某高速公路工程的路基設計計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u11913某高速公路工程的路基設計計算案例 1266801.1路基的概念和構(gòu)造 1144821.2路基斷面設計 2170891.3路基寬度設計 261891.4公路用地范圍 2191871.5路基邊坡坡率設計 2114401.6路基填筑 381261.7路基壓實 3108741.8路基的主要病害 462761.8.1路基沉陷 4137841.8.2路基邊坡塌方 4125301.8.3路基沿坡面滑動 4271551.8.4路基病害的防治原則 451991.9路基基底處理 5220008路面設計 51.1路基的概念和構(gòu)造公路的路基是有層次、有長度的，就像一條足夠厚的帶子，從路線起點彎曲綿延至終點，它的層狀結(jié)構(gòu)組成要結(jié)合交通量及受力情況來選取，路線的選址要參考已有的地形資料綜合分析。公路路基承受著從路面?zhèn)鲗Ф鴣淼男熊嚭奢d和路基路面本身的重量，同時將這些重量傳遞到下部地基，它是公路設計中的承重主要組成。

在路基路面設計中為了滿足強度和穩(wěn)定性要求，需要對位于路基頂面以下0.8m（或1.2m）的路床部分進行具體設計，穩(wěn)固的路基才能滿足相應的強度和穩(wěn)定性，進一步提升路面使用年限。

路基分為一般路基和特殊路基，填方高度或者挖方深度在1.5m～18m的路基就是通俗意思上的一般路基，而特殊路基則是指建設在不佳地質(zhì)、特殊地形地質(zhì)上的道路路基。常規(guī)來說，一般路基可以通過當?shù)氐匦蔚刭|(zhì)是否直接使用典型斷面圖和設計規(guī)定。而對于特殊路基，如超高填、超深挖以及特殊地質(zhì)條件的，則需要進行單獨設計和計算。1.2路基斷面設計由于路線區(qū)域地面在橫向、縱向高低起伏，各區(qū)域的對路面處理方式不同，有的挖、有的填，有的一邊挖再填到另一邊，也就成為了路基的三種斷面形式。路堤是填方路段，主要由穩(wěn)定、性質(zhì)良好的巖石或土料分層填筑出來的凸型路基，一般在坡腳坡面進行加固；路塹是在自然地面上，依據(jù)設計高程、控制坐標進行合理開挖出來的凹型路基，周圍被自然地面圍擋，地表徑流會流入路面，需要在一定位置設置邊溝或截水溝，促進排水；填挖結(jié)合則是在本樁號內(nèi)的橫向調(diào)度，一邊開挖，另一邊填筑，設計時需要考慮，防止左右填方及挖方施工造成的路基路面的不均勻沉降，選取性質(zhì)優(yōu)良的填料，合理的填筑方法是關(guān)鍵。本設計是在平原微丘區(qū)，最大填挖高度8m左右，為滿足路線技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理的要求，再受到地形限制，無法避免的采用了三種路基斷面形式。在路塹斷面設置了邊溝以及截水溝，注意半填半挖路段左右路基路面的均勻性，進而保持路基的穩(wěn)定性。1.3路基寬度設計路基寬度，包括構(gòu)成橫斷面的各構(gòu)件，由一邊路肩邊緣至另一邊路基邊緣，依據(jù)最新路線設計規(guī)范，選取各組成構(gòu)件的合適尺寸，將它們的寬度求和，基本就是路基占用的寬度。本設計中高速公路路基寬度指標如下：中央分隔帶為2.0米，雙向四車道，車行道為2×8m，硬路肩為2×2.5m，土路肩為2×0.75m，路基寬度為24.5m。1.4公路用地范圍公路用地范圍選取同道路建筑界限的選取基本一致，最終要達到的目的是：在不影響公路前期建設與后期使用的前提下，選取最小的土地范圍，節(jié)省土地資源。范圍內(nèi)，不允許有其他障礙物侵入或占用，以免影響行車與路基路面的穩(wěn)定。1.5路基邊坡坡率設計（1）路堤邊坡查詢最新《公路路基設計規(guī)范》了解到，路線沿線土質(zhì)穩(wěn)定，性質(zhì)優(yōu)良時，邊坡高度在20米內(nèi)，坡率選取規(guī)則如下表：本設計沿線土壤主要為壤土、砂土、含少量碎石土，大致為看為密實的粗粒土，全線內(nèi)內(nèi)最大挖填高度不超過8米。在含水豐富或地下水位高的路段，需在底部設置防水排水的隔離層，厚度須達到功能要求，一般最小為0.5米。（2）路塹邊坡依據(jù)路基設計規(guī)范，路塹的位置以及坡度大小的確定，要考慮當?shù)氐牡刭|(zhì)地形進行力學分析，建設時再輔以排水、施工專項措施，保持自然邊坡的穩(wěn)定性。結(jié)合本設計全路線地形土質(zhì)基本為密實的碎石土，最大開挖高度不足8m，選擇相應的邊坡。表1.1路堤邊坡坡率1.6路基填筑在開始土質(zhì)路堤的填挖工作前需要先做好排水工作，使得施工場地的土質(zhì)保持干燥，土質(zhì)路基的施工作業(yè)平面避免過大，合理控制施工土壤含水率，可以進行人工灌水或者晾干，避免土壤過干或者過濕。另外路基填挖區(qū)域內(nèi)的地面障礙物也要進行處理，大到房屋建筑小到雜草樹根。土質(zhì)路堤一般要在全寬范圍內(nèi)開展分層填平，充分壓實，壓實后的土壤要進行防雨和防曬處理。土質(zhì)路堤的填筑按施工順序包括分層平鋪和豎向填筑，一般而言分層平鋪就能滿足填挖規(guī)范和質(zhì)量要求，特殊情況下才會采用豎向填筑，它們的區(qū)別在于：(1)分層平鋪有利于壓實，可以保證不同用土按照規(guī)定層次進行填筑，使得填筑土強度均勻(2)豎向填筑是沿著路中心線的方向向前逐步深填，適用于水平高差大、填筑施工面積小的情況，這種方法需要保證填土擁有足夠的密實度。1.7路基壓實路基壓實工作能有效提高路基強度和路基穩(wěn)定性，他的原理在于路基施工過程中破壞了土壤天然狀態(tài)，使得土壤結(jié)構(gòu)松散，密實性差，土體提供不了了足夠的強度和穩(wěn)定性，這種情況下就需要進行路基壓實，提高土體的密室程度。在進行路基施工時，考慮到路基受力狀況、路基設計要求以及路基強度和穩(wěn)定性，推算出一個壓實度K的數(shù)值，去判定壓實標準。具體K值如下表。表1.2路基壓實度

1.8路基的主要病害1.8.1路基沉陷路基在垂直方向較大沉降就叫路基沉陷，路基沉陷分為路基自身的壓縮沉降和路基下部地質(zhì)承載力不足造成的沉陷。產(chǎn)生路基沉陷的原因包括：(1)路基填土的選擇不恰當(2)路基本身的壓實不夠(3)填筑路基的方法不正確，比如土質(zhì)混雜、沒有進行分層填筑、填筑粗骨料空隙過大(4)地基原始地面過于脆弱如池塘、泥澤等軟土地基。1.8.2路基邊坡塌方俗稱塌方，是指自然或人工的邊坡，遭受降雨、地震等外界自然環(huán)境影響以及挖掘、震動、交通荷載等人為因素影響而造成的邊坡表面風化、侵蝕、沖刷、崩解，直至邊坡土石方從原邊坡剝離的現(xiàn)象，也稱水毀。根據(jù)不同的破壞規(guī)模和成因，塌方有分為：剝離、碎落、滑塌、崩塌、坍塌。1.8.3路基沿坡面滑動一般出現(xiàn)在較為陡峭的山坡上，在對路基進行人工開挖同時又沒有進行坡腳支撐防護的時候，就會容易出現(xiàn)填方和原來地面之間的抗滑剪力變小，從而導致填方整體或局部沿著沿地面鄉(xiāng)下平移的情況。1.8.4路基病害的防治原則為防止路基病害的發(fā)生，需要按照如下路基設計與施工原則來進行防治：(1)設計：正確設計路基橫斷面，并與路線平面設計相結(jié)合，繞避危險地質(zhì)構(gòu)造、盡量避免深挖高填，無法避免時馬上進行穩(wěn)定性分析，檢驗路線安全性；正確進行排水設計，地下水位偏高的路段應適當提升路基高度，設置隔離層、隔溫層和砂墊層。

(2)施工：選擇良好的路基填料，必要時進行穩(wěn)定處理，按正確地填筑方式施工，確保壓實度達到要求。1.9路基基底處理在路基穩(wěn)定性正常以后，軟土地基在進行換填施工的使用年限內(nèi)，要對沉降變形量進行監(jiān)測，需達到控制標準。不能達到要求時，需要進行處理防治，軟土類型池塘采用開挖換填法或砂墊層法。采用開