【正文】 水設計的一般原則為： （ 1）排水設計要因地制宜，全面規(guī)劃，綜合治理，講究實效，注意經(jīng)濟，并充分利用地形和自然水系。一般情況下地面和地下設置的排水溝渠，宜短不宜長，以使水流不過于集中，及時疏散，就近分流； （ 2） 路基排水溝渠的設置，應注意與農(nóng)田水利相結(jié)合； （ 3） 路基排水要注意防止附近山坡的水土流失，盡量不破壞天然水系，不輕易合并自然溝溪和改變水流性質(zhì)，盡量選擇有利地質(zhì)條件布設人工溝渠； （ 4） 路基排水要結(jié)合當?shù)厮臈l件，就地取材，以防為主。 常用的路基地面排水設備 包括邊溝、截水溝、排水溝等，必要時亦有渡槽、倒虹吸及蓄水池等。這些排水設備，分別設在路基的不同部位，各自的主要功能、布置要求或構(gòu)造形式，均有所差異。 邊溝 設置在挖方路基的路肩外側(cè)或低路堤的坡腳外側(cè)，多與路中線平行，用以匯集和排除路基范圍內(nèi)或流向路基的少量地面水。邊溝的排水量 不大，一般根據(jù)沿線具體條件，選用標準橫斷面形式。邊溝不宜過長，盡量使溝內(nèi)水流就近排至路旁自然水溝和低洼地帶。土質(zhì)或軟弱石質(zhì)邊溝，土質(zhì)或軟弱石質(zhì)邊溝，一般都用梯形，其底寬與深度約 —，內(nèi)側(cè)邊坡一般為 1： 1，外側(cè)邊坡通常與挖方邊坡一致 。 截水溝 20 一般設置在挖方路基邊坡坡頂以外，或山坡路堤上方的適當?shù)攸c，用以攔截路基上方流向路基的地面徑流，減輕邊溝的水流負擔，保護挖方邊坡和填方坡腳不受流水沖刷。截水溝的橫斷面形式，一般為梯形，溝的邊坡坡度因巖土條件而定，溝底寬度和溝深不應小于 。截水溝 的位置，應盡量與絕大多數(shù)地面水流方向垂直，以提高截水效能和縮短溝的長度。 排水溝 其主要用途在于引水，將路基范圍內(nèi)各種水源的水流，引至路基范圍以外的指定地點。當路線受到多段溝渠或水道影響時，為保護路基不受水害，可以設置排水溝或改移渠道，以調(diào)節(jié)水流，整治水道。排水溝的橫斷面形式，一般采用梯形，用于邊溝、截水溝及取土坑出水口的排水溝，不需特殊計算，底寬與深度均不應小于，土溝的邊坡坡度約為 1： 1—1： 。排水的位置應離路基盡可能遠一些，據(jù)路基坡腳不宜小于 2m，連續(xù)長度不超過 500m。 在實際 工程中，由于自然條件、路線布置及其其他人為因素不同，情況往往比較復雜，需要進行路基排水的綜合設計，以提高排水效果，發(fā)揮各類排水設備的優(yōu)點，降低工程費用。 排水綜合設計中，流向路基的地面水和地下水，需在路基范圍以外的地點，設置截水溝與排水溝進行攔截，引離指定地點。路基排水一般向低洼一側(cè)排除，必須橫跨路基時應利用橋涵。對于溝槽不明顯的漫流，應加以調(diào)節(jié)，盡量匯集成溝，導流排除，注意因勢利導，不可輕易改變流向。為提高截流效果，減少工程量，地面溝渠宜大體沿等高線布置，盡可能使溝渠垂直與流水方向，且力求短捷。各種排水設 備，必須地基穩(wěn)固，并具有適當縱坡，以控制與保持適當?shù)牧魉?。溝底溝壁必要時予以加固，不能溢水和滲水，防止損害路基和引起水土流失。 在本設計中，為方便施工，在滿足排水的前提下，將邊溝，排水溝，截水溝設計成了尺寸大體一致的形式。其中挖方路段的邊溝，外側(cè)坡度設成了 1:1。如下圖所示： 21 路塹邊溝路堤邊溝 截水溝 路基的強度與穩(wěn)定性同水的關系 路基的強度與穩(wěn)定性同水的關系十分密切，水的作用是導致路基病害的主要因素之一，因此，路基設計、施工和養(yǎng)護中，必須重視路基排水工程。路基排 水一般是疏散為主，結(jié)合農(nóng)田水利建設。個別復雜地段需作特殊處理，排水考慮先重點后一般，先地下后地面。 地面水對路基產(chǎn)生沖刷和滲透 沖刷可能導致路基整體穩(wěn)定性受損害，形成水毀現(xiàn)象。滲入路基土體的水分，使土體過濕而降低路基強度。路基設計時，必須考慮將影響路基穩(wěn)定性的地面水，排除和攔截于路基用地范圍以外，并防止地面水浸流、滯積或下滲。對于影響路基穩(wěn)定性的地下水，則應予以隔斷、疏干、降低，并引至路基范圍以外的適當?shù)攸c。 為保持路基填方邊坡坡腳的穩(wěn)定，排水溝的位置應離路基盡可能遠一些，據(jù)路基坡腳不宜小于 2m，連續(xù)長度不超過 500m。 路基防護設計 巖土填筑的路基 由巖土填筑的路基，大面積暴露于空間，長期受自然因素的強烈作用，沿途在不利水溫作用下，物理力學性質(zhì)常發(fā)生變化，強度和穩(wěn)定性減弱。為確保路基的穩(wěn) 22 定，防護與加固必不可少。路基防護與加固設施，主要有邊坡坡面防護、路基的支擋工程等。 坡面防護 主要是保護路基邊坡表面，免受雨水沖刷，減緩溫差及濕度變化的影響，保護邊坡的整體穩(wěn)定性。對于填方路段，采用植物防護，美化路容，協(xié)調(diào)環(huán)境，調(diào)節(jié)邊坡土的濕溫，防雨水沖刷和產(chǎn)生裂縫，起到固定和穩(wěn)定 邊坡的作用，可以種草、鋪草皮和植樹。 路基處理 路基經(jīng)過河塘的地段，先圍堰清淤、排水，然后將原地面開挖成臺階狀，臺階寬 ，內(nèi)傾 3%，并回填 5%灰土至原水面（標高按 控制），路基底部 30cm采用 5%石灰土處理，路床頂面以下 0~80cm采用 7%石灰土處理；路基高度 ≤，清除耕植后，將原地面挖至 25cm深壓實后才可填筑，路床頂面以下均采用摻 7%石灰土處理；路基高度 ，路床頂面以下 0~60cm采用 7%石灰土處理層。 當基底土密實，地面橫坡緩于 1： 5 時，路基可直接填筑在天然 地面上，地表有樹根草皮或腐殖土時應予以處理深除。路堤基底范圍內(nèi)由于地表水或地下水影響路基穩(wěn)定時，應采取攔截、引排等措施，或在路堤底部填筑不易風化的片石、塊石或砂、礫等透水性材料。 當路堤基底為耕地或土質(zhì)松散時，應在填筑前進行壓實，高速公路、一級公路和二級公路路堤基底的壓實度（重型）不應小于 85%，路基填土高度小于路床厚度（ 80cm）時，基底的壓實度不宜小于路床的壓實度標準；基底松散土層厚度大于 30cm時，應翻挖再回填分層壓實。 路基防護 （參考《公路路基設計規(guī)范》 JTG D30—2021） 路基填 土高度 H3m 時，采用草坪網(wǎng)布被防護，為防止雨水對土路肩邊緣及護坡道的沖刷，草坪網(wǎng)布被在土路肩上鋪入土路肩 25cm，在護坡道上鋪到邊溝內(nèi)側(cè)為止。 路基填土高度 H3m 時，采用漿砌片石襯砌拱防護 。當 3m≤H≤4m時， 23 設置單層襯砌拱；當 4m＜ H≤6m時，設置雙層襯砌拱。拱內(nèi)鋪設草坪網(wǎng)布被，保證路面水或坡面水不沖刷護坡道，相應于襯砌拱拱柱部分的護坡道也做鋪砌，并設置 C20 號混凝土預制塊至邊溝內(nèi)側(cè)。 路線經(jīng)過河塘地段時，采用漿砌片石滿鋪防護，并設置勺形基礎，漿砌片 石護坡厚 30cm，下設 10cm 砂墊層，基礎埋 深 60cm ,底寬 80cm，個別小的河塘全部填土。 路基施工的一般規(guī)定 （ 1）路基施工中各施工層表面不應有積水，填方路堤應根據(jù)土質(zhì)情況和施工時氣候狀況，做成 2%~4%的排水橫坡，排水溝的出口應通至橋涵進出口處。 （ 2）減少土地占用和環(huán)境污染。 （ 3）施工過程中，當路塹或邊坡內(nèi)發(fā)生地下水滲流時，應根據(jù)滲流水的位置及流量大小采取設置排水溝、滲溝等設施降低地下水位。 （ 4）當設計未規(guī)定取土坑位置或規(guī)定的取土坑的貯土量不能滿足要求須另尋土源的，應按照下列規(guī)定辦理： ① .力求少占農(nóng)田和改地造田 ② 取土坑的邊坡， 內(nèi)側(cè)宜為 1： ，外側(cè)宜小于 1： 1，沿河地段的坑底縱坡可減少至 %，沿線取土坑的坑底縱坡不宜小于 %，坑底一般宜高出附近水域的常年水位，取土坑的坑底橫坡可做成向路線外側(cè)傾斜的單向坡，坡厚為 2%~3%，當取土坑坑底寬度大于 6m 時，可做成向中間傾斜的雙向橫坡，并在中間設置底寬 ，當坑底縱坡大于 %時，可以不設排水溝。 ③ 當沿河棄土時，不得阻塞河流，造成河岸沖刷。 24 第 四 章 路面設計 路面直接承受行駛車輛的作用，是道路工程的重要組成部分，通常都根據(jù)車輛行駛的需要，選用優(yōu)質(zhì) 材料建成。路基作為路面結(jié)構(gòu)的基礎應具有足夠的強度和穩(wěn)定性。以回彈模量作為評價路基強度與穩(wěn)定性的力學指標。堅固的路基，不僅是路面強度與穩(wěn)定性的重要保證，而且能為延長路面使用壽命創(chuàng)造有利條件，所以路基路面的綜合設計至為重要。為確保路基的強度與穩(wěn)定性，使路基在外界因素作用下，不致產(chǎn)生不允許的變形，在路基的整體結(jié)構(gòu)中還必須包括各項附屬設施，其中有路基排水、路基防護與加固以及與路基工程直接相關的設施，如棄土堆、取土坑、護坡道、碎落臺、堆料坪及錯車道等。 路面結(jié)構(gòu)選取 路面設計基本原則 好的穩(wěn)定性和足夠的強度，表面應滿足平整、抗滑和排水要求； 、基層的結(jié)構(gòu)類型及厚度應與公路等級、交通等級組成相適應； ； ； ，各結(jié)構(gòu)層既要滿足最小厚度要求，又應考慮施工可行性； 、水文、地質(zhì)狀況相適應，并充分利用當?shù)刂凡牧稀? 路面結(jié)構(gòu)推薦 水泥混凝土路面雖然有強度高﹑穩(wěn)定性好﹑耐久性好，養(yǎng)護費用少﹑經(jīng)濟效益高，有利于夜間行車等優(yōu)點，但是該公路為山嶺重丘區(qū)高等級公路，若采用水泥混凝土路面，水泥 和水的需要量大，工程造價高；路面接縫不但增加施工和養(yǎng)護的復雜性，而且容易引起行車跳動，影響乘客的舒適性；另外，開放交通遲，修復困難 25 等諸多缺點。 瀝青路面結(jié)構(gòu)由于使用了瀝青結(jié)合料，因而增加了礦料間的粘結(jié)力，提高了混 合料的強度和穩(wěn)定性，是路面的使用質(zhì)量和耐久性都得到提高，而且與水泥混凝土路面相比，瀝青路面具有表面平整﹑無接縫﹑行車舒適﹑耐磨﹑震動小﹑噪音低﹑施工期短﹑養(yǎng)護維修簡單﹑適宜于分期維修等優(yōu)點。相權瀝青路面結(jié)構(gòu)與水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)各自的利弊，最終采用瀝青混凝土面層加半剛性基層的路面結(jié)構(gòu)設計。 新建瀝青混凝土路面設計 設計理論和方法 瀝青混凝土路面設計采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續(xù)體系理論，以設計彎沉值為路面整體剛度的設計指標，計算路面結(jié)構(gòu)厚度。對二級公路的瀝青面層和半剛性材料的基層、底基層應進行層底拉應力的驗算。 面層 面層直接同行車和大氣接觸，承受較大的行車荷載的垂直力、水平力和沖擊抗變形能力，較好的水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性，而且應當耐磨，不透水，表面還應具有良好的抗滑性和平整度。 表面層采用 細 粒式密級配瀝青混凝土（厚度 4cm），下面層采用粗粒式密級配瀝青混凝土（厚 度 6cm） 基層 基層主要承受由面層傳來的車輛荷載的垂直力，并擴散到下面的墊層和土基中去，應具有足夠的強度和剛度，并具有良好的擴散應力的能力。為增加基層的強度和穩(wěn)定性，減少低溫收縮裂縫，采用半剛性基層。半剛性基層整體性強，承載力高，剛度大，水穩(wěn)定性好，且較為經(jīng)濟。 通過調(diào)查，基層缺陷是誘發(fā)瀝青路面早期龜裂唧漿的主要因素，主要體現(xiàn)在基層厚度、分層施工上下層的分層厚度以及分層施工的時間間隔等方面，造成龜裂唧漿主要原因在于基層厚度太薄?；鶎臃謱右欢ㄒＷC各分層的最小施工厚度，就我 26 國目前施工狀況及施工 水平而言，基層厚度不合理易造成薄的夾層最終導致路面損壞。分層施工時間間隔應為 10—18 天。 1. 石灰穩(wěn)定類 石灰與土結(jié)合，使土的塑性降低，最佳含水量增大和最大密實度減少，提高土 的強度和穩(wěn)定性。由于石灰土強度形成需要一定的濕度和強度，高溫和適當?shù)臐穸葘ζ涞膹姸刃纬捎欣?，高溫使反應過程加快，適當?shù)臐穸葹?Ca(OH)2 結(jié)晶和火山灰反應提供了必要的結(jié)晶水。但是度過大會影響新生物的膠凝結(jié)晶硬化，從而影響石灰土強度的形成。 石灰穩(wěn)定土具有較高的抗壓強度，也具有一定的抗彎強度，且強度隨齡期增長，但因其抗干縮、溫縮能力 較差，一般不選用作高級路面的基層。 水泥礦物與土中的水分發(fā)生強烈的水解和水化反應，改善土性，提高強度。水泥穩(wěn)定土強度隨水泥劑量增加而增加，但應有一個合理的范圍。含水量對其強度有重大影響，混合料中含水量不足時，水泥與土爭水；若土對水有較大親和力，就不能保證水泥充分作用。水泥穩(wěn)定土強度的形成與含水量有著極大的關系，適用于溫差不大的地區(qū)。 在石灰土中加入粉煤灰，石灰土最佳含水量增大，最大干密度減少，但其強度、剛度和穩(wěn)定性均有不同程度的提高，尤其是抗凍性有顯著改善，而濕度收縮系數(shù)比石 灰土有所減少，對抗裂有重要意義。粉煤灰是一種緩凝物質(zhì)，在火山灰中反應緩慢，這導致其后期強度高，而早期強度底。條件可能時，優(yōu)先選用二灰穩(wěn)定類，具有較強的膠結(jié)能力和穩(wěn)定性，成板體，抗水、抗裂、抗凍性好，抗干縮與溫縮能力都較強，適宜各種氣候環(huán)境和水文地質(zhì)，可適用于不同地區(qū)。主要解決早強不足的問題。 基層厚度一般按設計計算或經(jīng)驗得到，應不會對路面早期病害形成構(gòu)成多大影響，然由于目前施工水平、施工設備等限制，以及施工管理不善，很容易造成施工缺陷而引發(fā)路面早期病害。 綜合考慮以上問題，本設計中基層采用 石灰粉煤灰 碎石 ， 底 基層采用 二灰 土 27 25cm。 根據(jù)程序計算為 24cm（干燥狀態(tài)）或 26cm（中濕狀態(tài)），符合施工厚度的要求。 墊層 墊層主要用于改善土基的濕度和溫度狀況，以保證面層