《公路路基基本知识上课讲义.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《公路路基基本知识上课讲义.pdf（17页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精品文档公路路基公路路基是路面的基础，它承受着本身岩土自重和路面重量，以及由路面传递而来的行车荷载，是公路的承重主体。公路路基由宽度、高度和边坡坡度三者所构成。路基宽度取决于公路技术等级；路基高度取决于纵坡设计及地形；路基边坡坡度取决于地质、水文条件，并由边坡稳定性和横断面经济性等因素比较选定。公路路床路床是路面的基础，是指路面底面以下80cm范围内的路基部分，承受由路面传来荷载。在结构上分为上路床（0 30cm）及 下 路 床（30 80cm）两层。路面直接铺设在路床上。因此，对路床，特别是上路床的土质、粒径、压实度都有严格要求，必须均匀、密实、强度高，不得有松散和软弹现象。挖方路基的路床，
2、必须平整、密实，用重型压路机压实至规定的压实强度。为了确保路面各结构层厚度均匀和排水需要，路床表面必须做成与路面一致的路拱横坡度。公路路堤路堤是高于原地面的填方路基，其作用是支承路床和路面。路床以下的路堤分上、下两层：上路堤：路面底面以下80 150cm范围内的填方部分。下路堤：上路堤以下的填方部分。公路路基压实填土经过挖掘、搬运，原状结构已被破坏，土团之间留下了许多孔隙，在荷载作用下，可能出现不均匀或过大的沉陷、坍落、滑动，所以路基填土必须进行压实；精品文档精品文档对松土层构成的路堑表面及路堤基底均应进行压实。影响公路路基稳定因素公路路基是一种线形结构物，具有路线长，与大自然接面广的特点，其
3、稳定性在很大程度上由当地自然条件所决定。因此深入调查公路沿线的自然条件，掌握有关自然因素的自然规律及其对路基稳定性的影响，从而因地制宜地采用技术措施，以达到正确进行路基施工和养护的目的。影响路基稳定性的因素主要包括自然因素和人为因素。自然因素主要是地形、气候、水文与水文地质、地质条件、植物覆盖等。人为因素主要指荷载作用、路基结构、施工方法、养护措施。此外还有沿线附近的人为设施如水库、排灌渠道、水田以及人为活动等。路基设计时应掌握沿线的湿度和湿度变化规律，采取相应的调节水温情况的措施，以保证路基具有足够的强度和稳定性。公路路堑路堑是指全部在原地面开挖而成的路基。路堑开挖后破坏了原地层的天然平衡状
4、态，其稳定性主要取决于地质与水文条件，以及边坡深度和边坡坡度。公路路基沉陷路基沉陷是路基表面作竖向位移，是路基的变形之一。引起路基沉陷的原因有下列三种情况：1.高而松软的路堤，未经压实或压实度不够，由于路堤的沉缩达到危险的程度，使路基在局部或者大面积沉陷。2.由于路基处于软弱地基上，地基的沉降使路基表面出现大量沉陷，并且可能同时引起地基的土从路堤两旁隆起。精品文档精品文档3.由于路堤内部形成过度饱水区（泥泞）所引起。当用透水性不同的土，乱而无序地堆成路堤，以及冬季填筑路堤采用饱水的冻结土或混有雪的土，均能产生饱水区，使路基沉陷。公路路基边坡坍塌路基边坡坍塌是路基的主要病害之一，表现为路堤坍塌和
5、路堑边坡崩塌。路堤坍塌的特征是边坡失去正确的形状，以及边坡表面下沉。路堤坍塌的主要原因是土方施工方法不正确一一用斜层法堆填含水量大的土和用各类不同性质的土杂乱堆填。路堑边坡崩塌是大的石块或土块脱离原有岩石或土体而沿边坡倾落下来。崩塌是由于修筑路堑之后，使岩石个别地段的稳定性遭到破坏，特别是各岩层向着路堑的方向倾斜，并随后有水或地震的破坏作用时所引起的。公路路基沿山坡滑动路基沿山坡滑动，通常是路基的一部分或大部分沿山坡方向产生较大位移，使一部分土体与路基分离，在重力作用下沿某滑动面滑动。产生路基沿山坡滑动的原因有：1、路基下的地基为不稳定的天然滑动体；2、边坡过陡；3、不正确地用倾斜层次的方法填
6、筑路堤；4、土过于潮湿，降低了粘聚力和内摩擦力；5、坡脚被水冲刷。精品文档精品文档常见的防止滑坡的措施有：1、对滑坡体顶面的地表水，应采取截水沟等措施处理，不让地表水漏入滑动面内；2、在滑坡体未处治之前，禁止在滑坡体上增加荷载；3、对于挖方路基上边坡发生的滑坡，应修筑一条或数条环形水沟，以截断流向滑动面的水流；4、对于填方路堤发生的滑动，可采用反压土方或修建挡土墙等方法处理；5、对于治理路基发生的滑动，可修建河流调治构造物；6、滑坡表面处治可采用整平夯实山坡，填筑积水坑，堵塞裂隙或进行山坡绿化固定表土。公路护栏不封闭的各级公路，当路堤高度大于或等于6 m,以及急弯、陡峻山坡、桥头引道等危险路段
7、应设置护栏。设置护栏路段一侧路基应加宽0.5m,以保持设置护栏后的路肩宽度。公路路基排水路基排水的任务，就是将路基范围内的土基湿度降低到一定的范围内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基、路面具有足够的强度和稳定性。影响路基的水流可分为地面水和地下水两大类，与此相适应的路基排水工程，则精品文档精品文档分为地面排水工程和地下排水工程。中央分隔带排水及护坡道中央分隔带排水设施是由于高等级公路的修建才出现的。中央分隔排水设施由纵向排水沟（明沟、暗沟）、渗沟、雨水井、集水井、横向排水管等组成。至于采用何种形式，可视公路等级及排水条件设计适合于本地区的中央分隔带排水沟管形式。护坡道是保护路基边坡稳定性的措
8、施之一，目的是加宽边坡横距，减小边坡平均坡度。护坡道愈宽，越有利于边坡稳定。宽度大，工程数量也随之增加，所以要兼顾边坡稳定与横断面经济。护坡道一般设置在填方坡脚处，边坡较高时，也可设在边坡上方及填方边坡的变坡处。浸水路基的护坡道，可设在浸水线上的边坡上。公路路基防护路基多为岩石和土所筑成，大面积暴露于空间，长期受自然因素的侵蚀，岩土在不利水温条件作用下，物理力学性质不断发生变化，因此，为确保路基的强度和稳定性，路基的防护是不可缺少的工程技术措施。路基防护与加固设施，主要有边坡坡面防护、沿河路堤河岸冲刷防护与加固、路基的支挡工程，此外也包括路肩加固，以及湿弱地基的加固处治。干、浆砌片石护坡干砌片
9、石护坡和浆砌片石护坡是冲刷防护的直接措施。干砌片石护坡一般适用于水流流速较小，波浪作用较弱，没有流水及漂浮物撞击的边坡。为了防止流水将边坡内的细颗粒土带出，增加整个砌石防护的弹性，要求在铺砌层的底层设置垫层。精品文档精品文档浆砌片石防护多应用在石料丰富，人工费较低的地区的公路工程。采用浆砌片石防护，应先进行排水，疏干或在护坡背后采用砾石、砂砾等作为填料，以防止边坡潮湿或有严重冻害时以及浆砌片石护坡产生变形而失去应有的功能。锚杆铁丝网喷浆护坡锚杆铁丝网喷浆护坡是对地形陡峻的高陡边坡，通过锚杆铁丝网加固边坡，将锚固的岩石和喷射的混凝土与基岩形成一个整体。利用锚杆的抗剪强度及锚固区抗拔力直接加固坡面
10、岩石，间接强化岩体。冲刷防护冲刷防护是路基防护的设施之一，它主要是对沿河及滨海路堤防护，以及有关海河堤坝护岸，都是为了防止流水直接危害岸堤，其防护重点是边坡和坡脚。冲刷防护分为直接措施和间接措施。直接措施包括植物防护、石砌防护或抛石与石笼防护，以及必要时设置的支挡。间接措施主要是指改变水流方向，消除或减缓水流对堤岸直接破坏，同时可促使堤岸近旁，减缓淤积，起到安全保护作用，为此可设置导治结构物，或改变河道。植物防护植物防护是对坡面进行防护，是在整体稳定情况下进行的防护。植物防护，可美化路容、协调环境、调节边坡土的湿温，起到固结和稳定边坡的作用，它对于坡高不大，边坡比较平缓的土质坡面，是一种简易有
11、效的防护设施。植物防护的方法有：种草、铺草皮和植树。应根据当地气候、土质、含水量等因素，选用易于成活，便于养护和经济的植物类种。抛石、石笼防护抛石、石笼防护属于路基加固工程。精品文档精品文档抛石防护常应用于经常浸水并且水深较深地段的路基边坡防护及洪水季节的防洪抢险。当使用的石块大小适当，级配合适并细心抛置时，可取得较好的效果。石笼防护是有铁丝编织成框架，内填石料，设在坡脚处，以防急流和大风浪破坏堤岸，也可用来加固河床，防止淘刷。铁丝框架可以制成箱形或圆形。改河工程公路工程中的改河，主要目的是：将直接冲刷路基的水流引向别处；路基占用河槽后，需要拓宽河道；挖滩改河，清除孤石，改移河道，以保护路基；
12、截弯取直，有利于布置路线或桥涵。改河工程应通盘安排，并计划在枯水时期施工。河道开挖应先挖好中段，然后再挖两端，必须经检查确认新河床工程已符合要求时，方可挖通上游河段。利用开挖新河道的土石填平河道时，在新河道未通流前，不得堵断旧河道，应保持有适量的流水断面。通流时，改河上游进口河段的河床纵坡可稍大于设计坡度，不得小于设计坡度。另外，河床加固设施及导流构造物的施工进度应合理，及时配套完成。特殊公路路基特殊路基主要是指公路沿线的水文、地质、气候、土质等自然因素影响较大，危及路基的强度和稳定性的情况下，对路基的处治。特殊路基主要包括以下几种：1、滑坡地段路基；2、崩坍与岩堆地段路基；精品文档精品文档3
13、、泥石流地区路基；4、岩溶地区路基；5、多年冻土地区路基；6、黄土地区路基；7、膨胀土地区路基；8、盐渍土地区路基；9、风沙地区路基；10、雪害地段路基、11、涎流冰地段路基；滑坡地段公路路基滑坡是指在一定的地形地质条件下，由于各种自然的和人为的因素影响，山坡的不稳定土（岩）体在重力作用下，沿着一定软弱面或带作整体的、缓慢的、间歇性的滑动变形现象。滑坡是山区公路的主要病害之一，对山区公路建设和交通设施危害很大，勘察工作繁重，防治工作艰巨，对大型滑坡应尽量绕避。当路线绕避困难，或经济上显著不合理而又必须通过滑坡时，应根据滑坡规模的大小，进行具体方案选择，采取综合治理，并力求根治。滑坡的形式主要有
14、：浅层流动性滑坡，小规模圆形滑动，大规模的圆形滑动，岩精品文档精品文档石滑坡。滑坡地段公路路基防治措施防治路基滑坡的主要措施：1、地面排水措施。包括设置环形截水沟；布设树枝状排水沟；平整夯实滑坡体表面的土层。2、地下排水措施。包括设置支撑渗沟；修建边坡渗沟；设置截水渗沟；设置暗沟；设置平孔排水；设置渗水隧洞等。3、对于推动式滑坡或由错落转化的滑坡，可采用减重与反压措施。4、采用支挡工程整治滑坡。包括：抗滑片石垛；抗滑挡土墙；抗滑桩和锚杆等。崩坍与岩堆段公路路基防治崩坍一般是指岩崩与坍塌的总称。在陡峻山岭地区修筑公路，由于地质历史与地质背景的不同，以及当地地形、气候、岩性、地层构造的特点、地震作
15、用和人为因素的影响，斜坡上常遇到不同程度的崩坍现象，崩坍对路基稳定的危害是不容忽视的。在公路勘察中应对崩坍作出预测和稳定评价，以采取有效的防治措施。岩堆则是指陡峻山坡上，岩体崩坍物质经重力搬运，在山坡坡脚或平缓山坡上堆积的松散堆积体。在岩堆地段修筑路基，必须采取有效的防治措施以求稳定。崩坍与岩堆地段修筑路基应采取以下防治措施：1、设置封面或护面墙以阻止岩石表面风化发展，防治零星碎落；精品文档精品文档2、清除山坡或边坡坡面崩落的岩块，并放缓边坡；3、在基岩破碎严重，落石经常发生的路段，采用拦石墙与落石槽等拦截构造物；4、对在边坡上局部悬空的岩石，可视地形和岩层情况采用钢筋混凝土立柱或水泥砂浆片石
16、支顶；5、当边坡为软、硬岩层相间的地层，软岩部分风化严重形成凹壁时，可采用内部干砌片石，表面水泥砂浆砌片石嵌补；6、对有软弱结构面而易引起崩坍的高边坡，可采用锚杆喷射混凝土护坡，防止软弱结构面的张开和扩大。7、当崩坍量大，发生频繁而设栏截构造物有困难时，可采用明洞、棚洞等遮挡构造物。泥石流地区公路路基及防治泥石流多发生在山区，路线通过泥石流沟时，应对地貌特征、泥石流的规模、危害程度、流体性质、物质组成、发展趋势等沿沟进行实地调查，掌握泥石流的具体情况，以确定适合的防治措施。对于穿过泥石流沟的路基应采取以下防治措施：()跨越措施采用桥梁、涵洞、过水路面、隧道、渡槽穿越泥石流沟。(二)排导措施精品
17、文档精品文档在桥涵进出口段设置排导沟，以减缓泥石流对路基的冲击。（三）拦截措施1、在泥石流沟内设置拦挡坝，防止泥石流沟床下切，山坡滑坍和携带的冲积物危害路基。拦挡坝可用片石、混凝土、石笼、土等材料砌筑。坝顶应采用平顶式，当两端岸坡有冲刷可能时，应采用凹形。2、对于流石较小，大石块含量少的小型泥石流沟可设置格栅坝拦截。格栅坝可用钢轨、钢绳、粗钢筋或钢筋混凝土构件筑成。（四）水土保持措施在泥石流范围内可采用水土保持或其它稳定山坡的措施。水土保持可与当地规划相结合，广泛植树造林、封山育林、平整山坡、修筑梯田、合理放牧，并视具体情况修建地表排水设施，使泥石流病害得到逐步治理。岩溶地区公路路基及防治石灰
18、岩等可溶性岩层，在流水的长期溶解和剥蚀作用下，产生特殊的地貌形态和水文地质现象，统称为岩溶。岩溶对路基的危害，一般为溶洞顶板坍塌引起的路基下沉和破坏；岩溶地面坍塌对路基稳定性的破坏；反复泉与间歇泉浸泡路基基底，引起路基沉陷、坍塌或冒浆；突然性的地下涌水冲毁路基等。防治措施包括以下几方面：1、对路基上方的岩溶泉或冒水洞，宜用排水沟截流至路基外。对于路基基底的岩溶泉或冒水洞设置涵洞将水排除。2、对于路堑边坡上的干溶洞，洞内可用片石堵塞，洞口用干砌片石铺砌，砂浆精品文档精品文档勾缝或浆砌片石封闭。对位于路基基底或挡土墙基底的干溶洞，当洞口不大，深度较浅时，宜予回填夯实；当洞口较宽及深度较大时，采用桥
19、涵跨越；当干溶洞顶板太薄或岩层较破碎时，可炸除后回填，或设桥涵跨越。3、为防止基底溶洞的坍塌及岩溶水的渗漏，应采取如下加固方法：洞径大，洞内施工条件好时，宜采用浆砌片石支墙，支柱及码砌片石垛等加固。深而小的溶洞不便于洞内加固时.，可采用石盖板或钢筋混凝土盖板加固。对洞径小、顶板薄或岩层破碎的溶洞，可采用爆破顶板用片石回填加固。对路基范围内的地表塌陷，如基岩未露者，采用粘土回填夯实；如基岩露出并见空洞洞口时，先用大块石堵塞洞口，再用粘土回填。对溶洞埋深较浅，洞顶板较薄而洞径又大的地段，采用压浆加固。多年冻土地区公路路基凡是土温等于或低于0 ,且含有冰的土（石）称为冻土，这种状态保持二年及三年以上
20、者称为多年冻土。多年冻土按其状态分为：坚硬冻土、塑性冻土、松散冻土。路线通过多年冻土地区，路基应尽量采用路堤形式，其最小填土高度应满足防止翻浆和冻胀的要求，在采取保护多年冻土和限制多年冻土融化深度地段，还应满足防止热融沉陷及控制热融沉陷的要求。路基的排水设施应尽量远离路基坡脚，以防止水流及其渗流影响冻土上限的变化。路基填料应选用保温隔热性能较好的 o 以保证路基的强度和稳定性。黄土地区公路路基及防治黄土是一种以粉粒为主、多孔隙、天然含水量小，呈黄红色、含钙质的粘质土。天然黄土一般具有垂直节理，黄土陡壁多呈直立的特性，因此黄土路基挖方边坡精品文档精品文档常设计成陡坡。黄土在天然状态下具有多孔性和
21、湿陷性，对地基应进行灌水预先浸湿以及对基底重型压实、强夯、挤密灰土桩等方法进行处理。对于路基的排水与防护工程，其设计要点是：防冲、防渗和有利于水土保持是目的，早接远送是措施，处理好进出水门是关键，否则会引起土体滑塌，坡面产生冲沟。黄土地区的路基病害主要是黄土陷穴和湿陷。黄土陷穴是黄土经水冲蚀与溶蚀所形成的一种特殊物理地质现象，它对路基的危害较大。黄土陷穴的处理方法和适用条件如下：回填夯实用于明穴；明挖回填夯实用于埋藏浅的暗穴；支撑回填夯实用于埋藏较深的暗穴；灌砂用于小而直的暗穴；灌泥浆用于大而深的暗穴。湿陷性黄土一般是大面积分布的，处理费用较高。黄土湿陷性对于一般等级公路可局部处理，对于高速公
22、路、一级公路影响较广，因此应完善排水系统，并对路基附近现有的灌溉、排水设施进行处理，防止渗漏。膨胀土地区公路路基膨胀土系指土中含有较多的粘粒及亲水性较强蒙脱石或伊利石等粘土矿物成份，它具有遇水膨胀，失水收缩，是一种特殊膨胀结构的粘质土。膨胀土路基，很难保证其稳定性，一旦病害发生，治理困难，耗资巨大，因此对膨胀土地区，进行路基设计时一般应与桥梁、隧道方窠技术经济比较，择优选用。深望边坡稳定性检验对于膨胀土地区路基，深路堑边坡要进行稳定性检算。深路堑边坡坡度可参照工程地质、水文地质和环境地质相似条件下同类型膨胀土稳定的边坡进行设计。对于高速公路、一级公路的路基，应结合膨胀土斜坡破坏类型，路堑边坡形
23、式及水文地质条件，考虑膨胀土变动强度与强度衰减的特性，对深路堑边坡进行稳定性验算。精品文档精品文档土质均匀且无节理面时，可按圆弧滑动面法验算。土质较薄，土层与岩层间存在软弱层时，取软弱层面为滑动面进行验算。层状构造的膨胀土，如层面与斜坡斜交且交角小于4 5 时，应验算层面的稳定性。验算稳定性，应取土体沿滑动面饱合状态时的抗剪强度值，稳定安全系数可取1.2。盐渍土地区公路路基及防治路线通过盐渍土地区时，应查明沿线不同类型盐渍土的分布范围、含盐特征及地面水、地下水等情况。在盐渍土地区修筑公路宜以路堤通过，当受条件限制采用路堑时，应进行超挖并回填渗透性土。对填方路基，盐渍土路基高出地下水位的最小高度
24、应根据盐渍土的类型，公路等级，路面要求，结合毛细水上升高度、冻胀深度及安全高度三个因素确定。盐渍土地区路基应进行合理的排水组织设计，保证排水畅通，防止因积水使土中盐渍发生不利的变化。盐渍土路基防治措施主要包括排除地面水，提高路基，换填渗水性土，铲除地表盐渍土、设置毛细水隔断层等防治措施。修筑的高速公路、一级公路的路肩及边坡均应采取加固措施，或加宽路基以保证路基的有效宽度。干涸盐湖地段公路路基路线通过干涸盐湖地段，应查明岩盐的种类、工程性质、溶蚀情况及地下水位、含盐特征等，以采取相应工程措施和排水设施，保证路基的强度和稳定性，防止冻胀、翻浆及盐胀危害路基。干涸盐湖地段的高速公路、一级公路应分期修
25、建，其它等级公路，可采用低路堤的路基横断面形式，可利用岩盐作为填料，路堤高度不宜小于0.3m,路堤边坡精品文档精品文档坡度可采用1 ：1.5。当盐湖地表下有饱和盐水时，应采用设有取土坑及护坡道的路基横断面。当地表有溶蚀、溶沟、溶塘时，应用填料填补，并洒饱和盐水，分层夯实。风沙地区公路路基及防治风沙地区是沙漠和沙地的统称，在我国分布范围较广，主要集中在内陆干旱，过干旱地区。风沙地区的主要特征为：气候干燥，降雨量小；温差大，冷热变化剧烈；风大，沙多；土中含易溶盐多；植被稀疏、低矮。基于上述特征，风沙地区的公路病害主要是沙埋和风蚀，两者之中又以沙埋为主。沙埋主要有两种情况，其一是风沙流通过路基时，由
26、于风速减弱，导致沙粒沉落、堆积、掩埋路基；其二是由于沙丘移动而掩埋路基。风蚀是路基在风沙的直接吹蚀下，路基上的沙粒或土粒被风吹走，出现路基削低，掏空和坍塌等现象，从而引起路基的宽度和高度减小。防止沙害的措施：1、为防治沙埋，路基设计时，应根据风沙地貌的特点，风沙运动特征，风向、风力、路线与风向的交通等选择合理的路基横断面形式。2、对路肩、边坡坡面和平台进行全面防护以防止风蚀。3、在风沙流比较严重的地区，为根治沙害，除对路基本身进行防护外，还应在路侧建立完善的防沙体系，包括整平带、防护带和植被保护带等。4、对填方路基设计成流线形，有利于风沙流顺利通过路基，减轻积沙的危害。精品文档精品文档5、路侧
27、防沙工程可概括为固、阻、输、导四种类型。“固”，主要指植物固沙和设置立式沙障、植物固沙是防治沙害的根本措施。“阻”，主要指拦截风沙和限制积沙移动；阻沙沙障一般可分为墙式、堤式、栅式、带式四类。“输”，主要指通过增强风力或改变地表面性质，使过境流沙顺利通过路基而不产生堆积。“导”，是指在路基迎风侧采用导沙措施，借助风力作用，改变风沙流或沙丘的移动方向。雪害地段公路路基及防治我国对雪害防治的研究取得了丰富的经验，通过长期野外观测及风洞横模拟和现场大型防雪工程试验，系统地收集了当地风雪流形成的因素和射空分布，同时提出了针对性的防治措施。公路雪害有积雪和雪崩两种形式。积雪包括自然积雪和风吹雪；雪崩是指在重力影响下，山坡积雪的崩塌。公路防治雪害主要防治风吹雪和雪崩，自然积雪一般不采取工程措施，当路面积雪厚度较大，造成行车困难时，可采用机械除雪，或用除雪剂除雪，除雪剂主要指氯化钙、氯化纳、氯化镁等。防治雪害的措施：1、路堤设计时，使路堤高度大于当地最大积雪深度。路线纵坡设计满足风雪流在公路上顺利通过，减少或避免路面上积雪。2、高速公路、一级公路的中央分隔带内不设置有碍风雪流通过的设施。3、种植防护林。4、采用防雪栅。5、设置密闭式或透风式下导风板。精品文档精品文档精品文档