【正文】 寸。第5章 路基設(shè)計 路基概述 公路路基是路面的基礎(chǔ)，它承擔(dān)路面結(jié)構(gòu)的自重力，同時承受路面?zhèn)鬟f下來的行車荷載，是公路是承擔(dān)重力主體結(jié)構(gòu)。堅固的路基基礎(chǔ)，不僅僅有利于路面強度和路面穩(wěn)定性，而且能為延長路面使用壽命。主要包含一下內(nèi)容：1) 選擇斷面形式，確定路基寬度與高度；2) 選擇路堤填料和壓實標準；3) 定坡形和坡度，以及路基排水系統(tǒng)和排水設(shè)計；4) 坡面防護和加固。本設(shè)計路段屬于丘陵區(qū)，以黏砂性土為主，采用放坡路堤路塹的形式，在適當?shù)牡胤皆O(shè)置擋土墻。路基橫斷面的形式，可歸納為路堤、路塹和填挖結(jié)合三種典型類型。 路基寬度 本路線區(qū)受地形影響以及為了減少拆遷量方面考慮，其中行車道2，路肩2，行車道橫坡為2%，土路肩橫坡為3%。路基高度結(jié)合公路路線縱斷面、排水及防護措施確定，同時與路基臨界高度結(jié)合；應(yīng)使路肩邊緣高出地面積水，并考慮地面水、地下水、毛細水和冰凍作用對路基強度和穩(wěn)定性的影響。為使行車荷載的作用不引起地基的沉降和變形，路基高度必須高于路基工作區(qū)深度，綜合各種因素對路基的影響。路基邊坡坡度的選擇對路基的穩(wěn)定非常重要，也是路基設(shè)計的首要任務(wù)。邊坡坡度取決于邊坡的巖石的性質(zhì)、土質(zhì)、水文地質(zhì)條件、邊坡的高度等因素。路基邊坡具體可分為路基邊坡和路塹邊坡。路塹是從天然地層中開挖出來的路基結(jié)構(gòu)物，設(shè)計時首先應(yīng)該從地形地貌和地質(zhì)構(gòu)造上判斷路塹整體穩(wěn)定性。路塹坡度確定：1) 參照當?shù)胤€(wěn)定的自然山坡坡度以及人工坡的坡度，結(jié)合當?shù)氐刭|(zhì)水文條件以及采用的施工方法綜合考慮，參考規(guī)范中所列經(jīng)驗值進行確定。本設(shè)計在填方邊坡中，路堤邊坡值為1：，每6m為一級邊坡；在挖方邊坡中，邊坡值為1：，每6m為一級邊坡，而且在變化處設(shè)1m寬的碎落臺。3) 淤質(zhì)泥土、凍土以及膨脹土，不得直接用于填筑路基處理后可適當使用。路基填料最小強度、。 路基填料最小強度、粒徑及壓實度要求項目分類路面底面以下深度（m）填料最小強度（CBR）（%）壓實度（％）最大粒徑（cm）填方路基上路床0～89610下路床～59610上路堤～49415下路堤393 15 路基壓實標準與壓實度 壓實就是用人工或者機械的方法把土壓實，使土密度增大，從而增大了圖的內(nèi)摩阻力和粘聚力，減小水對路基的影響，路基土的強度與水穩(wěn)性相對得到提高。壓實度是指土壓實后達到的干密度與室內(nèi)標準擊實試驗所得的最大干密度的比值[3]。路面等級越高，對行車平穩(wěn)性的要求就越高，路面容許產(chǎn)生的變形量要小；反之，路面等級低的時候，要求可相應(yīng)下降。壓實度以交通部部頒《公路土工試驗規(guī)程》（JTG D302004）重型擊實試驗方法為標準的路床壓實度。填挖類型路面底面以下深度(am)壓實度(％)填方上路床0～30≥96路基下路床30～80 ≥960～30≥96零填及挖方路基 30～80 ≥96填挖類型路面底面以下深度(cm)壓實度(％)填方上路堤80～l50≥94路基下路堤150以下≥93 路基防護與加固工程 路基防護應(yīng)使用設(shè)計施工與養(yǎng)護相結(jié)合的原則，根據(jù)當?shù)貧夂颦h(huán)境、地質(zhì)水文情況，路基在自然的狀態(tài)下不能穩(wěn)定情況，則需要設(shè)置邊坡防護。 植物防護 植物防護是一種經(jīng)濟的防護措施，適用于土質(zhì)邊坡以及嚴重分化的巖質(zhì)邊坡，植草防護不僅可以美化路容，協(xié)調(diào)環(huán)境以及固結(jié)穩(wěn)定邊坡。本設(shè)計邊坡為1:，全程路段符合種植草皮的要求，在不宜種草的地段，鋪一層厚約10cm種植土層，填方和挖方段均采用網(wǎng)格式草坪坡面防護。 軟基處理目的劃分1) 沉降處理沉降處理包括加速固結(jié)沉降以及減少總沉降量，加速固結(jié)沉降的方法可以采用加載預(yù)壓、擠實砂樁等。2) 穩(wěn)定處理可以采用換填土、擠實砂樁等措施加大抗滑阻力，以上各種加速固結(jié)沉降措施都有助于促進軟土層厚度的增長，分期或者慢速填筑路堤可以達到有效的減少地基強度降低。1) 水田軟土層處理：本設(shè)計一部部分是農(nóng)田，故需要進行軟土層的處理，采用換填法。全部換填或部分換填在路堤在路線全范圍內(nèi)將需要處理的軟土挖除，然后置換好土，適用于軟土厚度在3m之內(nèi)，路堤需要在短期內(nèi)填筑完成的情況；部分開挖換填是僅僅挖除表層最軟弱部分的軟土并且換填好的土壤。拋石擠淤法是軟弱地基處理的一種方法，在路基底拋投一定數(shù)量的碎石或者是石塊，將淤泥擠出路基的范圍，而使得立即強度提高的一種方法。主要用于適用于石料豐富，運距較短的情況；常年積水的低洼地帶，并且存在排水困難的問題，一般來說片石能到軟基的底部；在特別軟的軟基礎(chǔ)施工的時候，由于機械無法進入或是表面大量積水無法順利的排出等情況。該墻體主要承受側(cè)向土壓力的。 本設(shè)計為二級公路，根據(jù)該路段的原地面橫坡、地質(zhì)水文以及材料的需求，擬在該路段兩側(cè)設(shè)置重力式擋土墻確保路基穩(wěn)定。布置的內(nèi)容有：1) 確定擋土墻的起終點以及墻長，選擇擋土墻與路基的銜接方式。3) 布置各段擋土墻的基礎(chǔ)；4) 布置瀉水孔的位置，主要包括泄水孔的數(shù)量、間隔以及尺寸等內(nèi)容。根據(jù)墻型、墻高、地基以及填料等技術(shù)指標資料，進行擋土墻設(shè)計，確定基礎(chǔ)形式、墻身斷面、埋置深度以及泄水孔的布設(shè)等，最后需要繪制擋土墻橫斷面圖。在平面圖上，應(yīng)標示擋土墻與路線平面位置的關(guān)系，與擋土墻有關(guān)的地物、地貌等情況。重力式擋土墻的墻背可做成俯斜式、仰斜式、垂直式、凸形折線式以及衡重式五種，本設(shè)計中均采用俯斜式擋土墻。2) 基礎(chǔ)設(shè)計地質(zhì)不良和基礎(chǔ)處理不當，往往會引起擋土墻的破壞，因此必須重視擋土墻的基礎(chǔ)設(shè)計。碎石、礫石以及砂類土的地基，可以不考慮凍脹影響。地基應(yīng)該要根據(jù)地基的風(fēng)化程度及容許承載力將基底埋入風(fēng)化層中。基礎(chǔ)位于橫向斜坡地面上時，前趾埋入地面的深度以及基礎(chǔ)的距地表的水平距離應(yīng)滿足規(guī)范的要求。因此，擋土墻必須設(shè)置完善可行的排水設(shè)施，防止地表下水滲造成墻后積水，是的擋土墻內(nèi)部的破壞。地面排水，主要是為了防止地表水進入墻背填料或者是路線的地基。其中夯實回填土頂面和地表松土，有利于減少雨水和地面水下滲，墻身排水，主要是為了迅速排除墻后積水。防止因收縮硬化以及溫度變化而產(chǎn)生裂縫，依情況設(shè)置伸縮縫。 重力式擋土墻設(shè)計根據(jù)設(shè)計要求，高填土路段上須設(shè)置擋土墻，故在樁號K5+640~K7+006段設(shè)計重力式擋土墻，取樁號K5+930處擋土墻進行設(shè)計。粘砂性土地基承載力，地基與墻底的摩擦系數(shù)。墻背坡度設(shè)為，擋墻高度設(shè)，基礎(chǔ)埋置深度。墻身采用漿砌片石，采用5號砂漿，砌體的單位重，砌體容許壓應(yīng)力為，容許拉應(yīng)力為，容許剪應(yīng)力為?？紤]到這種影響，將車輛荷載近似按均布荷載考慮計算，換算成墻后填料容重相同的均布土層，而作用在擋土墻墻背填土上所引起的附加土體側(cè)壓力按等代均布土層厚度計算[4]。 附加荷載強度墻高墻高≤≥因為墻高H=7m，線性內(nèi)插得q=。 可認為計算圖示破裂面在荷載中部與原假定破裂面相符且取。 抗傾覆穩(wěn)定性驗算為保證擋土墻抗傾覆穩(wěn)定，須驗算它抵抗繞墻腳趾向外轉(zhuǎn)動傾覆的能力，在一般的情況下，應(yīng)滿足下式： ()： 主動土壓力作用點： 則擋土墻滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求。每延米擋土墻的基底平均壓應(yīng)力為： () 地基承載力修正： () 作用于基底的合力偏心距為 () 故 因填土為黏土，其地基的合力偏心距應(yīng)滿足≤所以 滿足要求?，F(xiàn)選取1/2墻高以上部分為隔離體其計算圖如下圖 擋土墻墻高處控制截面計算圖示 則1/2截面分擔(dān)的土壓力：主動土壓力作用點： 強度計算 ≤ () 設(shè)計軸向力（按每延米墻長計算）據(jù)題意可知擋土墻無靜水壓力、動水壓力、地震力等引起的軸向力， 由計算可知偏心距，則軸向力偏心影響系數(shù)為 () 則有：因此擋土墻的墻高處控制截面的強度滿足要求。 ≤ () 則該擋土墻為矮墻，故取，即不考慮縱向穩(wěn)定。 第7章 土石方計算與調(diào)配路基土石方是道路工程的一項主要工程量，在設(shè)計和路線方案比選過程中尤為重要，是路基土方是一項重要的指標。2) 填方面積中有填石、加固邊坡、填土等土方計算的時候也應(yīng)分開計算。4) 橋梁的起點和終點之間的土石方數(shù)量，不應(yīng)該入路基土石方工程數(shù)量內(nèi)。 土石方數(shù)量計算 計算方法土石方計算當相鄰兩斷面均為填方或均為挖方且面積相近， （）式中：若面積相差甚大，并且與棱臺更為接近， （）式中：。本設(shè)計由海地軟件自動生成土石方計算調(diào)配表格，本設(shè)計中挖方量為100179立方米，填方為83581立方米。 土石方調(diào)配方法步驟采用土石方計算表調(diào)配法，具體調(diào)配步驟是：1) 在土石方表上標注橋洞涵洞的位置；2) 弄清各樁號間路基填挖方的具體情況，并做好橫向平衡，明確利用的土方、填缺以及挖余的土方數(shù)量；3) 在作縱向調(diào)配前，定出合理的經(jīng)濟運距，供調(diào)配時參考；4) 根據(jù)土石方的填缺挖余分布情況，并且結(jié)合路線縱坡和自然條件，具體擬定調(diào)配方案；調(diào)配的方法是就近調(diào)運，合理利用，在縱向利用調(diào)配欄中把具體調(diào)運方向和數(shù)量用箭頭標明；5) 經(jīng)過步驟4），如果仍有填缺或挖余，將借土或棄土的數(shù)量和運距分別填注到借方或廢方欄內(nèi)；6) 土石方調(diào)配后，應(yīng)按下式進行復(fù)核檢查： （） （） （）復(fù)核按逐頁小計進行核算的，也可逐樁進行核算，如有跨頁調(diào)配?，F(xiàn)以本工程全線路段路基土石方數(shù)量為例做復(fù)核計算：挖方+借方=100179+0=100179填方+棄方=83581+3223=經(jīng)上式計算得知，復(fù)核結(jié)果基本準確無誤，土石方調(diào)配無誤。路面工程的工程造價一般占占公路造價的50%以上。因為路面工程量比較大，基墊層材料盡可能采用當?shù)夭牧?。本次設(shè)計中，考慮工程實際情況，最終采用普通混凝土面層，水泥穩(wěn)定粒料基層，石灰粉煤灰土墊層。 公路路面使用的路面類型主要有瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面，應(yīng)綜合考慮當?shù)氐沫h(huán)境、降水、材料、交通量等各方面因素后選定路面的類型進行組合設(shè)計。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，進行交通量的計算，確定路面等級和面層類型，選擇混凝土路面的結(jié)構(gòu)層層次，它包括土基、墊層、基層和面層的結(jié)構(gòu)層位，各層的路面結(jié)構(gòu)類型、彈性模量和厚度?；炷撩姘搴穸仍O(shè)計，要按照規(guī)范的要求，確定滿足設(shè)計年限內(nèi)混凝土面層的厚度。根據(jù)混凝土面層板內(nèi)產(chǎn)生的荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力，進行板的平面尺寸的設(shè)計，確定接縫的位置和接縫構(gòu)造。路肩可采用水泥混泥土面層或瀝青混合料面層，結(jié)構(gòu)應(yīng)該滿足路面結(jié)構(gòu)和排水的要求。 混泥土路面鋼筋配筋率主要有連續(xù)配筋和鋼筋混凝土路面的配筋設(shè)計。擬新建一條雙車道二級公路，%，設(shè)計基準期為20年，路基土為砂粘土。 （）式中：——100KN的單軸—雙輪組標準軸載的作用次數(shù)； ——單軸—單輪、單軸—雙輪組、雙軸—雙輪組或三軸—雙輪組軸型i級軸載的總重KN； ——各類軸型i級軸載的作用次數(shù)； ——軸型和軸載級位數(shù)； ——軸—輪型系數(shù)；單軸—雙輪組時，；單軸—單輪時，按式計算；雙軸—雙輪組時，按式計算；三軸—雙輪組時，按式計算。因此上面計算的雙向年平均日交通量，（本設(shè)計屬單向單車道）。%。 路面結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 初擬路面結(jié)構(gòu)，安全等級為三級的道路對應(yīng)的變異水平等級為中級?；鶎舆x用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量5%）。 水泥混凝土面層厚度的參考范圍交通等級特重重公路等級高速一級二級高速一級二級變異水平等級低中低中低中低中面層厚度（mm）≥260≥250≥240270~240260~230250~220交通等級中等輕公路等級二級三、四級三、四級三、四級變異水平等級高中高中高中面層厚度（mm）240~210230~200220~200≤230≤220 路面材料參數(shù)確定由《路基路面工程》[4]（鄧學(xué)鈞編著）中查閱下表：交通等級特重重中等輕水泥混凝土的彎拉強度標準值（MPa）鋼纖維混凝土的彎拉強度標準值（MPa）彎拉強度（MPa）抗壓強度（MPa）