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路基路面工程课件第4章特殊路基设计全解

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路基路面工程 概论PPT课件

路基路面工程 概论PPT课件

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1.2 路基路面工程特点与性能要求
二 要求路面具有以下性能要求
2.稳定性 天然地表面因修建道路而导致地表失衡，在达到新的平衡
之前，道路处于暂时不稳定状态。 对路面结构的稳定性有重要影响的有： （1）大气降水：使结构内部湿度发生变化，低洼处排水不良， 长期积水会使得较矮的路堤软化，导致路面失去承载力。而且 处于某一深度的地下水可以通过毛细润湿和渗透进入路基。
课程性质：是道桥及渡河工程、交通土建等专业必修的一门专 业主干课程，主要讲述公路与城市道路路基工程、路面工程的 基本理论和基本知识。 与其他课程的关系：《结构力学》、《土力学》、《工程地质 学》、《道路建筑材料》。
现代路基路面工程的特点： 1.适应人类社会建设与发展的要求； 2.满足快速、安全、舒适的行车要求； 3.满足环保、友好、低能耗的现代功能要求；
1.1 路基路面工程发展概况
二 我国路基路面工程建设和研究的成果：
●沥青路面结构 ♦水泥混凝土路面结构 ●半刚性路面结构 ♦柔性路面、刚性路面设计理论与方法 ●路面使用性能与表面特性 ♦路面养护管理
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1.2 路基路面工程特点与性能要求
一 特点
1.路基：在天然地表面按照道路的设计线型（位置）和设计 断面（几何尺寸）的要求开挖或者堆填而成的岩土结构物。 2.路面：在路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层 状结构物。
图为通向柏林的A9公路，使用时间超过了50年，图 8 中为第一阶段的水泥路面。
1.1 路基路面工程发展概况
9
1.1 路基路面工程发展概况
二 我国路基路面工程建设和研究的成果：
●公路自然区划 ♦土的工程分类 ●路基的强度和稳定性 ♦高路堤修筑技术与支挡结构 ●软土地基稳定技术 ♦岩石路基爆破技术

路基路面工程道路工程概论讲义PPT课件精选全文

路基路面工程道路工程概论讲义PPT课件精选全文
第37页/共94页
路基的干湿类型
路基湿度的来源
大气降水、地面水、地下水、
水蒸气及其凝结水、给排水设施泄露
路基干湿类型的划分
标准：平均稠度Bm=（WL-Wm）/（WL-Wp） 类型：干燥、中湿、潮湿、过湿
路基临界高度
第38页/共94页
6.2路基设计 一． 路基横断面基本形式
路堤
路堑
半挖半填路基
3.1竖曲线设计
定义 分类 作用
第19页/共94页
竖曲线要素计算
变坡角 1 （2 “”为凸曲线、“”为凹曲线） 曲线长L R
切线长T
L 2
外矢距E T 2 2R
切高y x2 2R
竖曲线起点桩号=变坡点桩号-T 竖曲线终点桩号=变坡点桩号+T 某桩号在凸（凹）曲线上的设计标高
=该桩号在切线上的设计高-（+）y
拓宽路口式交叉口设计 拓宽车道数
拓宽位置的选择
拓宽车道长度的计算
环形交叉口设计
中心岛的形状和尺寸
环道的宽度
交织角
环岛进出口的转弯半径
第32页/共94页环 道 的 横 截 面
交叉口竖向设计
原则
基本形式
设计方法及步骤
O2
E2 A
E D3
E3
M3
O3 F3 F
第33页/共94页
计算图示
5.2立体交叉设计
路基土方施工
开挖
运输
填堆
压实
第45页/共94页
修整
路基压实
压实土基的意义
影响路基压实效果的因素：
干
内因： 含水量
容 重
土质
外因： 压实功能
压实机具
第46页/共94页

[PPT]一般路基及特殊路基设计讲义221页

[PPT]一般路基及特殊路基设计讲义221页
• 设计要点
• 保证路基临界高度要求的最小填土高度，使路基处于干燥或中湿状态； • 保证路基工作区路基的强度和稳定性； • 沿河和浸淹路基高度＝设计水位＋壅水高＋波浪侵袭高＋0.5m安全高。
（路基设计洪水频率：高速、一级1/100，二级1/50，三级1/25，四 级按具体情况确定） • 全封闭的高速公路处理好填土高度和横向沟通（涵洞或天桥）的关系
A.路基宽度B- width of subgrade： 行车道路面和两侧路肩宽度之和.
高速、一级公路路基标准横断面
路肩
车道
中间带 车道 车道 硬路肩 路缘带
路
路
缘中缘
带央带
分
隔
带
二、三、四级公路路基标准横断面
路肩
车道
路肩
土路肩 硬路肩 车道
车道
二级公路加宽硬路肩时
三、四级公路一般情况
B.路基高度H- height of subgrade：
三、路基边坡坡度
• 路基边坡坡度：边坡高度H和边坡宽度b之比。
路堤1：m
路堑1：n
• 影响边坡坡度大小的因素
• 边坡的土质 • 岩石的性质
1 M(或n)
• 水文地质条件
• 边坡高度
• 边坡坡度设计的依据
• 路基的整体稳定性（技术）
• 填挖土石方量（经济性）
• 一般路基的边坡坡度可根据多年工程经验和设计规范推荐的 数值确定。
向内倾斜2％～4％
路堑边坡坡度
1.土质路堑
土质路堑边坡形式及坡率应根据工程地质条件、边坡高度、排水措施、 施工方法，结合自然稳定山坡和人工边坡的的调查和力学分析确定。
1）边坡高度不大于20m时，边坡坡率不宜大于下表规定
土的类别

《路基路面工程》教学课件一般路基设计

《路基路面工程》教学课件一般路基设计
沥青混凝土：适用于高速公路、一级公路等高等级路面 水泥混凝土：适用于城市道路、二级公路等中低等级路面 碎石路面：适用于低等级公路、乡村道路等 土路：适用于低等级公路、乡村道路等 特殊路面材料：如橡胶沥青、彩色沥青等，适用于特殊场合或特殊需求
路面排水设计
路面排水系统的组成：排水沟、排水管、排水井等 路面排水系统的设计原则：确保路面排水畅通，防止积水和冲刷 路面排水系统的设计方法：根据路面坡度、降雨量、土壤渗透性等因素进行设计 路面排水系统的维护和管理：定期检查、清理和维修，确保排水系统的正常运行
路基防护的目的：防止路基受 到侵蚀、冲刷、崩塌等破坏
路基防护的设计方法：工程地 质调查、水文地质调查、环境
影响评价等
稳定性分析方法
静力平衡法：通过计算路基的静力平衡状态，判断其稳定性 动力分析法：通过计算路基的动力响应，判断其稳定性 极限平衡法：通过计算路基的极限平衡状态，判断其稳定性 数值模拟法：通过数值模拟路基的变形和破坏过程，判断其稳定性
确定
锚杆施工：钻 孔、清孔、注 浆、张拉等步
骤
锚杆检测：锚 杆抗拔力、锚 杆长度、锚杆 间距等指标检
测
路面结构分类
柔性路面：沥青混凝土、沥青碎石、沥青玛蹄脂等 刚性路面：水泥混凝土、钢筋混凝土、钢纤维混凝土等 半刚性路面：沥青稳定碎石、沥青稳定土等 特殊路面：彩色路面、防滑路面、降噪路面等
路面材料选择
路基加固方法
土工格栅加固：通过铺设土工格栅，提高路基的承载力和稳定性
土工膜加固：通过铺设土工膜，防止水分渗透，提高路基的稳定性
土工网加固：通过铺设土工网，提高路基的承载力和稳定性
土工格室加固：通过铺设土工格室，提高路基的承载力和稳定性
土工合成材料加固：通过铺设土工合成材料，提高路基的承载力和稳定 性

道路路基工程课件

道路路基工程课件

•
Kmin 1.25 路基边坡不能满足要求
圆弧滑动面法
假定条件：不规则曲面假设为圆弧滑动面 适用于采用带有粘性的土填筑的路堤
稳定验算方法有：条分法、工程计算简化法、毕 肖普法
条分法——在假定滑动面为圆弧的基础上，将圆弧面上 的滑动土体划分为若干个竖向土体，同时不考虑作用 在土条两侧的力，该法偏于保守；
4.1.3 路基的断面形式 1、路基的基本断面形式： ⑴路堤 ⑵路堑 ⑶半填半挖
2、路基横断面
《公路路基设计规范》（JTJ013-95） ①一般路堤
护坡道：一般公路1～2m, 高速公路＞3m.
②河路堤
路基必须保持一定的高度。有防护工程。
③ 半填半挖路基
当自然横坡陡于1:5时，路堤基地应挖成台阶， 宽≥1m，且有2-40%向内倾斜的坡度。挖方边 坡上方5m以外设截水沟。
水泥砂浆均匀紧贴坡面。 ④喷浆，将砂浆均匀喷射在易风化岩层的坡面上。 ⑤嵌补，补平坡面岩石中较深的凹坑，用砌石。 ⑥锚固，适用于岩石节理和构造面倾向路基有顺层滑动的可
能，是垂直岩面钻孔至不滑动的较完整成坚硬岩石上，将钢筋 穿入，灌注砼。 ⑦喷射砼，适用于易风化尚未严重风化且坡面干燥的岩石边坡。 方法同喷浆。
②根据自然区划、土质类型。排水条件及路床表 面距地下水位或地表积水位的高度按《规范》确 定。
4.1.5 公路自然区划
指为了区分不同地理区域自然条件对公路工 程影响的差异性，并在路基路面的设计，施工和 养护中采取合适的设计参数和技术措施，以保证 路基路面的强度和稳定性，对全国进行了公路自 然区划，即将自然条件相近的地区划分为同一自 然区。
对于较疏松的碎石土路边坡，宜用直线滑动面 法
这样，路堑边坡的最小稳定性系数可直接按下 式简化计算

第四章路面工程基础知识PPT课件

第四章路面工程基础知识PPT课件

2021/2/12
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四、填隙碎石基层
• 碎石基层可采用干压方法，要求填缝紧密，碾压坚实。 如土基软弱，应先铺筑低剂量石灰土或砂砾垫层，以 防止软土上挤和碎石下陷。
• 施工工序， • （1）准备下承层 • （2）施工放样，恢复中线，没10-15m设一桩，并测
出标高 • （3）备料。计算各段需要的粗碎石数量级填隙料。 • （4）摊铺粗碎石 • （5）初压。用两轮压路机碾压3-4遍，每次重叠三分
2021/2/12
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• 泥结碎石亦能用作路面的基层，但其水 稳定性较差，当用作沥青路面基层时一 般只适用于干燥路段。泥结碎石作为基 层时，主层矿料的粒径不宜小于40mm， 并不大于层厚的0.7倍。嵌缝料应与主层 矿料的最小粒径相衔接。土的塑性指数 以10－12为宜，含土量不宜大于混合料 总重的 15％。
铺 • 3）预碾碎石； • 4）碾压碎石并洒水； • 5）撒铺嵌缝料并碾压与洒水粘压； • 6）撒铺石屑（米石）并洒水碾压成型； • 7）初期养护。
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• 水结碎石，一般情况应全幅施工。不论分 一层或两层均应按压实系数1.25－1.3一次 摊铺，并须仔细找平。
• 根据碾压时碎石的移动、嵌挤以及最后成 型等情况，水结碎石路面的碾压过程可分 为三个阶段。
• 力学强度和稳定性：有赖于碎石的相互嵌挤作用，也有赖于 土的粘结作用。
• 石料要求：等级不宜低于IV级，长条、扁平状颗粒不宜超过 20％。不产石料地区的次要道路，交通量少时，可采用僵石 和碎砖等材料。所用粘土，应具有较高的粘性，塑性指数以 12－15为宜。粘土内不得含腐殖质或其它杂物。粘土用量一
般不超过混合料总重的15％－18％。
❖ 特点：具有良好的整体性、足够的力学强度、抗 水性和耐冻性。其初期强度较高，且随龄期增长 而增长。

《路基工程》PPT课件

密实程度
胶结 密实 中密 较松
边坡坡度参考值
边 坡 高 度 (m)
＜20
20～30
1：0.3～1：0.5
1：0.5～1：0.75
1：0.5～1：0.75
4
路堤是指路基设计标高高于天然地面标高时， 需要借土(或石)进行填筑而成的路基。
路堑是指路基设计标高低于天然地面标高时， 需要对天然地面实施开挖而形成的路基。
为保持土石方数量基本平衡，路基一侧开挖
而另一侧填筑时，称为半填半挖路基。
可整理ppt
5
西北干旱区
§4.1.4 公路自然区划
北部多年冻土区 黄土高原干湿过渡
下的回弹弯沉值，按下式计算土基回弹模量E0 ：
E010002lp0(102)0.712
式中：p、 —轮胎接地压强(MPa)与当量圆半径(cm)；
l0 —回弹弯沉代表值， 0.01mm。
(新土基 =2)，
l0 l
可整理ppt
15
4.2一般路基设计
一般路基定义 一般路基是指修筑在良好的地质、水文、气候条件下
8
6
5
4
4
3
3
2
8
6
填料最大粒径 (cm)
10 10 15 15 10
注：①当路床填料CBR值达不到表列要求时，可采取掺石灰或其它稳定材料处理。 ②其它等级公路铺筑高级路面时，应采用高速公路、一级公路的规定值。 ③粗粒土(填石)填料的最大粒径，不应超过压实层厚度的2/3。
可整理ppt
27
4.2.3.3 路基边坡
➢ 压实度的要求对不同的层位也不一样，上部要求高，往下 逐步递减。例如，对于高速公路、一级公路填方路基，路 面底面以下深度 0～80cm，压实度要求≥95％；80～ 150cm要求≥93％。这些规定与路基受力状态是一致的。
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2017/10/25 23
4.5 盐渍土路基
距地表1m范围内易溶盐含量超过0.3%时的土称为盐渍土。 病害特征：溶陷性、盐胀性、腐蚀性、渗透变形等。 了解分布范围和预防易发病害的的主要措施。
4.6 风沙地区路基
1、病害特征：沙埋——风速减慢，落沙堆积；沙丘移动； 风蚀——风沙冲击，侵蚀路基； 2、设计原则： a）选线时尽量避开严重的流沙地段； b）道路走向尽可能与主导风向大致平行； c）选择合理的断面型式和适当的路基高度。 3、路基处理： a）治沙、防沙； b）路基防护；
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20
4.2 山区路基
不良工程地质条件： A）地质构造和地震作用的影响明显； B）基岩起伏多变，地基软硬不均； C）填挖方造成地基软硬不均，高边坡路堑； D）土层在平面和空间上分布不均； E）地下水丰富。 1、滑坡地段路基
A）稳定性判断：红外线遥感技术
B）滑坡防治：地表排水、地下排水（排水渗沟）、减重、支挡工 程（挡墙、抗滑桩）
分步加载完毕 CASE 4
1. CASE 3 超静孔压接近填土荷载 2. CASE 4 超静孔压小于CASE 3 3. 最大超静孔压位于桩端附近
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CASE 1-加载完毕固结755d
一次性 加载方案
CASE 2-加载完毕固结709d
桩端穿透软土层
分步加载 方案
2017/10/25
10
（2）预压法施工方法
1、设置砂垫层和竖向排水板 2、设置水平排水系统
3、排水系统连接
4、铺设真空膜
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5、抽真空、路堤堆载
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2、控制总沉降法——双向复合地基法
高速公路 高速铁路
2017/10/25
13
2017/10/25
14
12.0
12.0
加筋材料
路基路面工程
第 4章 特殊路基设计
本章内容
本章主要介绍几种特殊路基的工程特征、自然病害、设计 方法和处治措施。 学习要求：了解特殊土路基的类型、特点和常见病害；熟 悉特殊土路基设计和施工中的处理措施。 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 软土与泥沼路基 山区路基 膨胀土路基 黄土路基 盐渍土路基 风沙地区路基
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60.0
分析模型与加载方案
6.0
路堤填土
软土地基
30.0
桩墙
7 6
加载方案一
计算模型（1）
12.0 12.0
加筋材料
填土高度 (m)
5 4
2 1 0 10
6.0
路堤填土
20
加 载 方 案 二
60.0
3
软土地基
30 40 50 加载时间 (d)
60
70
80
30.0
桩墙
加载方案
计算模型（2）
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（3）变形特点：流变性显著，沉降稳定所需时间长，总沉降 和工后沉降大。
上海“莲花河畔景苑”
2017/10/25
5
2、软土路基破坏特征
（1）沉降或不均匀沉降过大引 起路面开裂甚至损坏；
（2）荷载过大引起路堤整体、 局部失稳； （3）施工加载速度过快，软土 中超静孔隙水压力来不及消散， 导致路堤侧向滑移。
软土路基为 何会失稳？
预压法核心： 固结度与时间关系：
s = s + Du
Ut = f (t )
9
'
固结度与沉降关系： U = s(t ) / s(? ) t
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（1）预压法的原理和方法
1、利用砂井（塑料排水板）和砂垫层缩短排水距离
பைடு நூலகம்
s = s ' + Du
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2、减小超静孔隙水压力，提高有效应力 3、增大工期沉降，控制工后沉降
路基失稳—有效应力原理
路基整体失稳引起路面破坏
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3、软土路基处理原则
（1）控制工后沉降； （2）控制总沉降。 真空堆载预压控制工后沉降
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双向复合地基法 控制总沉降
减小侧向 滑移
减小总沉 降
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4.1.2 软土路基常用处理方法
1、控制工后沉降法——预压法
2017/10/25
3
4.1.1 软土路基基本特性
软土：以饱和软弱粘性土、淤泥和淤泥质土为主的地层，有时夹 有少量的腐泥或泥炭层。 主要分布：沿海、沿湖、沿河地段。
2017/10/25
4
1、软土路基特点
（1）物理特点：天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、透水 性差；
（2）力学特点：抗剪强度低、路基易失稳等。
超静孔隙水压力
1. 超静孔压小于填土荷载 2. CASE 2 超静孔压小于CASE 1 3. 最大超静孔压位于路堤底面处
1、超静孔压分布规律
一次性加载完毕， CASE 1－超静孔压 沿地基深度递减。
分步加载完毕， CASE 2 －超静孔压 沿地基深度递减。
2017/10/25
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一次性加载完毕 CASE 3
18
CASE 3-加载完毕固结1534d
一次性 加载方案
CASE 4-加载完毕固结1231d
桩端未穿透软土层
分步加载 方案
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4.1.3 泥沼路基
1、泥沼类型 按有机质含量：高有机质土（50％）、泥炭质土； 按分解程度：泥炭、腐泥； 按厚度：浅泥沼、中等泥沼、深泥沼； 按成因：低地泥沼、高地泥沼、过渡泥沼； 2、工程特征 主要取决于泥炭类土的矿物成分和分解程度。分解程度越 高，粘土矿物含量越大，则压缩性越小，透水性越差。 3、泥沼路基的处治 类似于软土路基，预压法、复合地基法。
2017/10/25
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4.4 黄土路基
1、结构特点：多孔隙，节理发育，具有较强的崩解性，吸 水膨胀失水收缩，各向异性。 2、主要病害： A）路基湿陷引起路基、路面、桥涵、挡墙等发生沉陷、变 形或开裂； B）路堑边坡发生剥落、冲刷、滑坍、崩坍、流泥； C）土质疏松、节理发育的路基土被水冲蚀或溶蚀形成暗河、 土洞和暗穴。 3、黄土路基的加固措施 A）消除和减轻黄土的湿陷性； B）陷穴的处理； C）路基排水，路基防护。
2、崩塌地段路基（崩塌事故）
3、泥石流地区路基（避开） 介绍实际工程中 4、岩溶地区路基（避开）
2017/10/25
顶板较厚情况 顶板较薄情况 溶洞较小情况
21
溶洞的处理办法
4.3 膨胀土路基
“橡皮土”——易被误认为较好的黏性土！！
膨胀土：亲水矿物含量高，具有较强的吸水膨胀、失水收缩的可 逆变形能力，属于高塑性粘性土。 分布：云、贵、川、粤、桂、鄂、豫、皖、冀、鲁、陕等地。 1、膨胀土路基的变形量可根据土的天然含水量分三种情况计算 （分层总和法）： A）当离地表1.0m处路基土含水量w<0.8wp时，按膨胀变形计算； B）当w>1.2wp时或直接受高温影响时，按收缩变形计算； C）当w=(0.8-1.2)wp时，按膨胀和收缩总量计算； 2、膨胀土路基设计应采取的措施： A）选择合理的路基断面； B）做好路基排水、防水、保湿措施； C）进行路基土的加固和改良（石灰桩、水泥桩、碎石桩）。
2017/10/25
2
4.1 软土及泥沼路基
软土 ：以饱和软弱粘性土、淤泥和淤泥质土为主的地层， 有时夹有少量的腐泥或泥炭层。主要分布 ：沿海、沿湖、沿 河地段。 泥沼：是以泥炭沉积为主，夹有腐泥或淤泥沉积的低洼潮湿 地段。主要分布：大小兴安岭、长白山、三江平原及青藏高 原等地区。 特征：天然含水量高、空隙比大、压缩性高、强度低，在其 上修正路堤易产生沉降过大、路堤失稳等。