1、 - 1 - 1 路基设计 1.1 路基横断面布置 由横断面设计，查公路技术标准可知，二级公路路基宽度为 10.00m，其中路面跨度为 7.00m，无须设置中央分隔带，硬路肩宽度为 0.75 2=1.50m，土路肩宽度为 0.75 2=1.50m。；路面横坡为 2%，土路肩横坡采用与行车道相同的坡度 2%。 图 1.1 公路路基宽度示意图 1.2 路基边坡 由横断面设计查公路路基设计规范可知，当二级公路路基边坡小于 8m 时，采用 1： 1.5 的坡度，当路基边坡大于 8m 时采用 1： 1.75， 当路堑开挖有些路段大于15 米，由规范采用 1： 0.5 与 1： 0.75的边坡相结合，鉴于
2、山西属于黄土地区，挖方路段均采用 1:0.5 的边坡 。 1.3 路基压实标准 路基压实采用重型压实标准，压实度应符合要求： 表 1.1 路基压实度 要求 填挖类别 路面以下深度（ m） （二级公路）路基压实度 零填及挖方 0-0.30 95 0.30-0.80 94 填方 0-0.30 95 0.30-0.80 95 0.80-1.50 94 1.50 以下 92 - 2 - 1.4 路基填料 填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。 砾（角砾）类土，砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路基底部，用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层均采用同类填料。 细粒土做填料，当土的含
3、水量超过最佳含水量两个百分点以上时，应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。 桥涵台背和挡土墙墙背填料，应优先选用内摩檫角值较大的砾（角砾）类土，砂类土填筑。 1.5 路床处理 （ 1）路床土质应均匀、密实、强度高，上路床压实度达不到要求时，必须采取晾晒，掺石灰等技术措施。路床顶面横坡应与路拱坡度一致。 （ 2）挖方地段的路床为岩石或土基良好时， 可直接利用作为路床，并应整平，碾压密实。地质条件不良或土质松散，渗水，湿软，强度低时，应采取防水，排水措施或掺石灰处理或换填渗水性土等措施，处理深度可视具体情况确定。 （ 3）填方路基的基底，应视不同情况分别予以处理 基底土密实，地面横坡缓
4、于 1： 2.5 时，路基可直接填筑在天然地面上，地表有树根草皮或腐殖土土应予以处理深除。当陡于 1： 2.5 时，地面须挖成阶梯式，梯宽2.0m，并做 2%的反坡。 路堤基底范围内由于地表水或地下水影响路基稳定时，应采取拦截，引排等措施，或在路堤底部填筑不易风化的片石，块石或砂、砾等透水性材料。 水稻田，湖塘等地段的路基，应视具体情况采取排水、清淤、晾晒、换填、掺灰及其它加固措施进行处理，当为软土地基说，应按特殊路基处理。 1.6 路基防护 （ 1） 路基填土高度 H3m时，采用浆砌片石衬砌拱防护，当 3 H 4m时，设置- 3 - 单层衬砌拱，当 4 H 6m 时，设置双层衬砌拱，拱内铺设
5、草坪网布被为保证路面水或坡面水不冲刷护坡道，相应于衬砌拱拱柱部分的护坡道也做铺砌，并设置 20 号混凝土预制块至边沟内侧。 20 号混凝土预制块的规格分为两种，拱柱及护脚采用 5cm 30cm 50cm 的长方体预制块，拱圈部分采用 5cm 30cm 65cm 的弧形预制块（圆心角 30度，内径 125cm，外径 130cm），预制块间用 7.5 号砌浆灌注。 （ 3）路线经过河塘地段时，采用浆砌片石满铺防护，并设置勺形基础，浆砌片石护坡厚 30cm，下设 10cm 砂垫层，基础埋深 60cm，底宽 80cm，个别小的河塘全部填土。 （ 4）路堑路段边坡为 1： 0.5，按规范采用浆砌片石防护
6、。 1.7 路基土石方施工 （ 1 ） 软基处理方案 本路段大部分为填方路堤，地下水位较高，对部分软土地基应按照详细 设 计图纸要求，对于下伏层承载力较高的软土路基，在清淤后回填碎石获块片 石 。 当地下水很高的地段，路基填土高度小于 2m 的软土地段，才去清淤回填碎石 土或块片石道原地面，再在路基底部铺一层 50cm 沙砾层，沙砾层顶铺一层透 水土工布。当软土厚度大于 3m 时，采取挖出上部 3m 淤泥，淤泥下部抛片石 挤淤，片石上面铺 50cm 厚的沙粒垫层，沙砾层上面铺透水土工布，再填筑路 基。 （ 2 ） 低矮路堤处理 当路线经过水田或低洼地段、地下水位较高且路堤填涂高度小于 1.5m
7、 时 ， 清楚表面淤泥后换填 30cm 沙砾。两侧排水不畅时，应加设纵向盲沟。 （ 3 ） 填挖交界处理 在纵 向的填挖交界处各 10m 范围的下路床底部设置土工隔栅。土工隔栅 采 用双向土工隔栅，其抗拉强度要求大于 50KN./ 。 （ 4 ） 土方开挖 路堑开挖前应准确放出坡口桩。开挖中如发现土层性质有变化时，应修 改 施工方案，调整边坡比。开挖至路基设计标高以下 0.3m ，停止开挖。机械整 平 压实，再做 0.3m 厚精加层达到设计标高。路基应完全达到压实标准后方可经 行下一步施工。 （ 5 ） 路基填筑 清理场地后的地面，横坡不陡于 1 ： 5 时可直接填筑，当横坡或纵坡陡于 1 ：
8、 5 时，将原地面挖成宽度不小于 1m 的台阶，以满足摊铺和压实设备的操作要求 。 填方应分层铺筑，每层松浦厚度不大于 30cm ，每种填料的总厚度不大于 50c m ， 土方填筑至路床顶面最后一层时压实厚度不小于 15cm 。 - 4 - （ 6 ） 路基排水施工 路基排水主要包括边沟，排水沟，截水沟，在铺筑或砼浇注之前，对边 沟 ， 排水沟，以及截水沟进行修整，保证沟底和沟壁坚实平整，沟底标高和断面 尺 寸符合设计要求。截水沟铺砌时，在放样后先铺砌沟底，在铺砌沟壁，保证 铺 砌时座浆饱满、勾缝平整、沟底顺畅。对于边沟排水沟采用浆砌片石，砂浆 抹 面时要求流水面顺畅，不滞水，不积水。 （ 7
9、 ） 挡土墙 对于有挡墙的地方应按照详细图纸要求进行施工。石料在使用前应进行 湿 润，如石料表面含有泥巴等杂质应用水冲洗后方可砌筑。沉降缝合施工缝应 按 照设计要求进行施工。 - 5 - 2 路基路面排水设计 2.1 路基排水设计 路基地表排水可采用边沟、排水沟，各类地段排水沟应高出设计水位至少 0.2m以上。 边沟横断面采用梯形，梯形边沟内侧边坡坡度为 1:1，边沟的深度为 0.5m，边沟纵坡与路线纵坡一致，边沟采用浆砌片石，水泥混凝土预制块防护。 截水沟的设计包括天沟和路堤坡脚处的截水沟，本 设计主要考虑坡脚的 截 水沟设计，按照规范要求，坡脚截水沟应设置在离坡脚 2m 以外的，并结合地
10、形和地质条件顺等高线合理布置。截水沟一般采用梯形断面，沟壁坡度取 1 ： 1.3 。 - 6 - 排水沟：横截面一般为梯形，边坡采用 1： 1，横截面尺寸深度和底宽 0.5m。沟底纵坡宜大于 0.5%。排水沟长度不宜超过 500m。 2.2 路面排水设计 本公路的路面排水主要是采用路肩排水措施，主要由拦水带、急流槽和路肩排水沟组成。 路肩排水设施的纵坡应与路面的纵坡一致，当路面纵坡小于 0.3%时，可采用横向分散排水方式将路面水排出路基，但路基填方边坡应进行防护。 拦水带可采用水泥混凝土预制块或沥青混凝土筑成，拦水带高出路肩 12cm,顶宽8 10cm。急流槽的设置距按路肩排水的容许容量计算确
11、定以 20m 50m 为宜，急流槽可设置在凹形曲线底部及构造物附近，并考虑到地形、边坡状态及其它排水设施的联接。 图 2.1 路基路面排水示意图 - 7 - 3 公路路面结构设计计算 3.1 沥青混凝土路面 设 计 内 容 : 新建 沥青混凝土路面 设计 公 路 等 级 : 二级公路 变异水平的等级 : 中 级 可 靠 度 系 数 : 1.13 面 层 类 型 : 中粒式 沥青混凝土面 层 3.1.1 轴载换算及设计弯沉值和容许拉应力计算 表 3.1 交通量表 车型 前轴重 后轴重 后轴数 后轴轮组数 交通量 小客车 19.3 27.9 1 双轮组 1500 解放 CA15 20.97 70.
12、38 1 双轮组 600 东风 EQ140 23.7 69.2 1 双轮组 600 黄河 JN162 59.5 115 1 双轮组 800 设计年限 :15 年 车道系数 :0.7 交通量平均年增长率： 6 .2 （ 1） 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时：一个车道上大客车及中型以上的各种货车日平均交通量 Nh=1400,属中等交通等级；路面营运第一年双向日平均当量轴次为 2280，设计年限内一个车道上的累计当量轴次为 13767570，属重交通等级。 （ 2）当以半刚性材料结构层层底拉应力为设计指标时 :路面营运第一年双向日平均当量轴次为 2748， 设计年限内一个车道上的累计当
13、量轴次为 16593540，属重交通等级。 3.1.2 初拟路面结构 公路等级 二级公路 公路等级系数 ： 1.1 面层类型系数 ： 1.0 路面结构类型系数 ： 1.0 路面设计弯沉值 : 24.6 (0.01mm) 层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度 (MPa) 容许拉应力 (MPa) 1 中粒式沥青混凝土 1.0 0.33 2 粗粒式沥青混凝土 0.8 0.26 3 石灰粉煤灰碎石 0.7 0.35 - 8 - 4 石灰粉煤灰土 0.6 0.24 3.1.3 新建路面结构厚度计算 公 路 等 级 : 二级公路 新建路面的层数 : 3 标 准 轴 载 : BZZ-100 路面设计弯
14、沉值 : 24.6 (0.01mm) 路面设计层层位 : 3 设计层最小厚度 : 15 (cm) 层位 结构层材料名称 厚度 (cm) 抗压模量 (MPa) 抗压模量 (MPa) 容许应力 (MPa) (20 ) (15 ) 1 中粒式沥青混凝土 4 1400 2000 0.80 2 粗粒式沥青混凝土 6 1200 1600 0.70 3 石灰粉煤灰碎石 ？ 900 1200 0.60 4 石灰粉煤灰土 30 1500 1500 0.14 5 土基 31 （ 1） 按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 24.6 (0.01mm) H( 3 )= 200 mm LS= 25.3 (0.01mm
15、) H( 3 )= 250 mm LS= 23.1 (0.01mm) H( 3 )= 215 mm(仅考虑弯沉 ) （ 2） 按容许拉应力验算设计层厚度 : H( 3 )= 215 mm(第 1 层底面拉应力计算满足要求 ) H( 3 )= 215 mm(第 2 层底面拉应力计算满足要求 ) H( 3 )= 215 mm(第 3 层底面拉应力计算满足要求 ) H( 3 )= 215 mm ( 4 )= 0.154 MPa H( 3 )= 265 mm ( 4 )= 0.134 MPa H( 3 )= 250 mm(第 4 层底面拉应力计算满足要求 ) （ 3） 路面设计层厚度 : H( 3 )
16、= 215 mm(仅考虑弯沉 ) - 9 - H( 3 )= 250 mm(同时考虑弯沉和拉应力 ) 3.1.4 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度 50cm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求。最后得到路面结构设计结果如下 : - 中粒式沥青混凝土 4 cm - 粗粒式沥青混凝土 6 cm - 石灰粉煤灰碎石 25cm - 石灰粉煤灰土 30cm - 土基 竣工验收弯沉值和层底拉应力计算 3.1.4 计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 : 第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 23.1 (0.01mm) 第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 25.6 (0.01mm
17、) 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 29.7 (0.01mm) 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 58.3 (0.01mm) 土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 371.5 (0.01mm) LS= 300.5 (0.01mm) 计算新建路面各结构层底面最大拉应力： 第 1 层底面最大拉应力 ( 1 )=-0.199 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-0.036 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )= 0.006 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= 0.14 (MPa) 均符合要求。 - 10 - 参 考 文 献 1 JTG B01-
18、2003，公路工程技术标准 S.北京：人民交通出版社， 2003. 2 JTG D20-2006，公路路线设计规范 S. 北京：人民交通出版社， 2006. 3 JTG D30-2004，公路路基设计规范 S. 北京：人民交通出版社， 2004. 4 JTG D40-2002，公路水泥混凝土路面设计规范 S. 北京：人民交通出版社， 2002. 5 JTG D50-2006，公路沥青路面设计规范 S. 北京：人民交通出版社， 2006. 6 JTG F10-2006，公路路基施工技术规范 S. 北京：人民交通出版社， 2006. 7 JTJ018-97-2006，公路排水设计规范 S. 北京：人民交通出版社， 2006. 8 路基设计手册 M. 北京：人民交通出版社， 1996. 9 路面设计手册 M. 北京：人民交通出版社， 1998.
