路基工程教案3和4章

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,路基工程讲义,宋高嵩,哈尔滨理工大学,第三章 一般路基设计,本章主要内容,：,1、,路基典型横断面及设计要点,2、,路基的基本构造与几何尺寸设计,3、,路基附属设施的设计。,本章重点:,一般路基断面设计,边坡坡度设计,3-1行车道及路基宽度,一般路基是指一般地区，填方高度或挖方深度小于规范规定高度或深度的路基，且有典型横断面和成熟的设计规定。,一、 行车道数及行车道宽度,行车道数,:,单车道、双车道、四车道、六车道、八车道和多车道,二、中间带与路肩宽度：,1、,中间带由两条左侧路缘带及中央分隔带组成。,2、,路肩宽度,l,高速，一级公路、二级公路硬肩路,+,土路肩,l,三级路及以下土路肩,三、路基宽度,行车道与路肩宽度之和（高速、一级公路包括中间带宽度）,3-2路基典型横断面型式,路堤，路堑，半填半挖或不填不挖,一、路堤高于原地面，指全部用岩土填筑而成由填方构成的路基。,1、,路堤的类型,P35,图,3-1,l,按填土高度分：,高路堤,填土高度大于,20,m,的路堤，属非一般路基应算稳定性。,矮路堤,填高小于,m,平原区取土困难选用。两侧均设边沟，旦满足最小填土高度要求。,一般路堤,介于二者之间。即填土高度,1.520,m,范围内的路堤。,l,按所处条件及加固类型：,沿河（浸水）路堤,浸水侧边坡放缓为1：2，设计安全水位,m,，,取土坑设背水一侧，护坡道大于等于,4,m,。,l,陡坡护脚路堤,较陡山坡应设砌石护脚。,l,挖沟（渠）填筑路堤,利用控渠土填筑路基，与农田水利相结合。,2、,路堤的边坡坡度,边坡的高度与边坡宽度的比值：,（,1,：,m,）,m,值越大稳定性越好,3、,路堤的特点,l,路堤通风良好，排水容易，常处于干燥状态。,l,路堤病害少，强度与稳定性容易得到保证。,二、路堑低于原地面，指全部在天然地面开挖而成，由挖方构成的路基。,1、,路堑的类型：,P61,图,3-2,l,全挖路基路基两侧面设边沟，路堑上方设截水沟。,l,台口式路基避免局部填方。,l,半山洞路基节省石方工程，应注意安全。,2、,路堑地的边坡,坡度的确定应根据边坡高度，土，石种类及土的密实程度，地面水，地下水情况，施工方法等综合考虑确定。,3、,路堑的特点,l,通风，排水不利，病害较多且视线受阻。,l,注意排水和边坡稳定，美化问题。,三、半填半挖又称填挖结合，是路堤路堑的综合形式。主要设在较陡的山坡上。,1、,半填半挖类型,P37,图,2、,半填半挖坡度确定,结合路堤、路堑边坡综合选定。,四、不填不挖原地面与路基标高相同,特点：节省土石方、但排水不利，易发生水淹、雪埋等病害。,常用于干旱的平原区和丘陵区及山岭区的山脊线,3-3路基附属设施,取土坑、弃土堆、护坡道、碎路台、堆料坪、错车道,一、取土坑,1、,平坦地区，如果用土量较少，可两侧设取坑取土。,2、,取土坑的深度、宽度应综合考虑，平坦区深度不大于,1,m,。,3、,取土坑的边坡靠路基一侧另一侧不大于,1:1,。,4、,取土坑的排水底宽较窄时，设,2-3%,的单向横坡，底宽时双向横坡中间排水（,P71,图,3-9,）。,5、,在桥头引道或洪水淹没地段，路堤两旁不设取土坑,。,二、弃土堆,1、,弃土堆设在低洼地，原地面平坦,1,稳定,F,S,=1,极限,平衡状态,F,S,1,不稳定,F,S,(1.201.45),经济且稳定,二、均质砂、砾类土路堑边坡路堑边坡,不考虑车辆荷载的影响,4-3圆弧法适用于具有粘聚力的一般土质边坡稳定性,一、数解法又称条分法或瑞典法（年瑞典学者,peleeiloh,提出）,条分法的基本方法将圆弧滑动面上的土体划分成若干土条，每条宽-,m,，,依次计算出每个土条的沿滑动面的抗滑力矩及滑动力矩，并求得稳定系数,二、滑动面圆心辅助线确定,法,三、计算稳定系数,表4-7 路堤稳定安全系数,分析内容,地基情况,计算采用的地基平均固结度及强度指标,稳定安全系数,路堤的堤身稳定性,按表4-5确定（路基填土采用的强度指标）,135,路堤和地基的整体稳定性,地基土渗透性较差、排水条件不好,取,U,=0，,地基土采用直剪固结快剪或三轴固结不排水剪指标，路堤填土按表4-5确定,120,按实际固结度，采用直剪固结快剪或三轴固结不排水剪指标，路堤填土按表4-5确定,140,地基土渗透性较好、排水条件良好,取,U,=1，,采用直剪固结快剪或三轴固结不排水剪指标，路堤填土按表4-2确定,145,取,U=,1，,地基土采用快剪指标，路堤填土按表4-5确定,135,路堤沿斜坡地基或软弱层滑动的稳定性,采用直剪快剪或三轴不排水剪指标，路堤填土按表4-5确定,130,二、表解法,36,0,法绘制圆心辅助线（不考虑车辆荷载）；,.,SO,1,=,（）,H,得圆心,O,1,.,其他各圆心点，由,O,1,开始，每隔,H,定一点，分别为,O,2,O,3,O,4,O,51,计算稳定系数,式中：,H,边坡高度，米；,c,土的粘聚力，千帕；,f,土的内摩擦系数，为土的内摩擦角，度；,A,，,B,取决于几何形状的系数，由表,4-10,可查得。,F,S min,满足要求,5,4-,浸水路堤边坡稳定性验算,1.,浸水路堤的特点：,浸水路堤,64,受到季节性或长期浸水的沿河路堤、河滩路堤、桥头引道、路堤等。,（,1,）稳定性受水位降落的影响,水位上升时，土粒受到指向内部的动水压力，增加稳定性。,水位下降时，土粒受到指向外部的动水压力，不稳定性增加，产生边坡凸起与滑坡或路基变形。,（,2,）稳定性与路堤填料透水性有关动水压力,中性透水性材料（亚砂土、亚粘土），须考虑,2,、浸水路堤的高度与断面形式,3,、动水压力计算,（粘性土填筑浸水路堤）,I-,渗流水利坡降,-,浸润线与滑动面之间的面积,-,水的比重,4,、浸水路堤边坡稳定性验算,用圆弧法进行浸水路堤边坡的稳定性分析，其稳定安全系数,F,s,可按下式计算：,（,4,-,14,）,式中：,F,s,稳定安全系数，应符合表,4,-7,；, 陡坡路堤的滑动稳定性验算,当路堤修筑在陡坡上，地表斜坡陡于,1,:,或在不稳定山坡上时，不仅要分析路堤边坡稳定性，还要分析路堤沿陡坡或不稳定山坡下滑的稳定性,。,一、直线滑动面验算,当基底为单一坡面，土体沿直线滑动面整体下滑时，可用直线滑动面法进行边坡稳定性分析如图,4,-,14,。,滑动面以上土体的稳定性可按下式计算,二、折线滑动面验算,当滑动面为多个坡度的折线倾斜面时如图,4,-,15,，可将滑动面上土体折线段划分为若干条块，自上而下分别计算，直到第,n,条的剩余推力为零，由此确定稳定安全系数,F,s,：,当路堤稳定安全系数,F,s,不小于,1.,2,（表,4,-,7,所列值）时稳定，否则不稳定，必须采取稳定措施。,三、防止陡坡路堤滑动的措施,增加陡坡路堤稳定性的措施，主要有：,1.,改善基底状况，增加滑动面的摩擦力或减小滑动力。,例如，清除松软的表层覆盖土，夯实基底，使路堤置于坚实的硬层上；开挖台阶，放缓横坡，以减小滑动力；在路堤上侧开挖截水沟或边沟，以阻止地面水浸湿基底；受地下水影响时，则设置盲沟以疏干基底土层。,2.,改变填料及断面形式,例如，采用大颗粒填料，嵌入地面；或放缓坡脚处的边坡，以增加抗滑力。,3.,在坡脚处设置支挡结构物,例如，设置由石料填筑的护脚，设置干砌或浆砌挡土墙等，其尺寸由计算确定,第四章 思考题,1.,为什么要进行路基稳定性设计？设计方法有哪些？,2.,路基稳定性分析的力学验算法中，如何判别路基的稳定性,?,3.,试述用圆弧法验算边坡稳定性的步骤？,4.,浸水路堤边坡稳定性验算与一般路堤验算有何不同？是不是各种填料情况下都要考虑动水压力？,6.,何为陡坡路堤？其稳定性验算与一般路堤有何不同？滑动面为折线时，怎样验算其稳定性？,7.,已知路堤高度,12,米，边坡坡度上部,1,:,，下部,1,:,，顶宽,10,米，填土为粘性土，土的粘聚力,c,千帕，内摩擦角,25,，容重,千牛,/,立方米，试验算其稳定性。,8.,已知碎石土路堑边坡，高度,11,米，边坡坡度,1,:,，碎石土容重,=22,千牛,/,立方米，土的粘聚力,c,=12,千帕，内摩擦角,40,，试验算此边坡的稳定性。,9.,已知路堑边坡坡度为,1,:,1,，坡顶水平，边坡土容重,千牛,/,立方米，单位粘聚力,c,=10,千帕，内摩擦角,=30,，,当边坡稳定系数取时，试用表解法确定边坡的极限高度。,10.,路堤边坡高度,H,米，填土容重,千牛,/,立方米，单位粘聚力,c,千帕，内摩擦角,=24,，,边坡坡度为,1,:,，试用表解法验算边坡的稳定性。,