勞強(qiáng)度隨重復(fù)作用次數(shù)的增加而降低。有些材料在應(yīng)力重復(fù)作用一定次數(shù)（如用一定次數(shù)（如106107次）后，疲勞強(qiáng)度不再下降，趨于穩(wěn)定值，次）后，疲勞強(qiáng)度不再下降，趨于穩(wěn)定值，此穩(wěn)定值稱為此穩(wěn)定值稱為疲勞極限疲勞極限。當(dāng)重復(fù)應(yīng)力。當(dāng)重復(fù)應(yīng)力低于此值低于此值時(shí)，材料可經(jīng)受時(shí)，材料可經(jīng)受無限無限多次的作用而不出現(xiàn)破壞多次的作用而不出現(xiàn)破壞。第七節(jié)第七節(jié) 路面材料的累積變形與疲勞特性路面材料的累積變形與疲勞特性 三、疲勞特性三、疲勞特性 2. 瀝青混合料瀝青混

8、合料 此類材料的疲勞特性可通過此類材料的疲勞特性可通過小梁試驗(yàn)小梁試驗(yàn)和和圓柱體試驗(yàn)圓柱體試驗(yàn)研究。研究。試驗(yàn)控制方法有兩種：試驗(yàn)控制方法有兩種：控制應(yīng)力控制應(yīng)力和和控制應(yīng)變控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)。試驗(yàn)。 控制應(yīng)力試驗(yàn)控制應(yīng)力試驗(yàn)是在試驗(yàn)過程中保持是在試驗(yàn)過程中保持荷載或應(yīng)力值始終不變荷載或應(yīng)力值始終不變，而應(yīng)變量的增長速率不斷增加，材料的而應(yīng)變量的增長速率不斷增加，材料的疲勞破壞疲勞破壞往往以試往往以試件件出現(xiàn)斷裂為標(biāo)志出現(xiàn)斷裂為標(biāo)志。 控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)是在試驗(yàn)過程中不斷調(diào)節(jié)所施加的荷載或應(yīng)是在試驗(yàn)過程中不斷調(diào)節(jié)所施加的荷載或應(yīng)力值，使力值，使應(yīng)變量始終保持不變應(yīng)變量始終保持不變，試驗(yàn)中材料的

9、勁度仍不斷，試驗(yàn)中材料的勁度仍不斷下降，保持不變應(yīng)變量所需要的力不斷減小，一般不會(huì)出下降，保持不變應(yīng)變量所需要的力不斷減小，一般不會(huì)出現(xiàn)明顯的疲勞破壞現(xiàn)象，可以以現(xiàn)明顯的疲勞破壞現(xiàn)象，可以以勁度模量下降勁度模量下降到到初始模量初始模量值的值的50作為作為疲勞破壞的標(biāo)準(zhǔn)疲勞破壞的標(biāo)準(zhǔn)。 第七節(jié)第七節(jié) 路面材料的累積變形與疲勞特性路面材料的累積變形與疲勞特性 三、疲勞特性三、疲勞特性 2. 瀝青混合料瀝青混合料 可用以下方程估算材料的疲勞壽命：可用以下方程估算材料的疲勞壽命： 控制應(yīng)力試驗(yàn)控制應(yīng)力試驗(yàn)： 控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)： brfAN)1( drfCN)1( u 對(duì)于對(duì)于較厚較厚的面層的面

10、層(15cm)，車輛施加在路面上的是軸載和接觸壓，車輛施加在路面上的是軸載和接觸壓力，整個(gè)路面結(jié)構(gòu)受應(yīng)力控制，應(yīng)采用控制應(yīng)力的試驗(yàn)方法來研力，整個(gè)路面結(jié)構(gòu)受應(yīng)力控制，應(yīng)采用控制應(yīng)力的試驗(yàn)方法來研究其疲勞特性究其疲勞特性u(píng) 對(duì)于對(duì)于較薄較薄的面層的面層(5cm)，它本身不發(fā)揮承重作用，而是隨基層共，它本身不發(fā)揮承重作用，而是隨基層共同產(chǎn)生位移，宜采用控制應(yīng)變的試驗(yàn)方法來研究其疲勞特性；同產(chǎn)生位移，宜采用控制應(yīng)變的試驗(yàn)方法來研究其疲勞特性；u 面層厚度處于面層厚度處于515之間的路面結(jié)構(gòu)，可采用控制應(yīng)力或控制應(yīng)之間的路面結(jié)構(gòu)，可采用控制應(yīng)力或控制應(yīng)變的試驗(yàn)方法。變的試驗(yàn)方法。 第七節(jié)第七節(jié) 路面材

11、料的累積變形與疲勞特性路面材料的累積變形與疲勞特性 哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院土木系哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院土木系3、一般路基設(shè)計(jì)、一般路基設(shè)計(jì)12348路基設(shè)計(jì)的一般要求路基的類型與構(gòu)造路基設(shè)計(jì)附屬設(shè)施目目 錄（錄（contents）v路基設(shè)計(jì)-路基基身、排水、防護(hù)與加固等方面v路基基身設(shè)計(jì)-填料選擇、壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)、路基邊坡及地基要求等。3-1 3-1 路基設(shè)計(jì)的一般要求路基設(shè)計(jì)的一般要求 一、概念一、概念一般路基一般路基:（1）工程地質(zhì)與水文等條件良好。）工程地質(zhì)與水文等條件良好。（2）填方高度與挖方深度不大的路基。）填方高度與挖方深度不大的路基。（3） 適用于通用圖，不必作個(gè)別驗(yàn)算。適用于通用圖，

12、不必作個(gè)別驗(yàn)算。路床：路床：是指路面底面以下是指路面底面以下80cm范圍內(nèi)的路基部分。范圍內(nèi)的路基部分。030cm稱為稱為上路床，上路床，3080cm稱為下路床。稱為下路床。 一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)3-1 3-1 路基設(shè)計(jì)的一般要求路基設(shè)計(jì)的一般要求 二、路基設(shè)計(jì)的一般要求二、路基設(shè)計(jì)的一般要求 1.整體穩(wěn)定性整體穩(wěn)定性 2.強(qiáng)度與剛度強(qiáng)度與剛度 3水溫穩(wěn)定性水溫穩(wěn)定性 一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)概念：v 路堤：指用巖土填筑而成的結(jié)構(gòu)物路堤：指用巖土填筑而成的結(jié)構(gòu)物v 路塹：指全部在原地面開挖而成的結(jié)構(gòu)物路塹：指全部在原地面開挖而成的結(jié)構(gòu)物v 半填半挖橫斷面：指原地面橫坡度較大，且路基較寬，往

13、半填半挖橫斷面：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)。區(qū)、丘陵區(qū)。一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)3-23-2路基的類型與構(gòu)造路基的類型與構(gòu)造 3-23-2路基的類型與構(gòu)造路基的類型與構(gòu)造 一、典型橫斷面形式一、典型橫斷面形式路堤路堤 路塹路塹 填挖結(jié)合路基填挖結(jié)合路基 一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)路基橫斷面的典型形式路基橫斷面的典型形式第二節(jié)第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造路基的類型與構(gòu)造二、路堤設(shè)計(jì)的要點(diǎn)依依據(jù)據(jù)路路堤堤高高度度分分類類 矮路堤：h1.01.5m 一般路堤：h1.518m 高路堤：土質(zhì)h

14、18m 巖質(zhì) h20m 適應(yīng)于平坦地區(qū)或者取土困難地區(qū)適應(yīng)于平坦地區(qū)或者取土困難地區(qū) 需要設(shè)邊溝需要設(shè)邊溝 需對(duì)土基作特殊處理：工作區(qū)深度需對(duì)土基作特殊處理：工作區(qū)深度 壓實(shí)度壓實(shí)度 水水 砂墊層砂墊層可在路基兩側(cè)設(shè)取土坑可在路基兩側(cè)設(shè)取土坑土方量特別大，占地多；行車條件差土方量特別大，占地多；行車條件差 宜采用折線型或梯形邊坡。宜采用折線型或梯形邊坡。 一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)第二節(jié)第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造路基的類型與構(gòu)造二、路堤設(shè)計(jì)的要點(diǎn)二、路堤設(shè)計(jì)的要點(diǎn)當(dāng)?shù)孛孢吰露赣诋?dāng)?shù)孛孢吰露赣? 1：5 5時(shí)時(shí)當(dāng)?shù)孛孢吰露赣诋?dāng)?shù)孛孢吰露赣? 1：2 2時(shí)時(shí)注注意意事事項(xiàng)項(xiàng)土質(zhì)地面：須將原地面挖成臺(tái)階

15、，土質(zhì)地面：須將原地面挖成臺(tái)階， 臺(tái)階寬度大于臺(tái)階寬度大于1m1m，臺(tái)階向內(nèi)傾斜，臺(tái)階向內(nèi)傾斜1 12 2坡度坡度石質(zhì)地面：鑿毛石質(zhì)地面：鑿毛 宜設(shè)置石砌護(hù)腳還起到減少填方宜設(shè)置石砌護(hù)腳還起到減少填方數(shù)量和壓縮路基占地寬度地作用。數(shù)量和壓縮路基占地寬度地作用。傾斜地面上方坡腳，須采取措施阻止地面水滲入路堤內(nèi)。傾斜地面上方坡腳，須采取措施阻止地面水滲入路堤內(nèi)。一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造路堤、路塹和半填半挖路基路堤、路塹和半填半挖路基 a:矮路堤：h1.01.5b:一般路堤：h=1.518（20）c:浸水路堤：d：護(hù)腳路堤e：挖溝填筑路堤第二節(jié)第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造路基的類

16、型與構(gòu)造二、路堤設(shè)計(jì)的要點(diǎn)二、路堤設(shè)計(jì)的要點(diǎn)Bbh護(hù)坡道取土坑一般路堤一般路堤 a a、護(hù)坡道寬度：當(dāng)路基邊緣與、護(hù)坡道寬度：當(dāng)路基邊緣與路側(cè)取土坑高差路側(cè)取土坑高差h h大于大于2m2m，b b1m1m；h h大于大于6m6m，b b2m2m。 b b、取土坑放置應(yīng)盡量少占耕地，、取土坑放置應(yīng)盡量少占耕地，當(dāng)路基填土高度不大時(shí)，可只設(shè)當(dāng)路基填土高度不大時(shí)，可只設(shè)邊溝，不設(shè)取土坑。邊溝，不設(shè)取土坑。 C C、路堤邊坡應(yīng)根據(jù)填料種類，、路堤邊坡應(yīng)根據(jù)填料種類，路堤高度來綜合確定。路堤高度來綜合確定。 d d、護(hù)坡道作用：保護(hù)填方坡腳、護(hù)坡道作用：保護(hù)填方坡腳不受流水侵害，使填方邊坡穩(wěn)定不受流水侵

17、害，使填方邊坡穩(wěn)定 一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)第二節(jié)第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造路基的類型與構(gòu)造二、路堤設(shè)計(jì)的要點(diǎn)二、路堤設(shè)計(jì)的要點(diǎn)路堤常見的橫斷面形式路堤常見的橫斷面形式 沿河路堤沿河路堤 a a、路堤高度應(yīng)高出設(shè)計(jì)洪水位、路堤高度應(yīng)高出設(shè)計(jì)洪水位0.5m0.5m（無波），（無波）， 設(shè)計(jì)洪水位澭水高度浪高設(shè)計(jì)洪水位澭水高度浪高0.5m0.5m。 b b、常水位以下路堤邊坡不得陡于、常水位以下路堤邊坡不得陡于1 1：2 2 c c、路基邊坡加固類型，應(yīng)根據(jù)河流沖刷情況來確定。、路基邊坡加固類型，應(yīng)根據(jù)河流沖刷情況來確定。 B常 水 位設(shè) 計(jì) 水 位0.5 m 1： 2一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)第二節(jié)

18、第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造路基的類型與構(gòu)造二、路堤設(shè)計(jì)的要點(diǎn)路堤常見的橫斷面形式路堤常見的橫斷面形式 護(hù)腳路堤護(hù)腳路堤 當(dāng)原地面的坡度陡于1：2時(shí)B1520 c m利用挖溝渠填筑路堤利用挖溝渠填筑路堤 a a、H H應(yīng)滿足路基高出地下水位最小應(yīng)滿足路基高出地下水位最小高度要求高度要求0.5m0.5m；b b、在路堤與溝渠之間要設(shè)置、在路堤與溝渠之間要設(shè)置1 12m2m護(hù)坡道；護(hù)坡道；c c、內(nèi)邊坡要求、內(nèi)邊坡要求1 1：2 2。擋水坡 bBH護(hù)坡道12 m 1：2一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)第二節(jié)第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造路基的類型與構(gòu)造二、路堤設(shè)計(jì)的要點(diǎn)幾種常見的特殊路堤幾種常見的特殊路堤 軟土路堤

19、軟土路堤 a a、反壓護(hù)道的高度、反壓護(hù)道的高度h h為整個(gè)路堤高度為整個(gè)路堤高度H H的的1/2;1/2;b b、反壓護(hù)道的寬度需要通過邊坡穩(wěn)定、反壓護(hù)道的寬度需要通過邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算進(jìn)行確定；性驗(yàn)算進(jìn)行確定；c c、路堤下側(cè)一般情況下應(yīng)設(shè)砂墊層。、路堤下側(cè)一般情況下應(yīng)設(shè)砂墊層。BHh1:m1:m砂墊層淹 沒B沙漠路堤沙漠路堤 a a、應(yīng)作成流線型邊溝、應(yīng)作成流線型邊溝 b b、路堤不宜太高、路堤不宜太高黃土路堤黃土路堤 a、直立性好、直立性好 高路堤，但應(yīng)作力學(xué)驗(yàn)算高路堤，但應(yīng)作力學(xué)驗(yàn)算b、濕陷性、濕陷性 要求排水好要求排水好一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)高路堤高路堤 土質(zhì)：土質(zhì)：h h18m18

20、m；巖石：；巖石：h h20m20m 高路堤的填高路堤的填方數(shù)量大，占地方數(shù)量大，占地多，為保證路基多，為保證路基的穩(wěn)定性和橫斷的穩(wěn)定性和橫斷面經(jīng)濟(jì)合理，需面經(jīng)濟(jì)合理，需要進(jìn)行個(gè)別設(shè)計(jì)。要進(jìn)行個(gè)別設(shè)計(jì)。 一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì) 路堤設(shè)計(jì)要點(diǎn)路堤設(shè)計(jì)要點(diǎn)邊溝和截水溝等排水溝渠的設(shè)置邊溝和截水溝等排水溝渠的設(shè)置 取土坑的設(shè)置取土坑的設(shè)置 護(hù)坡道的設(shè)置護(hù)坡道的設(shè)置 浸水路堤的邊坡形式浸水路堤的邊坡形式 路堤邊坡的防護(hù)與加固路堤邊坡的防護(hù)與加固 軟土地基上路堤的反壓護(hù)道等加固措施軟土地基上路堤的反壓護(hù)道等加固措施 橫坡較陡的地面上填筑的路堤橫坡較陡的地面上填筑的路堤路堤的特點(diǎn)路堤的特點(diǎn) 設(shè)計(jì)線高于原

21、地面；排水、通風(fēng)條件好；施工質(zhì)量易控制，設(shè)計(jì)線高于原地面；排水、通風(fēng)條件好；施工質(zhì)量易控制，可控制填料選擇、干濕類型、密實(shí)度等；受水文地質(zhì)影響小?？煽刂铺盍线x擇、干濕類型、密實(shí)度等；受水文地質(zhì)影響小。一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)路堤質(zhì)量的關(guān)鍵路堤質(zhì)量的關(guān)鍵水溫狀況的調(diào)節(jié)水溫狀況的調(diào)節(jié) 地基承載力的要求地基承載力的要求 填料的選擇填料的選擇 土基的壓實(shí)土基的壓實(shí) 排水排水 防護(hù)與加固防護(hù)與加固一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)一般路堤和矮路堤的構(gòu)造要求一般路堤和矮路堤的構(gòu)造要求v 滿足最小填土高度要求滿足最小填土高度要求v 因工作區(qū)可能涉及到天然地面，除填方路堤需滿足施工要因工作區(qū)可能涉及到天然地面，除填方路

22、堤需滿足施工要求外，天然地基也必須進(jìn)行壓實(shí)，必要時(shí)需換土或進(jìn)行加求外，天然地基也必須進(jìn)行壓實(shí)，必要時(shí)需換土或進(jìn)行加固固v 可結(jié)合兩側(cè)排水溝進(jìn)行挖土填筑路基，可在路基側(cè)設(shè)置護(hù)可結(jié)合兩側(cè)排水溝進(jìn)行挖土填筑路基，可在路基側(cè)設(shè)置護(hù)坡道坡道v 對(duì)地面縱、橫坡較陡處必須挖臺(tái)階再填筑，從而保證路基對(duì)地面縱、橫坡較陡處必須挖臺(tái)階再填筑，從而保證路基不沿坡向有滑動(dòng)可能性。不沿坡向有滑動(dòng)可能性。v 必要時(shí)可設(shè)置時(shí)氣護(hù)腳進(jìn)行路基防護(hù)。必要時(shí)可設(shè)置時(shí)氣護(hù)腳進(jìn)行路基防護(hù)。高路堤及浸水路堤的構(gòu)造要求高路堤及浸水路堤的構(gòu)造要求v必須進(jìn)行個(gè)別設(shè)計(jì)v邊坡可采用上陡下緩的折線形式或臺(tái)階形式v邊坡表面需采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)或加固措施路塹

23、橫斷面形式路塹橫斷面形式 水邊溝1：m2邊溝截水溝（天溝）5 m1：m1水B匯水面積小全挖路塹全挖路塹 臺(tái)口式路塹臺(tái)口式路塹 第二節(jié)第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造路基的類型與構(gòu)造二、路塹設(shè)計(jì)的要點(diǎn)二、路塹設(shè)計(jì)的要點(diǎn)一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)一般路塹一般路塹（h20mh20mh20m） 半山洞路塹半山洞路塹適用于巖質(zhì)穩(wěn)定山坡適用于巖質(zhì)穩(wěn)定山坡 第二節(jié)第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造路基的類型與構(gòu)造三、路塹設(shè)計(jì)的要點(diǎn)三、路塹設(shè)計(jì)的要點(diǎn) 注意問題注意問題 a a、地質(zhì)條件差，不宜修筑路塹、地質(zhì)條件差，不宜修筑路塹b b、水文條件，必須在路塹兩側(cè)設(shè)邊溝，在路塹坡頂外、水文條件，必須在路塹兩側(cè)設(shè)邊溝，在路塹坡頂外 5m

24、5m處設(shè)置截水溝。處設(shè)置截水溝。c c、邊坡坡度大于、邊坡坡度大于0.30.3，應(yīng)盡量大于，應(yīng)盡量大于0.50.5d d、當(dāng)挖方路塹位于土層上時(shí)，必須對(duì)土基壓實(shí)處理、當(dāng)挖方路塹位于土層上時(shí)，必須對(duì)土基壓實(shí)處理e e、當(dāng)?shù)叵滤槐容^高時(shí)，還需在土基上加鋪隔離層。、當(dāng)?shù)叵滤槐容^高時(shí)，還需在土基上加鋪隔離層。f f、盡量少用深路塹、盡量少用深路塹一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)路塹設(shè)計(jì)要點(diǎn)路塹設(shè)計(jì)要點(diǎn)挖方邊坡坡腳必須設(shè)置邊溝挖方邊坡坡腳必須設(shè)置邊溝 截水溝設(shè)置截水溝設(shè)置 直線或折線邊坡直線或折線邊坡 抹面防護(hù)或設(shè)置碎落臺(tái)設(shè)置抹面防護(hù)或設(shè)置碎落臺(tái)設(shè)置 護(hù)墻或擋土墻設(shè)置護(hù)墻或擋土墻設(shè)置 路側(cè)棄土堆的設(shè)置路側(cè)棄

25、土堆的設(shè)置路塹特點(diǎn)路塹特點(diǎn) 設(shè)計(jì)線低于原地面；排水通風(fēng)條件差；行車視距也差；破壞了原設(shè)計(jì)線低于原地面；排水通風(fēng)條件差；行車視距也差；破壞了原地層天然平衡，受水文地質(zhì)條件影響較大，要注意邊坡穩(wěn)定性，地層天然平衡，受水文地質(zhì)條件影響較大，要注意邊坡穩(wěn)定性，路床位于上層時(shí)，要注意排水、壓實(shí)，必要時(shí)可換土。路床位于上層時(shí)，要注意排水、壓實(shí)，必要時(shí)可換土。一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)路塹的質(zhì)量關(guān)鍵路塹的質(zhì)量關(guān)鍵邊坡坡率的大小與形式邊坡坡率的大小與形式 設(shè)置必要的邊溝、截水溝及地下排水結(jié)構(gòu)物設(shè)置必要的邊溝、截水溝及地下排水結(jié)構(gòu)物 挖方路基的地基情況挖方路基的地基情況 防護(hù)與加固防護(hù)與加固一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)

26、計(jì)四、半填半挖路基（填挖結(jié)合式）四、半填半挖路基（填挖結(jié)合式） 1. 1. 一般形式一般形式 一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)2. 2. 矮擋土墻路基矮擋土墻路基 一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)3. 3. 護(hù)肩路基護(hù)肩路基 4. 4. 砌石護(hù)坡路基砌石護(hù)坡路基 5. 5. 砌石護(hù)墻路基砌石護(hù)墻路基 一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)6. 6. 擋土墻支撐路基擋土墻支撐路基 7. 7. 半山橋路基半山橋路基 一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)第二節(jié)第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造路基的類型與構(gòu)造四、半填半挖路基設(shè)計(jì)注意問題四、半填半挖路基設(shè)計(jì)注意問題 B路 塹路 堤 1： 5 5 m h b1： 1 1： 1.5一般挖填路基 a、一般情

27、況下，h、b0.5m，不需要作流量設(shè)計(jì)；b、如匯水面積較大時(shí)，應(yīng)作流量設(shè)計(jì)； c、截水溝的水不能引入邊溝，只能進(jìn)入排水溝 d、排水溝應(yīng)作流量設(shè)計(jì)。一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)第二節(jié)第二節(jié) 路基的類型與構(gòu)造路基的類型與構(gòu)造四、半填半挖路基設(shè)計(jì)的要點(diǎn)四、半填半挖路基設(shè)計(jì)的要點(diǎn) 20 c mh2 m1：0.31：0.5h2 m i1：580 c m矮墻路堤 護(hù)肩路堤砌石應(yīng)作力學(xué)驗(yàn)算砌石路堤 擋墻路基 適應(yīng)于土質(zhì)非常疏松的地質(zhì)條件下適應(yīng)于土質(zhì)非常疏松的地質(zhì)條件下 適應(yīng)于巖石或堅(jiān)實(shí)粗粒土適應(yīng)于巖石或堅(jiān)實(shí)粗粒土路段，山邊坡伸出不太遠(yuǎn)路段，山邊坡伸出不太遠(yuǎn) 適應(yīng)于巖石或堅(jiān)實(shí)粗粒土適應(yīng)于巖石或堅(jiān)實(shí)粗粒土路段，山邊

28、坡伸出較遠(yuǎn)路段，山邊坡伸出較遠(yuǎn) 一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì) 兼有路堤和路塹兩者的特點(diǎn)，土石方數(shù)量少。工程上經(jīng)濟(jì)，要兼有路堤和路塹兩者的特點(diǎn)，土石方數(shù)量少。工程上經(jīng)濟(jì)，要注意填方部分與山坡結(jié)合（挖出），填挖分界處發(fā)生不均勻沉降。注意填方部分與山坡結(jié)合（挖出），填挖分界處發(fā)生不均勻沉降。半填半挖路基特點(diǎn)半填半挖路基特點(diǎn)半填半挖路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)半填半挖路基設(shè)計(jì)要點(diǎn)1 1、兼顧路堤和路塹的設(shè)計(jì)要點(diǎn)、兼顧路堤和路塹的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 2 2、路基的形式和穩(wěn)定性同原地面橫坡密切相關(guān)、路基的形式和穩(wěn)定性同原地面橫坡密切相關(guān) 3 3、填挖分界處的沉降、填挖分界處的沉降 一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)3-3 3-3 路基設(shè)計(jì)路基設(shè)

29、計(jì)一、路基設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容一、路基設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1. 1. 選擇路基斷面形式，確定路基寬度與高度；選擇路基斷面形式，確定路基寬度與高度； 2. 2. 選擇路堤填料與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；選擇路堤填料與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)； 3. 3. 確定邊坡形狀與坡度；確定邊坡形狀與坡度； 4. 4. 排水系統(tǒng)系統(tǒng)布置與排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；排水系統(tǒng)系統(tǒng)布置與排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 5. 5. 坡面防護(hù)與加固設(shè)計(jì)；坡面防護(hù)與加固設(shè)計(jì)； 6. 6. 附屬設(shè)施設(shè)計(jì)。附屬設(shè)施設(shè)計(jì)。 二、組成二、組成 寬度、高度、邊坡寬度、高度、邊坡一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)路堤填筑高度或路塹開挖深度，是指原地面標(biāo)高與路基設(shè)計(jì)標(biāo)高之差。路堤填筑高度或路塹開挖深度，是指原地

30、面標(biāo)高與路基設(shè)計(jì)標(biāo)高之差。 寬度的確定：根據(jù)道路的等級(jí)確定，寬度的確定：根據(jù)道路的等級(jí)確定，公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)一般公路：行車道硬路肩一般公路：行車道硬路肩 三、路基的寬度三、路基的寬度 四、路基的高度四、路基的高度一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)路基設(shè)計(jì)標(biāo)高：路基設(shè)計(jì)標(biāo)高： 新建公路：新建公路：設(shè)有中央分隔帶的高速公路、一級(jí)公路，為中央分隔設(shè)有中央分隔帶的高速公路、一級(jí)公路，為中央分隔帶的外側(cè)邊緣標(biāo)高為路基標(biāo)高；未設(shè)中央分隔帶的公路，在設(shè)置超帶的外側(cè)邊緣標(biāo)高為路基標(biāo)高；未設(shè)中央分隔帶的公路，在設(shè)置超高、加寬地段，則為設(shè)置超高、加寬前的路基邊緣標(biāo)高。高、加寬地段，則為設(shè)置超高、加寬前的路基

31、邊緣標(biāo)高。 改建公路改建公路:可與新建公路相同，也可采用路中線?？膳c新建公路相同，也可采用路中線。路基高度的確定（路基高度的確定（線型、地形、水文綜合考慮）線型、地形、水文綜合考慮）a a、對(duì)于平原區(qū)，能否滿足最小填土高度的要求、對(duì)于平原區(qū)，能否滿足最小填土高度的要求b b、浸水路堤、沿河路堤，設(shè)計(jì)水位、浸水路堤、沿河路堤，設(shè)計(jì)水位0.5m0.5m澭水區(qū)：設(shè)計(jì)水位澭水區(qū)：設(shè)計(jì)水位0.5m0.5m澭水高度澭水高度有浪區(qū)：設(shè)計(jì)水位有浪區(qū)：設(shè)計(jì)水位0.5m0.5m浪高浪高一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)邊坡坡度確定邊坡坡度確定 1b1:1:mbbHiHH邊坡高度邊坡寬度1、定義：2、路堤邊坡、路堤邊坡a a

32、、型式：、型式：直線型、折線型、臺(tái)階型直線型、折線型、臺(tái)階型 直線型：堤頂?shù)降棠_采用同一種坡度，適用于矮、中路堤；直線型：堤頂?shù)降棠_采用同一種坡度，適用于矮、中路堤； 折線型：上陡、下緩，較符合受力特點(diǎn)折線型：上陡、下緩，較符合受力特點(diǎn) 上緩、下陡上緩、下陡 從施工角度，變坡數(shù)不宜太多，適用于高路堤。從施工角度，變坡數(shù)不宜太多，適用于高路堤。 臺(tái)階型：適用于高路堤，在折線型邊坡的某一高度加臺(tái)階型：適用于高路堤，在折線型邊坡的某一高度加1 12m2m的護(hù)坡道的護(hù)坡道 ；優(yōu)點(diǎn)是可以減緩地表徑流對(duì)邊坡的沖刷。；優(yōu)點(diǎn)是可以減緩地表徑流對(duì)邊坡的沖刷。b b、路堤邊坡坡度表（、路堤邊坡坡度表（p65p65

33、表表3-33-3） 若某邊坡高度為若某邊坡高度為25m25m或不等于或不等于20m20m，則上部也應(yīng)取，則上部也應(yīng)取8m8m，剩下的留給下，剩下的留給下部高度。部高度。第三節(jié)第三節(jié) 路基設(shè)計(jì)路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì) 邊坡坡度邊坡坡度:指邊坡高度與邊坡寬度之比，常取指邊坡高度與邊坡寬度之比，常取H=1，以，以1:n（路（路塹）或塹）或1:m（路堤）表示坡率。（路堤）表示坡率。一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)3、路塹邊坡、路塹邊坡 n=0.5n=0.51.751.75a、土、石質(zhì)路塹（、土、石質(zhì)路塹（p65表表3-6）b、巖石路塹、巖石路塹 方法：人工比擬法（工程地質(zhì)法）方法：人工比擬法（工程地質(zhì)

34、法） 定義：比照當(dāng)?shù)鼐哂邢嗤刭|(zhì)條而處于極限穩(wěn)定狀態(tài)的自然山定義：比照當(dāng)?shù)鼐哂邢嗤刭|(zhì)條而處于極限穩(wěn)定狀態(tài)的自然山坡或已成穩(wěn)定的人工挖坡來確定邊坡形狀。坡或已成穩(wěn)定的人工挖坡來確定邊坡形狀。 條件：條件：要調(diào)查自然或人工山坡的穩(wěn)定性，得出坡度、極限高要調(diào)查自然或人工山坡的穩(wěn)定性，得出坡度、極限高度；度；分析已有邊坡的工程地質(zhì)性質(zhì)。分析已有邊坡的工程地質(zhì)性質(zhì)。五、邊坡坡度確定五、邊坡坡度確定 第三節(jié)第三節(jié) 路基設(shè)計(jì)路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)1. 路堤邊坡路堤邊坡 形式：直線、折線、臺(tái)階形。形式：直線、折線、臺(tái)階形。 坡率：根據(jù)填料類別、邊坡高度確定。坡率：根據(jù)填料類別、邊坡高度確定。 填石

35、路堤：按照規(guī)范確定。填石路堤：按照規(guī)范確定。 地震地區(qū)：地震地區(qū)：公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 2. 路塹邊坡路塹邊坡 影響路塹邊坡坡率的因素：路塹深度、坡體土石性影響路塹邊坡坡率的因素：路塹深度、坡體土石性 質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造特征、巖石的風(fēng)化和破碎程度、土層的質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造特征、巖石的風(fēng)化和破碎程度、土層的 成因類型、地面水和地下水的影響、坡面的朝向以及成因類型、地面水和地下水的影響、坡面的朝向以及 當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件等。當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件等。一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)四、路基壓實(shí) 1壓實(shí)機(jī)理壓實(shí)機(jī)理 土顆粒重新組合土顆粒重新組合,彼此擠密彼此擠密,孔隙減少孔隙減少,土單位重量提高土單位重量提高,

36、形成密實(shí)整體形成密實(shí)整體,增增 加強(qiáng)度加強(qiáng)度,提高穩(wěn)定性提高穩(wěn)定性2壓實(shí)土的特性壓實(shí)土的特性一定壓實(shí)功下，存在最佳含水量和最大密實(shí)度一定壓實(shí)功下，存在最佳含水量和最大密實(shí)度壓實(shí)功越大，最佳含水量越小，最大密實(shí)度越大壓實(shí)功越大，最佳含水量越小，最大密實(shí)度越大3影響壓實(shí)的因素影響壓實(shí)的因素內(nèi)因內(nèi)因:土質(zhì)、濕度土質(zhì)、濕度外因外因:壓實(shí)功（機(jī)械性能、壓實(shí)時(shí)間與速度、土層厚度）及壓實(shí)時(shí)的外壓實(shí)功（機(jī)械性能、壓實(shí)時(shí)間與速度、土層厚度）及壓實(shí)時(shí)的外 界自然和認(rèn)為的其他因素界自然和認(rèn)為的其他因素4壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn) 壓實(shí)度工地實(shí)測(cè)干密度壓實(shí)度工地實(shí)測(cè)干密度/室內(nèi)最大干密度室內(nèi)最大干密度第三節(jié)第三節(jié) 路基設(shè)計(jì)路基

37、設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)填料選擇原則填料選擇原則v料源充足v費(fèi)用經(jīng)濟(jì)v性質(zhì)適宜填料類型填料類型v礫石，不易風(fēng)化的石塊v砂礫材料v土石混合料v砂性土v粉性土v粘性土v特殊土v易風(fēng)化的軟質(zhì)巖石v工業(yè)廢渣填筑規(guī)則填筑規(guī)則v不同性質(zhì)的填料應(yīng)分層填筑v不同填料的層位安排，考慮路基工作條件v透水性較小的土填筑下層，保證有排水出路v防雨水沖刷，采用透水性小的土包邊（盲溝）v填料顆粒尺寸相差較大，加反濾層四. 路基壓實(shí)(compaction of subgrade) 1.壓實(shí)土的特性最佳含水量說明：含水量低于最佳值時(shí)，提高壓實(shí)度可增加抗變形能力，但當(dāng)含水量超過最佳值時(shí)，增長曲線存在一峰值。最大密實(shí)度（compactness）說明：當(dāng)接近或略大于最佳含水量時(shí)，壓實(shí)的土，吸水量與膨脹量最小，最為穩(wěn)定。在最佳含水量時(shí)壓實(shí)，抗變形能力最強(qiáng)，同時(shí)，增加壓實(shí)功能，提高密實(shí)度，可得到較高的浸濕后的抗變形能力。在最佳含水量狀態(tài)下進(jìn)行壓實(shí)可以