1路基、路面及排水设计说明

第四篇路基、路面排水说明一、 设计原则与依据1 设计依据本设计以交通部部颁标准公路工程技术标准JTG B01 2003、公路路基设计规范 、公路路基施工技术规范 、公路排水设计规范 、公路水泥混凝土路面设计规范、公路水泥混凝土路面施工技术规范为依据进行设计。2 设计原则1. 路基设计根据沿线地形、地质、气象、水文等自然条件及环境保护的要求，因地制宜，采取必要的的排水防护措施和经济有效的病害防治措施。2. 公路排水设计根据公路等级，沿线地形、地质、气象、水文等自然条件，全面规划，合理布局，少占农田，并与当地排灌系统及水利设施协调。3. 路面设计根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，密切结合当地实践经验，进行路基路面综合设计。二、一般路基设计1 路基标准横断面路基设计高程为行车道中心线高程，超高方式采用绕路基中线旋转。 计算路基土石方已考虑了路槽厚度的影响，并计入了开挖边沟、排水沟的土石方。2 填方路基1. 填方边坡坡率当 H 8.0m 时，采用 1：1.5 的边坡；当 8.0mH20.0m，采用折线型边坡，上部8m采用 1：1.5 ，下部采用 1： 1.75 。2. 施工注意事项路基压实度要求： 零填及路堑路床以下080m的压实度应大于96%。填方路基的路床以下080m的压实度应大于96%，80150cm的压实度应大于 94%，大于 150cm的压实度应大于93%。（采用公路工程技术标准JTG B012003）路基填料最小强度 （CBR值）要求：零填及路堑路床以下030m的 CBR值不小于 8.0%。填方路基的路床以下030m的 CBR值不小于 8.0%，3080m的 CBR值不小于 5.0%，80150cm的CBR值不小于 4.0%，大于 150cm的 CBR值不小于 3.0%。（采用公路路基施工技术规范 JTJ 033 95）3挖方路基挖方边坡坡率边坡坡率原则上：全风化岩石路段和土质路段采用1：1。4 路基防护工程设计本公路采用的路基防护及支挡工程主要有：草皮护坡、路堑拱型骨架草皮护坡、挡土墙。上述各种防护型式适用条件简述如下：1）路基填方：采用路堤喷播及三维植被网植草皮护坡。2）路基挖方挖方段内仅为单级边坡，即平均高度H8.0m 时，采用路堑草皮护坡；平均高度 H8.0m 时，采用路堑骨架草皮护坡。3）边坡加固设置路堑挡墙防护， 施工时应注意， 路堑边坡开挖后， 及时做好坡面防护， 以免影响路堑边坡的整体性和稳定性。三、 路面工程设计1 设计理论和方法采用双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性连续体系理论，以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标，计算路面结构厚度。对高速、一级、二级公路的沥青面层和半刚性材料的基层、底基层应进行层底拉应力的验算。2 沥青路面表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低，施工期短，养护维修简便，适宜于分期修建。 沥青路面属柔性结构， 其强度和稳定性很大程度上取决于土基和基层的特性，施工时必须掌握路基土的特性进行充分压实。沥青路面结构组合必须根据行车荷载应力分布和自然因素对路面材料影响的规律，路基和路面各结构层之间的工作特性、 相互制约关系以及施工工艺的要求来考虑结构组合的技术经济性。3 面层面层直接同行车和大气接触，承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲击抗变形能力，较好的水稳定性和温度稳定性， 而且应当耐磨，不透水，表面还应具有良好的抗滑性和平整度。根据设计年限内累计标准轴次，确定该一级公路采用沥青混凝土高级路面，设计年限为15 年。沥青面层厚度由推荐知为510cm。鉴于该地区交通荷载较重，车辙破坏严重，采用密集配沥青混合料提高动稳定度， 以改善车辙影响。 该地区主要考虑低温抗裂性， 使用稠度较低，温度敏感性低的沥青， 可以减少或延缓路面的开裂， 增加面层厚度也可以一定程度减少或延缓路面的开裂。面层设计成三层， 上面层为 6cm细粒式沥青混凝土， 中面层为 8cm中粒式沥青混凝土， 下面层为 10cm粗粒式沥青混凝土。沥青混合料中，中集料选用碎石，细集料选用石屑，填料采用石灰岩矿粉。4 基层基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并扩散到下面的垫层和土基中去，应具有足够的强度和刚度， 并具有良好的扩散应力的能力。为增加基层的强度和稳定性，减少低温收缩裂缝，采用半刚性基层。半刚性基层整体性强，承载力高，刚度大，水稳定性好，且较为经济。（1）水泥稳定类水泥矿物与土中的水分发生强烈的水解和水化反应，改善土性，提高强度。水泥稳定土强度随水泥剂量增加而增加， 但应有一个合理的范围。 含水量对其强度有重大影响，混合料中含水量不足时， 水泥与土争水； 若土对水有较大亲和力， 就不能保证水泥充分作用。水泥稳定土强度的形成与含水量有着极大的关系，适用于温差不大的地区。（2 ）二灰稳定类在石灰土中加入粉煤灰， 石灰土最佳含水量增大， 最大干密度减少， 但其强度、刚度和稳定性均有不同程度的提高， 尤其是抗冻性有显著改善， 而湿度收缩系数比石灰土有所减少，对抗裂有重要意义。 粉煤灰是一种缓凝物质， 在火山灰中反应缓慢， 这导致其后期强度高， 而早期强度底。条件可能时，优先选用二灰稳定类， 具有较强的胶结能力和稳定性，成板体，抗水、抗裂、抗冻性好，抗干缩与温缩能力都较强，适宜各种气候环境和水文地质，可适用于不同地区。主要解决早强不足的问题。如何提高二灰材料早期强度，目前常用掺加少量水泥和化学添加剂的方法，但加水泥后，尽管提高了早期强度，但工艺上有初、终凝时间限制，多采用掺加化学添加剂的方法。同时，若开放交通初期适当限制重车，也不会引起路面结构的早期破坏。（3） 基层厚度一般按设计计算或经验得到， 应不会对路面早期病害形成构成多大影响，然由于目前施工水平、施工设备等限制，以及施工管理不善，很容易造成施工缺陷而引发路面早期病害。通过调查，基层缺陷是诱发沥青路面早期龟裂唧浆的主要因素，主要体现在基层厚度、 分层施工上下层的分层厚度以及分层施工的时间间隔等方面，造成龟裂唧浆主要原因在于基层厚度太薄。基层分层一定要保证各分层的最小施工厚度，就我国目前施工状况及施工水平而言，基层厚度不合理易造成薄的夹层最终导致路面损坏。（ 4） 从经济角度考虑，一般应优先采用二灰砂砾或水泥砂砾；从材料变化特性来看，路堤边沟：根据汇水面积的大小设置不同的水沟类型，详细布设见排水设计图。水泥稳定粒料干缩、温缩系数均大于二灰稳定类，从减少开裂角度而言，应优先选用二灰类。按照规范推荐，结合该地区实际情况， 基层最终采用水泥稳定碎石， 底基层采用二灰碎石。这样不仅可提高基层强度，而且材料价格低廉，来源方便，粉煤灰从就近的发电厂取用。（5） 垫层垫层主要用于改善土基的湿度和温度状况， 以保证面层和基层的强度、 刚度和稳定性， 不受土基水温状况变化所造成的不良影响。常用松散材料或稳定类材料，选用二灰沙砾垫层。（6） 结合规范推荐结构和当地实际经验，推荐路面结构如下：面层结构都一致采用：上面层 4cm细粒式密级配沥青混凝土中面层 6cm中粒式密级配沥青混凝土下面层 8cm粗粒式密级配沥青混凝土干燥状态下：基 层 25cm水泥稳定碎石底基层 20cm二灰碎石中湿状态下：基 层 25cm水泥稳定碎石底基层 20cm二灰碎石垫 层 15cm天然沙砾五、路基、路面排水系排水系统根据路线平纵面、 沿线地形、 地质条件、桥涵位置，结合当地灌溉沟渠综合考虑进行设置，包括路面、路基边坡坡面和路界范围内地表坡面的表面排水。路面排水系统以通过路面横向坡度向两侧排流为主。路堑边沟：一般切方路段设置矩形边沟，采用M7.5 浆砌片石。不同切方路段根据汇水面积的大小设置尺寸不同的矩形边沟，详细的尺寸见排水一般构造图。