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路基工程(公路与城市道路工程专业用)《路基工程(公路与城市道路工程专业用)》是交通土建类专业的重要基础课程之一,主要研究公路及城市道路中路基结构的设计、施工、防护与养护技术。本书系统介绍了路基工程的基本理论和实践技能,内容涵盖路基土的工程性质、路基构造与设计原则、路基排水、边坡稳定分析、地基处理、填挖方施工方法以及路基质量检测与病害防治等方面。
教材注重理论与实践相结合,紧密结合我国现行公路与城市道路建设规范,强调实用性与可操作性,适用于高等院校公路与城市道路工程专业的教学使用,也可作为相关工程技术人员的参考书。通过学习,学生能够掌握路基工程的基本知识和设计方法,具备从事道路路基设计、施工组织与管理的初步能力,为后续专业课程的学习和实际工作打下坚实基础。
第六节路基的变形、破坏及其原因与措施
xx空调安装工程施工组织设计一、路堤变形、破坏及其原圆
一、路堤变形、破坏及其原国
a)、b为润方c)补玻
若路堤底部(地基表而)为水所浸湿, 开 形成滑动面,则整个路基可能沿该斜坡面向下 滑动。 陡坡路堤的稳定性,也必须通过计算以资 核验,并须设计防止路堤基底浸湿的措施。
二、路堑变形、破坏及其原因
路暂的主要变形是边坡变形。
粘土质不透水层,如有倾向路堑方面的斜 坡面其表面被水浸湿,就可能成为上面土层的 滑动面。如果土体的滑动面位在路基之下,则 变形可能蔓延到整个路基:前使之破坏。 引起边坡滑坡的主要因素是土的浸湿。过 度浸湿可能是由于大气降水侵人土内,并积聚 在不透水土层的表面所引起的。地面水也可以 借着从排水沟,特别是截水沟,而渗人土内。 土的过度浸湿,也可能是由于地下水所引起的
为了保证路堑边坡免于滑坡,必须根据水文地质调查资料,正确设计地面排水和地下排 水。如果路堑穿过蓄水层(湿路堑),应首先设法绕过该地区,并避免开挖路堑,因欲保证这 种路堑的稳定性,需要很费的结构物。 路堑滑坡的原因,亦可能由于弃土堆距路堑边坡顶部边缘太近,致使路堑边坡超载之 故。 2.边坡崩塌和碎落 碎溶和崩塌,亦属于路堑和半路堑的变形。辞落是软弱石质土经风化而成的碎块,大量 沿边坡向下移动。碎落的堆积可能堵塞边沟和侵占部分路基。 崩塌是大的石块或土块脱离原有岩石战土体而沿边坡倾落下来。崩塌是由于修筑路堑之
三、保证路基稳定性的措施
区。各种土的毛细水上升高度不同,并随粉土及粘土成分的增加而加大。 因此,路基设计应使路面及其下面的土基层,高出毛细水上升危险区,并用下式进行计 算
。=ha+h+hg+h
式巾:h。一路基高出地下水位距离; h一土的毛细水上升危险高度 h。一路面厚度s 1一土基层厚度; h.一一安全厚度,按道路等级而定。 有时亦可不用提高路基方法,而用地下排水结构物,以降低地下水位,或加深两侧边沟 以加大沟底与路基边缘之间高差。如果根据纵断面设计,不可能提高纵断面的设计线,当地 形可使沟底具有必要排水坡度,并有适当出水口时,就可采用加深边沟的方法。对于粉性土 及粘性土而言,由于释放地下水的能力很差,采用地下排水沟,难以收到预期的效果。 以上所述各项措施及其原理,将在本书有关各章加以详细阐明。
第七节公路自然区划及路基临界高度
行标准的有关条文与附录。 潮湿系数K值,按全年的大小分为六个等级;
过湿区 K>2.00 中湿区 2.00≥K>1.50 润湿区 1.50>K>1.00 润干区 1.00>K>0.50 中于区 0.50≥K>0.25 过干区 K≤0.25
K>2.00 2.00≥K>1.50 1.50>K>1.00 1.00>K>0.50 0.50≥K>0.25 K≤0.25
过湿区 中湿区 润湿区 润干区 中于区 过玉区
有关潮湿系数K值和蒸发力的计算,现行标准规定如下
年蒸发量Z值无法直接测定,可用蒸发力(可能蒸发量)E,来代替。蒸发力E:是用 衫公式计算(详见标准的附录二)
公路路基是路面的其础,它承受着本身岩土自重和路面重景,以及由路面传递而来的行 车何载,所以路基是公路的承重E体。 路基是线型结构吻,由于自然地而起伏不匀,标高不同,路基的布置和标高,必需根 路线平、纵、横的设计而定,从而为路面提供具有足够宽度的平整基面。 路基承受行车作用,主要在应力作用区的消国内,其深度一般约在路基预下1.5血范围以 内,此部分路基按其作用可视为路面的底基层,其强度与稳定性的要求,可根据路基路面综 合设计的需要而定。坚国的路基,不仅是路面强度与稳定性的保证,前比能为减薄路面厚度 创造有利条件,所以路基路面的综合设计至为重要。 为了确保路基的强变与稳定性,使路毕在外界因素作用下不致产生超过允许值的变形, 在路基的整体结构:中还必需包括各项羽属设施,其中有路基排水、路基防护与加固,以及与 路基工程直接相关的其他设施。其他附属设施包括:弃土堆、取土坑、护坡道、辞落台、 堆料呼及错车道等。 由于路基标高与原地面标高不一、且各段路基當上性质的变化,各处附属设施的布置不 一,使得路基在不同地段的横断面形状,相差限六。 路基横断面形式的选定,连同附属设施的设计在内,同是路基设计的其本内容。一般路 基,通常是指在正常的地质与水文等条件下,路其填挖不超过设计规范或技术手期所允许的 范围。超过规定范围的高填或深挖路基,以及地而和水文等条件特殊,例如泥石流、兴溶、 伤士、引害、滑坡、行堆、软土、涎流冰及地震等地区的路基,为确你路基其有足够的强度 与稳定性,并头有经济合理的横断面形式,需要进行个别特殊设计。
路基横断耐的典型形式,可川纳为路提、路年和境控结合等三种类型。路堤是指全部用 若士填筑而成的络基,路是指全部在原地面开挖向成的路是,此两者是路基的基本类型。当 由于原地面横坡人,月览基较宽,需一侧开挖而另一衡填筑时,为挖填结合路基,也称半镇半 挖路基。在丘陵或山岭地区的路线上,填挖结合是路基横断面的主要形式。
D 济基排水和路基防护与期周,分别在第三、五、六篇由兰法。 ? 有关特殊路基设计,可详见公客设计手册4品基等参考节错,本教材不了详述
于十燥或中湿状态。·临界高度系指在不型否节中路基分别处干燥、中湿、潮湿状态时,路 底面距地下水位和地表积水水位的最小高度。以我国长江下游为例,由第一章第七节知该地区 属于公路白然区划的Ⅳsh3124-2001 石油化工给水排水工艺流程设计图例,(长江下游平原润湿区),对于粘性土而言,欲保证路基处于中湿状态 的临界高度为1.2~1.3m(如果是粉性土路基,则中湿状态的临界高度为1.3~1.4m),该地区 于燥状态的粘性土和粉性土路基临界高度,分别为1.7~1.9m和1.9~2.1m。 矮路堤的高度,往往接近或小于应力作用区深度,除填方本身要求高质量而外,地基往往 需加特殊处治和加固,路基排水亦极为重要,为此而需要清除基底、换土、设置隔离层、排 除地下排水,或用砂桩或石灰桩加固、加铺沙弥石垫层等,以保证路基、路面的强度与稳定。 填方高度h在1.5~12.0m范判内,一般情况下属于正常的路堤,可以按常规设计,采用 规定的横断面尺寸,不作特殊处治。填方高度不大,h=2.C~3.0m,埃方数量较少,全部填 方或部分填方,可以在路基两侧设逻取土坑,使之与排水沟渠结合。路堤近旁的沟渠较宽。
侧宽度根据边坡稳定性验算结果确定,一般不小于路提高度的2~3倍。反压护道主要是利 册其重量,抵抗路提边坡连同部分软土地基的侧向滑动,保持路提边坡的稳定。图b)为软土
地基,路堤填筑前在原地面设置全宽式砂垫层,垫层厚度视软土层的厚度及土的压缩性而定, 一般约0.6~1.0m,宽度应扩大至路堤坡脚之外0.5~1.0m。砂垫层或砂石垫层,对于多年冻 土、盐渍土、季节性冰冻地区,以及水稻田等过湿地基地带上的路堤,亦是一种简易的排水 有效措施。 图c)为沿河路堤受水浸湿和淘剧,边坡需相应采用变坡形式.设计洪水位h加浪高和波高 以及+0.5m以上的边坡,按常规横断面,其下采用平缓边坡坡率,并予以砌石防护,两者之 间设置宽度不小于1~2m的护坡道,整个边坡尺寸,根据边坡稳定性验算结果而定,图d) 是用不同填料修筑的浸水路堤,中间部分填土,两侧用片石或中(粗)砂填筑,两者之间设 反滤层,以防浸水对填土的侵害,避免填土随水流失。
a2 施工组织设计(方案)报审表少垫层;c)土质浸水路堤;d)石质浸水路堤:e)溉线型
沙漠地区和积雪地区的路堤,主要病害之一是积沙或积雪,其危害程度与当地自然 其中风力作用的影响极大。此类地区设置路堤,一般不官过高,路基两侧或迎风
路堑由天然地层开挖前成,其构造取决于当地的自然条件,如岩土类型、地质构造、 文等。此外路堑成巷道式,受排水、通风、日照影响,病多丁路堤,且行车视距较差、行 车条件和景观要求亦有所降低,施工亦较困难。所以设计时,尽量少用很深的长路堑,必需 采用路堑横断面时,要选用合适的边破坡率,加强排水,处治基底,确保边坡的稳定可, 保证基底不致产生水温情况的恶化。同时注意在确定路线走向和进行路线平、纵面设计时, 兼顾到白照、积雪、通风等因素,尽可能选用大半径平竖曲线及缓和的纵、横玻度等技术指 标。技术等级较高的公路,还必须进行平面、纵面线形的组合设计,兼顾道路影观和环境协 调,以改善路堑段的行车条件。