3.3 路基横断面设计
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简述横断面设计的基本方法和步骤横断面设计是指地面高程在一定路段上的变化情况,并将其表达为一条横断面图。
下面是10条关于简述横断面设计的基本方法和步骤:1. 收集原始数据:需要收集一些原始数据,包括道路的长度、宽度以及与道路相关的其他因素,如交通流量、排水等。
2. 划定设计区域:确定需要进行横断面设计的具体路段,并根据实际情况确定设计区域的起点和终点。
3. 制定采样间距:根据需要进行横断面设计的精度要求和实际情况,确定采样点的间距。
一般来说,采样点的间距应均匀分布在设计区域内。
4. 实地测量采样点:根据划定的采样间距,在实际路段上测量每个采样点的高程,并记录下来。
5. 构建横断面图:根据测量数据,绘制横断面图。
可以使用专业的绘图软件或手工绘制,将测量点连接起来,形成横断面曲线。
6. 分析横断面特征:对绘制的横断面图进行分析,了解路段的地形特征。
可以观察横断面曲线的变化趋势,寻找出高程变化较大的区域。
7. 设计地形平整化措施:根据横断面特征和设计要求,提出地形平整化的措施。
这些措施可以包括填方、挖方、边坡修整等。
8. 优化设计方案:根据实际情况和设计要求,对地形平整化措施进行优化。
需要考虑各种因素,如地质条件、施工便利性、经济性等。
9. 进行交叉检查:设计完成后,需要进行交叉检查,确保设计方案的合理性和准确性。
可以与其他专业人士进行讨论和审核。
10. 编制设计报告:需要将横断面设计的过程和结果编制成设计报告。
报告中应包括设计方案、设计计算、图纸等内容,以便后续工作的参考和实施。
以上是关于横断面设计的基本方法和步骤的简述。
在实际设计过程中,还需要考虑更多的因素和细节,以确保设计的效果和质量。
第四章横断面设计【本章学习要点】本章主要学习横断面的组成及类型,公路建筑限界,路基边坡的确定,横断面设计方法,路基土石方数量计算及调配。
公路中线的法线方向剖面图称为公路横断面图。
公路横断面设计是根据行车对公路的要求,结合当地的地形、地质、气候、水文等自然因素,确定横断面的形式、各组成部分的位置和尺寸。
设计的目的是保证足够的断面尺寸、强度和稳定性,使之经济合理,同时为路基土石方工程数量计算、公路的施工和养护提供依据。
第一节路基横断面一、标准横断面高速公路和一级公路的路基横断面上下行用中央分隔带分开,其横断面由行车道、中间带、路肩以及紧急停车带、爬坡车道、变速车道等组成,如图4—1a所示。
二、三、四级公路的路基横断面由行车道、路肩以及错车道组成,如图4—1b所示。
a 高速公路及一级公路横断面b 二、三、四级公路横断面图 4-1 各级公路标准横断面图我国《标准》规定路基宽度、行车道宽度见表4-1。
一般情况下采用表4-1中的“一般值”,只有在地形特别困难和其他特殊情况限制时,局部路段才能使用“变化值”。
二、典型横断面公路典型横断面如图4—2所示。
a)b)c)h)d)e)g)图4-2 路基典型横断面一般路堤;挖方路基;半填半挖路基;沿河路堤;矮墙路堤;挡土墙路基;砌石路基;护肩路基;护脚路基;吹(填)砂(粉煤灰)路基(一)一般路堤路基填土高度小于 20m 大于0.5m 的路堤称为一般路堤;路基填土高度小于 0.5m 的路堤称为矮路堤,矮路堤必须在边坡坡脚处设计边沟。
当地面横坡度不陡于1∶5 时,可以直接填筑路基,地基可不予处理;当地面横坡度陡于1∶5 时,地基必须挖成台阶,台阶宽度不小于 1m ,台阶的底面应向内倾斜2%~4%,台阶的高度,填土时视分层填筑的高度而定,一般每层不大于 0.5m ;当地面横坡度陡于1∶2 时,除地基应挖成台阶外,还应设置支挡工程。
(二)一般路堑当路基挖方深度小于20m,一般地质条件下的路堑称为一般路堑。
3 道路横断面及路基设计3.1 横截面布局该路段为双向四车道一级公路,按照公路《规定》和《标准》设计。
路基总宽度为100,000 24.5m,桥梁和隧道的路基断面设置在以后的桥梁和隧道设计中规定。
表 3.1 路基宽度组成车道宽度(米)中间带宽度(m)硬肩(米)土肩(米)路基总宽度(米)3.75×2+3.75×2 0.5+2.00+0.5 2.5+2.5 0.75+0.75 24.53.2 路基设计3.2.1一般路基设计1)填土路基设计(1)填土路基断面形式图 3.1 填土路基剖面图(2) 填料选择这段路地处山区,可以填满挖出的土石。
碎石土强度高,水稳性好,易碾压,透水性好,有利于路基的排水。
填料芯的抗压强度不低于15MPa(护坡不低于20MP a ),石方爆破时应采用相应的爆破工艺,根据石料分为三类。
配比:①路基主填料要求石料粒度不超过25 cm,为粗粒层;②细料如石屑,为细粒层;③用于修坡的巨石,主要是粒径为5m0.3-0的巨石。
扁平的石头。
道路路基层先进行表面处理,去除表土15cm。
分层铺装和分层轧制。
每层的厚度40cm约为100%,由大辊轧制而成。
在与路基接触的层上填充厚厚的砾石和石屑过渡层。
40 cm当相邻断面填有不同材料的土壤时,采用坡接。
(3) 压实标准路基土充分压实后,变得相当致密,可降低压缩性、透水性和体积变化,提高强度、抗变形能力和水稳定性,消除自重引起的沉降和压实变形。
驱动负载的干湿效应。
路基压实标准见表表 3.2 路基压实标准(%)路基顶以下深度(cm)0~30 30~80 80~150 >150 压实标准≥96 ≥96 ≥94 ≥93 基础压实度≥90%。
2)开挖路基设计(1) 开挖路基断面形式图 3.2 开挖路基剖面图(2)开挖路基的处理在半填半挖的路段,开挖面积多挖多40cm压,使底部回弹模量相同。
在全开挖的路段,只挖了充足的空间,用底基水泥粉煤灰碎石进行找平处理。
厂矿道路设计规范GBJ22-87总则第1.0.1条为使厂矿道路设计贯彻执行国家的有关方针政策,从全局出发,按厂矿企业总体规划,统筹兼顾,合理布设,并做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,特制订本规范。
第1.0.2条本规范适用于新建、改建的厂矿道路设计,不适用于林区道路设计。
第1.0.3条厂矿道路宜按下列规定划分为厂外道路、厂内道路与露天矿山道路。
一、厂外道路为厂矿企业与公路、城市道路、车站、港口、原料基地、其它厂矿企业等相连接的对外道路;或本厂矿企业(露天矿除外)分散的厂(场)区、居住区等之间的联络道路;或通往本厂矿企业(露天矿除外)外部各种辅助设施的辅助道路。
二、厂内道路为厂(场)区、库区、站区、港区等的内部道路。
三、露天矿山道路为矿区范围内采矿场与卸车点之间、厂(场)区之间行驶自卸汽车的道路;或通往附属厂(车间)与各种辅助设施行驶各类汽车的道路。
第 1.0.4条厂矿道路设计,应坚持节约用地的原则,不占或少占耕地,便利农田排灌,重视水土保持与环境保护;应贯彻因地制宜、就地取材的原则,充分利用工业副产品与废渣,降低工程造价。
第1.0.5条厂矿道路设计,应适合厂矿企业生产(包括检修、安装)与其它交通运输的需要。
对厂矿基本建设期间的超限货物(大件、重件)运输,可根据具体情况,予以适当考虑。
厂矿道路等级及其主要技术指标的采用,应根据厂矿规模、企业类型、道路性质、使用要求(包括道路服务年限)、交通量(包括行人),车种与车型,并综合考虑将来的发展确定。
当道路较长且沿线情况变化较大时,可按不同的等级与技术指标分段设计。
需要分期修建的厂矿道路设计,应使前期工程在后期仍能充分利用。
第1.0.6条需要改建的厂矿道路设计,应充分、合理利用原有道路、桥涵等工程。
当所利用的原有道路局部路段受条件限制不符合本规范的要求时,在经过技术经济比较与采取相应措施确保安全通行的前提下,可对本规范规定的个别技术指标作适当变动,但应经设计审批部门批准;当原有道路不能利用而需改线时,改线路段应按新建厂矿道路设计。
横断面设计方法土石方计算与调配横断面是指工程或道路在平面上的垂直剖面,包括道路的横向坡度、高差和路面的宽度等。
横断面设计方法是指根据道路的设计要求和地形条件,确定合理的横断面形状和坡度,以确保道路的平顺度和安全性。
横断面设计方法首先需要确定道路的几何要求。
例如,根据道路的等级和交通量,确定道路的标准横断面宽度。
然后,在满足标准的前提下,根据地形特点,确定道路的纵横坡和超高要求。
纵横坡是指道路沿纵向和横向的坡度,超高是指道路在曲线段上的凸出高度。
基于以上几何要求,通过计算和调整,确定道路的横断面形状和坡度。
常用的方法有等高法、等宽法和混合法等。
等高法是指根据地形特点,确定道路纵横坡要求后,将道路的高程分布转化为横断面形状。
即在曲线段上,根据坡度,按照一定的高差间距确定等高线,并连接成道路的横断面形状。
等宽法是指根据道路的设计要求,确定道路的标准横断面宽度后,根据地形特点,通过调整纵横坡,使道路的宽度在整个道路线上保持不变。
即在曲线段上,根据坡度,调整道路的高差和超高,以保证宽度的一致性。
混合法是指综合运用等高法和等宽法,根据地形特点和道路的设计要求,通过计算和调整,确定道路的横断面形状和坡度。
即在曲线段上,根据地形的高差情况,先进行等高法计算,然后再根据标准宽度,进行等宽法调整。
土石方计算与调配是指根据工程的设计要求和地质条件,计算和安排土石方的开挖、填筑和调配工作,以确保工程的质量和进度。
土石方计算首先需要确定土石方的开挖量和填筑量。
开挖量是指工程中需要挖掘地面的土石方量,填筑量是指工程中需要填充地面的土石方量。
通过测量和分析地形地貌,确定工程中各个区域的开挖和填筑量,并根据地质勘察结果,计算出土石方的总量。
土石方调配是指确定土石方从开挖区域到填筑区域的运输路径和方式。
根据工程的布置和现场条件,确定土石方的运输方式,包括直接运输和间接运输。
直接运输是指土石方从开挖区域直接运输到填筑区域,间接运输是指土石方先运输到堆场,再从堆场运输到填筑区域。
厂矿道路设计规范GBJ22—87总则第1。
0.1条为使厂矿道路设计贯彻执行国家的有关方针政策,从全局出发,按厂矿企业总体规划,统筹兼顾,合理布设,并做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,特制订本规范。
第1。
0。
2条本规范适用于新建、改建的厂矿道路设计,不适用于林区道路设计。
第1。
0.3条厂矿道路宜按下列规定划分为厂外道路、厂内道路和露天矿山道路。
一、厂外道路为厂矿企业与公路、城市道路、车站、港口、原料基地、其它厂矿企业等相连接的对外道路;或本厂矿企业(露天矿除外)分散的厂(场)区、居住区等之间的联络道路;或通往本厂矿企业(露天矿除外)外部各种辅助设施的辅助道路。
二、厂内道路为厂(场)区、库区、站区、港区等的内部道路.三、露天矿山道路为矿区范围内采矿场与卸车点之间、厂(场)区之间行驶自卸汽车的道路;或通往附属厂(车间)和各种辅助设施行驶各类汽车的道路。
第1。
0。
4条厂矿道路设计,应坚持节约用地的原则,不占或少占耕地,便利农田排灌,重视水土保持和环境保护;应贯彻因地制宜、就地取材的原则,充分利用工业副产品和废渣,降低工程造价。
第1。
0.5条厂矿道路设计,应适合厂矿企业生产(包括检修、安装)和其它交通运输的需要.对厂矿基本建设期间的超限货物(大件、重件)运输,可根据具体情况,予以适当考虑。
厂矿道路等级及其主要技术指标的采用,应根据厂矿规模、企业类型、道路性质、使用要求(包括道路服务年限)、交通量(包括行人),车种和车型,并综合考虑将来的发展确定。
当道路较长且沿线情况变化较大时,可按不同的等级和技术指标分段设计。
需要分期修建的厂矿道路设计,应使前期工程在后期仍能充分利用。
第1。
0.6条需要改建的厂矿道路设计,应充分、合理利用原有道路、桥涵等工程。
当所利用的原有道路局部路段受条件限制不符合本规范的要求时,在经过技术经济比较和采取相应措施确保安全通行的前提下,可对本规范规定的个别技术指标作适当变动,但应经设计审批部门批准;当原有道路不能利用而需改线时,改线路段应按新建厂矿道路设计.第1。
(1)翻浆4、其他病害School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科4、其他病害裂缝:基础处理不当而造成砌体产生沉陷或施工处理与养护不当而使砌体产生过度收缩或膨胀等都会引起砌体的裂缝。
断裂、倾斜或鼓肚:一般是由于砌体后土的侧向压力增大或基础的不均匀沉陷所致,多由水的作用或冰冻作用而引起。
沉陷:由于基础土质松软或压实不足所致。
School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科(2)挡土墙破坏☐(3)泥石流☐(4)岩溶☐(5)地震4、其他病害School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科5、路基病害的防治原则◆(1)不良工程地质和水文地质条件地质构造、岩层走向、土质、地下水位等◆(2)不利的水文和气候因素降雨、洪水、干旱等◆(3)设计不合理边坡坡度、填高、排水、加固防护等◆(4)施工不合理填筑顺序、压实、爆破等◆路基破坏原因分析School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科◆路基病害的工程防治 路肩的养护边坡的养护 排水设施的养护 挡土墙和护坡的养护 路基翻浆的养护 软土地区养护5、路基病害的防治原则School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科节尾School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科第三节路基横断面设计◆核心内容路基宽度 路基高度路基的边坡坡度(率)School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科(1)路基宽度的概念:路基宽度为行车道、路肩、中间带、变速车道、爬坡车道等宽度之和,一般可理解为土路肩外边缘之间的距离。
(2)路基宽度的确定原则须考虑占用土地及生态问题,应尽可能少占农田、考虑填挖平衡以减少取土开挖、防止水土流失以维护生态平衡。
1、路基宽度School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、路基宽度a)高速公路和一级公路b)二、三、四级公路School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、路基宽度c )城市道路1、路基宽度(3)技术标准-School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、路基宽度(3)技术标准-School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、路基宽度路面结构面层基层底基层上路床下路床上路堤下路堤a b讨论:路基宽度?a ?b ?哪一个是路基宽度?School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科(1)路基高度:是指路堤的填筑高度或路堑的开挖深度,一般为路基设计高程与原地面(中心线)高程之差;由于原地面不平整,因此还有边坡高度。
(2)路基高度的确定:路基高度结合公路路线纵断面、排水及防护措施确定,同时与路基临界高度结合;应使路肩边缘高出地面积水,并考虑地面水、地下水、毛细水和冰冻作用对路基强度、耐久性和稳定性的影响。
高路堤及深路堑的判别标准以边坡高度为依据;沿河及受水浸淹路基的高度应大于:设计洪水位+壅水高度+波浪侵袭高度+0.5m 。
当路基高度不符合规定时,可采取降低水位、设置毛细水隔断层等措施。
2、路基高度School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、路基高度◆(3)路基设计高程①新建公路的路基设计高程:✓高速公路和一级公路采用中央分隔带的外侧边缘标高;✓二、三、四级公路宜采用路基边缘标高,在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边缘标高。
②改建公路的路基设计高程:✓一般按新建公路的规定执行,也可视具体情况而采用中央分隔带中线或行车道中线高程。
③问:应该称为路面高程,为什么称为路基设计高程?School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、路基高度◆(4)沿河路基高度要求沿河及受水浸淹的路基,其高度应根据技术标准所规定的设计洪水频率,求得设计水位,再增加0.5m 的余量。
路基设计洪水频率School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、路基高度讨论:路基高度?a? b? c?, 有路拱又怎么办?路面结构面层基层底基层上路床下路床上路堤下路堤abc▽▽School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科(1)路基边坡概念:用边坡高度与边坡宽度之比H:b 的形式表示,并取H=1计算为1:m (路堤)或1:n (路堑)的形式表示边坡坡率。
边坡坡度的大小,取决于边坡的土质、岩石的性质及水文地质条件等自然因素和边坡的高度。
(2)路基边坡坡度的大小直接影响路基的整体稳定性及土石方量和施工难易程度;一般路基的边坡坡度应通过设计验算确定,也可根据多年工程实践经验和设计规范推荐的数值进行采用;3、路基边坡坡度(率)路基边坡坡度示意图a)路堑;b)路堤School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科(3)常用的路堤边坡坡度:1)一般路堤边坡坡度:1:1.51:1.3巨粒土1:1.751:1.5粗粒土1:1.751:1.5细粒土下部(H ≤12m )上部(H≤8m )边坡坡率填料类别路堤边坡坡度表路基边坡坡度示意图3、路基边坡坡度(率)School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科2)高路堤及沿河浸水路堤:单独设计3)填石路堤:用大于25cm 不易风化的石块砌筑,坡度可用1:1;4)陡坡填方可采用砌石护墙:顶宽0.8m ,基底以1:5向内斜,H=2~15m ;1:0.751:0.6≤1531:0.671:0.5≤1021:0.51:0.3≤51外坡坡度内坡坡度高度(m )序号砌石边坡坡度表5)地震地区边坡高度极限值3m6m粗粒土(细砂、极细砂除外)10m 15m 岩块和细粒土(粉性土和有机质土除外)98基本烈度填料路堤高坡高度限制(m)3、路基边坡坡度(率)School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科(4)常用的路堑边坡坡度:1)路堑边坡设计时应考虑地貌、地质构造上的整体稳定性,不良情况时应使路线避绕,稳定的地质也应考虑开挖后能否造成坡面减少支承而引起失稳;2)土质路堑边坡坡度:1:1中密1:0.75胶结和密实卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土1:1.5中密以上的中砂、粗砂、砾砂1:1粘土、粉质粘土、塑性指数大于3的粉土边坡坡率土的类别土质挖方边坡坡度表细粒土密实度很高,粗颗粒之间呈弱胶结,试坑用镐开挖很困难,天然坡面可以陡立胶结试坑坑壁稳定,开挖困难,土块用手使力才能破碎,从坑壁取出大颗粒处能保持凹面形状密实天然坡面不易陡立,试坑坑壁有掉块现象,部分需用镐开挖中密铁锨很容易铲入土中,试坑坑壁容易坍塌较松试坑开挖情况分级土的密实程度划分表3、路基边坡坡度(率)School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科3)岩石路堑边坡坡度边坡岩体类型风化程度边坡坡率H<15m 15m≤H<30m Ⅰ类未风化、微风化1:0.1~1:0.31:0.1~1:0.3弱风化1:0.1~1:0.31:0.3~1:0.5Ⅱ类未风化、微风化1:0.1~1:0.31:0.3~1:0.5弱风化1:0.3~1:0.51:0.5~1:0.75Ⅲ类未风化、微风化1:0.3~1:0.5弱风化1:0.5~1:0.75Ⅳ类弱风化1:0.5~1:1强风化1:0.75~1:1岩石挖方边坡坡度表3、路基边坡坡度(率)School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科4)H≥10m 时地震地区岩石路堑边坡坡率岩石种类基本烈度89风化岩石1:0.6~1:1.51:0.75~1:1.5一般岩石1:0.1~1:0.51:0.2~1:0.6坚石1:0.1~直立1:0.1~直立3、路基边坡坡度(率)汶川地震节尾第四节路基边坡稳定性分析◆核心内容概述直线滑动面的边坡稳定性分析 折线滑动面的边坡稳定性分析 曲线滑动面的边坡稳定性分析 软土地基的路基稳定性分析 浸水路堤的稳定性分析 路基边坡抗震稳定性分析路基稳定性分析方法选择与参数确定School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University ,China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科▪1、边坡种类:天然边坡、人工边坡。
▪边坡:具有倾斜坡面的岩土体。
▪土坡:具有倾斜坡面的土体。
一、概述。