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1.设计依据
[1]JTGB 01-2003,公路工程技术标准[S].
[2] JTG D30-2004,公路路基设计规范[S].
[3] JTG D40-2011,公路水泥混凝土路面设计规范[S].
[4] JTG D50-2006,公路沥青路面设计规范[S].
[5] JTG F10-2006,公路路基施工技术规范[S].
[6]JTJ/T 18-97,公路排水设计规范[S].
[7]JTG F10-2006,公路路基施工技术规范[S].
[8]邓学钧.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2002.2.
2.路基横断面布置及加宽、超高
2.1 路基横断面布置
本任务段为设计车速80km/h的高速公路,整体式路幅宽21.5m,双向四车道,行车道宽23.75m,路肩宽1.5 m(硬路肩)+ 0.75m(土路肩)。行车道、硬路肩横坡为2%,土路肩横坡为3%。
1.挖方路堑在边沟外设置碎落台,碎落台宽1.5m。
2.土路肩上布设护拦、交通标志等设施。
3.其他布置详见路基标准横断面图以及路基横断面图。
2.2 加宽设计
1. 视距加宽
本路段不设视距加宽。
2. 弯道加宽
本路段弯道内侧不设置加宽。
2.3 超高设计
1.圆曲线超高
当圆曲线的半径R<2500m时,在曲线上设置超高,分隔带边缘标高为设计高程。超高渐变在缓和曲线内进行,超高渐变按线性渐变,超高渐变率不大于1/200,当平曲线设计采用较长回旋曲线,平均超高渐变率<1/330时,行车道路拱横坡由2%过渡到0%路段的超高渐变率不小于1/330控制,剩余部分按剩余实际超高渐变率在剩余实际超高渐变率在剩余缓和段长度内进行。
2. 超高方式
超高过度方式绕分隔带边缘旋转。超高时从ZH(HZ)点开始采用p的渐变率均匀的过渡i%的超高横坡度,当超高横坡度大于3%时,曲线内侧土路肩横坡随行车道横坡一起变化;当超高横坡度i%<3%时,曲线内侧土路肩横坡度采用3%。详见超高方式图。
3.路基设计
3.1 设计的原则和要求
1.设计的基本要求
根据岩土物理力学性质、工程地质条件、地形、地貌、气象、水文等当地自然条件,结合路基填挖情况,以及施工、养护、营运等因素综合进行路基设计。路基必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。
2.设计原则和一般要求
(1)符合公路建设的基本原则和现行《公路工程技术标准》和《公路路基设计规范》规定的具体要求。
(2)全面调查设计资料,包括,沿线地形,水文地质、地形地貌,气象,地震、材料
(3)地面横坡陡于1:5时的填方路基,应将原地面挖成台阶形。
(4)挖方路基,边坡开挖采用台阶式。
(5)就地取材,考虑工程的经济性。
(6)坚持与环境相协调。
(7)路基结构要防止下沉与坍塌。
3.2 填方路基设计
1.填方路堤边坡高度不大于8m的边坡坡度采用1:1.5,对于填方路堤边坡高度大于8m小于等于20m的边坡坡度采用1:1.75。中间设1.5m 的平台。
2.对路堤基底视地形、土质、地下水位、填方高度等不同进行相应的处理。一般路段清除表层20cm厚耕植土并在填前进行夯实;水稻田地段,一般采用排水、翻晒或换填等措施。
2.当地面横坡陡于1:5时,原地面挖成倒坡2%~4%,宽1~2m的台阶。
3.临河、水库、水塘或受洪水浸淹路段路堤,清除淤泥后,在设计水位0.5m
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以上高度范围内填水稳定性好的材料。
3.3 路基防护
1.路堤边坡防护
填方高度小于3m时,路堤边坡植草防护;填方高度3~8m时,采用浆砌片石多排衬砌拱防护。
2 . 路堑边坡防护
根据岩土物理力学性质、构造发育情况、水文地质条件、地形地貌及路堑深度等综合考虑后确定,此路段主要采用植草防护和人字骨架防护。
3.4 挖方路基
1.挖方路堑边坡坡度根据地形、岩土性质、构造发育情况、水文地质条件、边坡高度等因素确定,一般土质边坡坡度1:0.5。
3.5 半填半挖路基
1.半填半挖路基除了满足路堤和路堑的要求外,还要结合当断面的具体情况,通过合理的措施达到稳定经济的断面形式。
2.考虑到减少路基的不均匀沉降和增加路基成型后的稳定性,本次设计对半挖半填及填挖交界路基进行特殊设计,要求在填挖结合部采用较好的填料(砂性土、碎石土)填筑,并挖台阶。
3.6 桥头路基处理
路堤与桥台、横向构造物(涵洞、通道)连接处应设置过渡段,路基压实度不应小于96%,过渡段长度宜按2~3倍路基高度确定。并注意填料强度、地基处理、台背防水系统等综合设计。
3.7 路基附属设施
1.取土坑和弃土堆
由于路基土石方的填挖不平衡,在合理的调配之后,本任务段需要弃方,因此,本任务段应合理地设置弃土堆,设置时兼顾土质、数量、用地施工条件及运输条件等因素,同时要结合沿线的区域规划,因地制宜,综合考虑,维护自然平衡,防止水土流失。
2.碎落台:
碎落台设在土质或石质土的挖方边坡坡脚处,碎落台的宽度设为1.5米,兼有护坡的作用。
4.路基压实标准与压实度
路基压实标准如表4-1
表4-1 路基压实标准
填挖类别 | 路面以下深度(m) | 填料最小强度(CBR)(%) | 路基压实度(%) |
零填及挖方路基 | 0~0.30 | 8 | ≥96 |
0.30~0.80 | 5 | ≥96 | |
填方路基 | 0~0.30 | 8 | ≥96 |
0.30~0.80 | 5 | ≥96 |
5.路基防护
5.1路基边坡防护
1.因地制宜。就是结合实际、地形、地质条件,确定路基的防护方法。
过高的标准会增加工程造价,过低的防护标准又达不到防护的目的。
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2.就地取材。就是尽量利用当地材料,就地采集,以节省运输费用,降低工程造价。
3.经济实用。就是要力求节省工程费用和其他的开支,既要少花钱。多办事,又要经济耐用,养护工程量小。
4.照顾景观。就是不仅要能保护路基,而且还应力求适合当地的环境,达到美观的目的。
5.2设计要求
1.路基防护工程是防治路基病害,保证路基稳定,改善环境景观、保护生态平衡的重要设施。
2.边坡防护工程应该在稳定的边坡上设置。优先采用种草,植树等植物护。
3.岩体风化严重、节理发育、软质岩石、松散碎石土的挖方边坡以及受到水流侵蚀、植物不易生长的填方边坡可以采用护面墙、砌石等工程防护措施。
4.沿河路基,在受水侵淹和冲刷的路段,可以采用挡土墙、砌石护坡、等直接防护措施。
5.对高速公路的路基边坡,应该根据不同的地质情况和边坡高度,分别采用植物、框格、护坡等防护;对石质挖方边坡可采用护坡,人字骨架防护措施。
6.凡容易风化或易收雨水冲刷的岩石和土质边坡及严重破碎的岩石边坡,均应及时加以防护。
7.软硬岩层相间的路堑边坡,应根据具体情况确定采用全部防护或局部防护。
8.边坡防护结构一般不考虑边坡地层或人工填土的侧压力,其所防护的边坡应该有足够的稳定性。
9.护面墙应紧贴边坡,基础要牢固并与护面本体有很好的衔接;顶部及两侧边缘应适当的嵌入边坡内,并整修与坡面齐平,防止雨水的侵入。
6.路基路面排水系统
6.1 路基排水
根据本地区的降雨量、暴雨强度及水文地质情况。
1.一般填方路基坡脚外设置0.65m×0.65m梯形排水沟,挖方路基边部设0.65m×0.65m矩形边沟。当挖方边沟与填方排水沟高差不大时,可采用渐变排水沟顺接,当高差较大时,设计采用急流槽连接。
2.土质挖方地段的边沟下设置盲沟以降低地下水位,保持路面结构层干燥,并通过盲沟出口接急流槽或排水沟将地下水集中排除路基范围以外。
6.2 路面排水
非超高地段路面排水主要通过路拱横坡漫流至土路肩,然后流入路肩渗沟、边沟(挖方地段)或漫流至路基边坡后集中流入路基排水沟中(填方路段)。
路面面层下设置1.0cm的沥青表面处置封层,土路肩下设置碎石排水层,防止路表水下渗。
7.挡土墙
本路段挡土墙均为重力式挡土墙,挡土墙一般每10m设置一道沉降缝,施工时应从两头向中间间隔开挖,应尽量避免雨季施工,避免基坑开挖长时间积水而造成基底软化和边坡失稳。
(1)挡墙基坑开挖后,必须采用轻便触探仪进行地基承载力的检测,若与
设计要求承载力有出入,应进行相应变更处理。
(2)挡土墙沉降缝、伸缩缝采用沥青麻絮,在挡墙内、外、顶三面嵌塞。
(3)、墙身外露部份在常水位30cm以上交错设置泄水孔,墙高6m以上者,
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视具体情况增设泄水孔排数,泄水孔口设30cm厚砂粒反滤层,反滤层下设一层胶泥层,以免积水渗入基础,泄水孔应设置在地面和常水位0. 3m以上位置。砌筑用片石,其厚度不小于15cm,强度不低于30号,用小石块填筑空隙,分层错缝搭迭砌筑;挡土墙采用7.5号砂浆砌筑,抹面、勾缝采用10号砂浆;挡土墙设置在土质地基时,其埋置深度一般应在地面以下不小于1. 0m,若地面受冲刷,则应在冲刷线1.0m以下;挡土墙位于塘中,其埋置深度在淤泥以下不小于1. 2m,挡土墙基础设置在岩石基础上时,应清除岩石风化层后方可奠基;待浆砌圬工砂浆强度达到70%以上方可分层填筑夯实墙后路基。
(4).挡土墙所用石料应经过挑选、质地均匀、无裂缝、不易风化。石料的抗压强度不应低于30MPa。块石应尽量方正,应具有两个大致平行的面、其厚度不小于15cm,其中一条边长不小于30cm,体积不小于0.012m3。石砌体所用砂浆应饱满,砂浆标号为不小于M7.5的水泥砂浆。
8.取土坑、弃土堆设计方案
全线土方以弃为主。全路段共设置取土坑、弃土堆3处。对取土后的取土坑进行必要的坡面防护、植草绿化。
取土坑、弃土堆的截水、排水也是非常重要的,为减少水土流失,根据实际
地形、汇水面积的不同设置了必要的排水设施。
清除的淤泥及表土应妥善处理,施工中需优先考虑农田的复耕,堆填在较平缓的山坡台地处,并做成台阶式田地。
九、路面结构设计
9.1. 路面结构
根据沿线地形、地质、气象、水文以及筑路材料供应情况,确定了沥青混凝土路面结构方案。面层采用沥青混凝土面层,对沥青混凝土的极限劈裂强度,指15°C时的极限劈裂强度,其下设l.0cm厚沥青封层。基层采用6%水泥稳定碎石,底基层采用石灰粉煤灰砂砾。9.2 路面设计参数 1.路面设计以双轮组单轴载l00kN为标准轴载,沥青混凝土路面设计年限为15年。 2.行车道宽度为2×3.75m,硬路肩2×1.5m。 3.根据设计资料,使用初期交通为3614辆/日;在设计年限15年内,一个车道的累计当量轴次为1.382×107次。 4.沥青路面设计中,取车道系数为0.5,设计年限内的交通量平均增长率5.5%,车道分配系数取1.0。
5.根据《公路自然区划图》,本区属3区,最大温度梯度为88℃/m。
6.路面各结构层设计参数分别见表9-1所示。
表9-1 沥青混凝土路面结构层参数
层次 | 材料名 | 厚度 (cm) | 抗压回弹模量 | 强度劈裂 (Mpa) | |
拉应力计算用 | 弯沉计算用 | ||||
① | 细粒式沥青混凝土 | 4 | 2000 | 1400 | 1.4 |
② | 中粒式沥青混凝土 | 6 | 1800 | 1200 | 1.0 |
③ | 粗粒式沥青混凝土 | 8 | 1200 | 1000 | 0.8 |
④ | 水泥稳定碎石 | 20 | 3600 | 1500 | 0.5 |
⑤ | 石灰粉煤灰砂砾土 | 22 | 3600 | 1300 | 0.5 |
⑥ | 土基 | — | 50 | 50 | — |
1.加强施工地质工作,贯彻动态设计原则。由于勘察手段及勘察数量的局限性,地质资料与实际情况可能有一定出入,尤其是软基路段。因而施工阶段应加强现场核对和地质状况调查工作,根据实际情况完善设计,做到既安全合理,又经济适用,达到最满意的施工效果。
2.桥头(包括横向构造物)路基的压实度是影响公路桥头“跳车”的主要因素,因此其压实度自地面起均要求达到96%以上。
3.路面面层采用滑模摊铺,基层、底基层等均应集中拌和、机械化运输、机械化摊铺和碾压的方法施工。
4.路面各结构层施工前应进行配合比试验,并现场试铺(或试验路),在室内试验及现场试验的检测结果均应符合规范要求。
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