第三章道路橫斷面設(shè)計(jì)和路基設(shè)計(jì)

1、3道路橫斷面設(shè)計(jì)和路基設(shè)計(jì)3.1橫斷面布置及超高路基橫斷面布置公路橫斷面的組成和各部分尺寸要根據(jù)設(shè)計(jì)交通量、交通組成、設(shè)計(jì)車速、地形條件等因素確定，在滿足交通、環(huán)境、公用設(shè)施管線敷設(shè)及排水要求的前提下，經(jīng)濟(jì)合理的確定各組成部分的寬度以及相互之間和位置與高差，盡量做到用地省、投資少、使道路發(fā)揮其最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本設(shè)計(jì)路段路基按四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，采用整體式斷面，路基全寬設(shè)計(jì)為28.0m，其各部分組成為：?jiǎn)蜗蛐熊嚨?×7.5m，左側(cè)路緣帶為0.75m，硬路肩3.5m（含有側(cè)路緣帶0.5m），兩側(cè)土路肩0.75m中央分隔帶為3.0m。路基橫斷面布置見圖3.1。圖3.1 路基橫

2、斷面布置圖路基橫坡本著有利于排水、施工和行車的原則，根據(jù)公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ 011-94）中的原則，行車道、路緣帶及硬路肩橫坡取為2.0%，土路肩要比路拱橫坡大1.02.0%，所以土肩取為4%。路基超高及加寬查公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTJ B01-2003），不設(shè)超高的最小半徑如下表（3.1）。本設(shè)計(jì)路段設(shè)計(jì)車速為120km/h，有一處平曲線半徑小于5500m，因此需設(shè)置路基超高，根據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定和相關(guān)計(jì)算，超高橫坡度采用4%。表3.1 不設(shè)超高最小半徑表設(shè)計(jì)車速12010080604030i路拱2.0%=0.0350.045500400025001500600350i路拱2.

3、0%=0.040.0575505250335019008504501）圓曲線半徑確定本設(shè)計(jì)路段圓曲線半徑R=1500m，設(shè)計(jì)車速為120km/h。根據(jù)表（3.2）可取i=4%。表3.2 i取值表圓曲線半徑（km）55003240324021602160167016701300130010801080930930810i（%）12345672）超高緩和段的確定超高緩和段的長(zhǎng)度主要從兩個(gè)方面來考慮：一是從行車舒適性來考慮，緩和段長(zhǎng)度越長(zhǎng)越好；二是從橫向排水來考慮，緩和段長(zhǎng)度短些好，特別是路線縱坡較小時(shí)，更應(yīng)注意排水的要求。新建高速公路一般采用繞中央分隔帶邊緣旋轉(zhuǎn)，超高漸變率D=1/200，所以超高

4、緩和段長(zhǎng)度為由式（31）計(jì)算。 （31）式中 超高緩和段長(zhǎng)度，m； 旋轉(zhuǎn)軸至行車道外側(cè)邊緣的寬度，m； 超高坡度與路拱坡度的代數(shù)差，%； 超高漸變率。所以超高緩和段長(zhǎng)度：緩和曲線Ls=425m > Lc,取Lc=425m橫坡從路拱坡度（-2%）過渡到橫坡（2%）的超高漸變率：又因?yàn)椴辉O(shè)超高的半徑為5500m,此點(diǎn)距ZH點(diǎn)的距離由公式（32）計(jì)算： （32）式中 不設(shè)超高的緩和曲線長(zhǎng)度，m； 回旋線參數(shù)； 回旋線型所連接的圓曲線的半徑，m。故根據(jù)此條件確定的超高緩和段長(zhǎng)度為：取整為300m。此時(shí)路拱的坡度路拱坡度（-2%）過渡到超高橫坡（2%）時(shí)的超高漸變率：故需分段超高，第一段從雙向路拱

5、橫坡度-2%過渡到單向超高橫坡2%時(shí)的長(zhǎng)度由公式（33)計(jì)算： （33）式中 i超高橫坡度；B外側(cè)行車道寬度，m。所以： ，取第二段長(zhǎng)度為：第一段的超高漸變率為：滿足排水要求。3）計(jì)算各樁號(hào)處的超高值超高起點(diǎn)樁號(hào)K0+832.577，直線段的硬路肩與行車道坡度相同為2%，土路肩為4%，圓曲線內(nèi)外側(cè)的硬路肩坡度與行車道的坡度相同均為4%，外側(cè)的土路肩為3%。內(nèi)側(cè)土路肩坡度過渡段的長(zhǎng)度為： 所以取。分別計(jì)算出各樁號(hào)距離超高起點(diǎn)的x值然后帶入表33計(jì)算公式中計(jì)算結(jié)果，計(jì)算結(jié)果列表34。表3.3 各樁號(hào)超高值計(jì)算公式超高位置計(jì)算公式行車道行坡度備注外側(cè)C1計(jì)算結(jié)果與設(shè)計(jì)高之高差2設(shè)計(jì)高程為中央分隔帶3

6、當(dāng)x=Lc時(shí)為圓曲線上的超高值D0內(nèi)側(cè)C0D式中 B行車道寬度,m； b1左側(cè)路緣帶寬度,m； b2右側(cè)路緣帶寬度,m； ix超高橫坡度,度； iz路拱橫坡度,度。中央分隔帶形式及開口中央分隔帶采用凸起式，全寬3.0m,雙向外傾橫坡4%的坡度，表面種草綠化，植樹防眩；為搶險(xiǎn)急救和維修方便，中央分隔帶每隔2000m左右設(shè)一處開口，并考慮在大橋、特大橋一側(cè)橋頭及互通式立交終點(diǎn)的一端設(shè)置開口一處，開口處樁號(hào)為：K1+600，開口端部為子彈頭形，開口長(zhǎng)50m。具體形式見圖（3.2）。表3.4 各樁號(hào)橫斷面超高值樁號(hào)X（m）內(nèi)側(cè)(m)外側(cè)(m)A(m)B(m)C(m)D(m)D(m)C(m)B(m)A(

7、m)K0+832.50-0.27 -0.24 -0.18 00-0.18 -0.24 -0.27 K0+8407.423-0.27 -0.24 -0.18 00-0.15 -0.20 -0.22 K0+86027.423-0.27 -0.24 -0.18 00-0.09 -0.12 -0.13 K0+88047.423-0.27 -0.24 -0.18 00-0.03 -0.04 -0.04 K0+90067.423-0.27 -0.24 -0.18 000.03 0.04 0.04 K0+92087.423-0.27 -0.24 -0.18 000.09 0.12 0.13 K0+94010

8、7.423-0.27 -0.24 -0.18 000.15 0.21 0.22 K0+947.5115-0.27 -0.24 -0.18 000.18 0.24 0.27 K0+96012.423-0.27 -0.25 -0.19 000.19 0.25 0.27 K0+98032.423-0.29 -0.28 -0.21 000.21 0.28 0.29 K1+00052.423-0.32 -0.30 -0.23 000.23 0.30 0.32 K1+02072.423-0.35 -0.33 -0.24 000.24 0.33 0.35 K1+04092.423-0.38 -0.35 -0

9、.26 000.26 0.35 0.38 K1+060112.423-0.40 -0.38 -0.28 000.28 0.38 0.40 K1+080132.423-0.43 -0.41 -0.30 000.30 0.41 0.43 K1+100152.423-0.46 -0.43 -0.32 000.32 0.43 0.46 K1+120172.423-0.49 -0.46 -0.34 000.34 0.46 0.49 K1+132.5192.423-0.50 -0.47 -0.35 000.35 0.47 0.50 用地范圍對(duì)于邊溝排水路段，以邊坡坡腳外延2.0m作為公路用地界；橋梁段落一

10、般不設(shè)邊溝，用地界為橋梁正投影外側(cè)2.0m。路基填土高度本設(shè)計(jì)路段均為填方路基，路基填土高度受沿線地貌、水文、地質(zhì)等自然條件及橋梁、通道等多種因素控制。根據(jù)沿線調(diào)查和勘測(cè)資料，本設(shè)計(jì)路段所處沖積平原的地下水位埋深一般為1.02.5m同時(shí)考慮到本路段的自然區(qū)劃和巖土特征，擬定一般填方路段路基填土高度控制在1.5m以上，地勢(shì)低洼而受地表水影響路段填土高度應(yīng)控制在2.53.0m以上。圖32 中央分隔帶示意圖路基邊坡路基邊坡的陡緩程度，直接影響到路基的穩(wěn)定和路基土石方工程量。本路段均為填方路基，按公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D30-2004）規(guī)定，本設(shè)計(jì)路段當(dāng)填土高度小于6m時(shí)，邊坡坡率采用1：1.5；

11、大于6m時(shí)，邊坡坡率全部采用1：1.75。護(hù)坡道根據(jù)公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D30-2004）并結(jié)合本路段的實(shí)際特點(diǎn)，本路段護(hù)坡道寬度均取2.0m，護(hù)坡道表面外傾橫坡4%，護(hù)坡道上植樹綠化，植草防護(hù)。 3.2路基設(shè)計(jì)一般路基設(shè)計(jì)1）各樁號(hào)路基斷面的形式、坡度根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇500m公路段，對(duì)其內(nèi)各樁的橫斷面進(jìn)行設(shè)計(jì)，這里選擇的500m要求是本設(shè)計(jì)路線中最典型的，要包括直線、圓曲線、緩和曲線，而且地形也要求是最典型的，所以選擇從 K0+800到K1+300總計(jì)500m的路段。設(shè)計(jì)詳情見各樁號(hào)路基橫斷面圖。2）路基填筑設(shè)計(jì)本施工段全線均為填方路基，所需填料來源于沿線集中設(shè)計(jì)的取土坑。 結(jié)合本地區(qū)

12、的自然環(huán)境及土質(zhì)特點(diǎn)，全路段在填筑路堤前應(yīng)清除地表至少15cm耕植土，清除深度以清除掉植物的根莖，露出先新鮮土壤為準(zhǔn)，經(jīng)碾壓穩(wěn)定后方可開始填土。路基填料強(qiáng)度要求如表（3.1）。表3.1 路基填料強(qiáng)度參數(shù)項(xiàng)目分類路面底面以下深度(cm)最小強(qiáng)度(CBR)(%)最大粒徑（）（cm）上路床030810下路床3080510上路堤80150415下路堤150以下315根據(jù)地質(zhì)資料，本次設(shè)計(jì)線路經(jīng)過地段主要由第四系松散沉積層所組成，表層為素填土和粘性土，土質(zhì)均一，呈硬塑半硬塑狀，強(qiáng)度低，工程性質(zhì)差，其CBR值為2.0%10%。達(dá)不到公路路基施工技術(shù)規(guī)范（JTJ 033-95）的要求，因此為滿足路基填料強(qiáng)度

13、和壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)及施工要求，對(duì)路基填土進(jìn)行適當(dāng)摻加石灰處理。通過摻加一定量的石灰，改善含水量大的土，使其達(dá)到最佳含水量，便于路基壓實(shí)，保證路基的強(qiáng)度。其路基填筑設(shè)計(jì)分析如下：沿線填土含水量的大小于與地層、施工季節(jié)、降水情況及施工方案有較為密切的關(guān)系。因此，如果路基填料強(qiáng)度和含水量能滿足要求，或在施工工期允許的情況下，可以通過翻曬等方法來降低土的含水量，則可以不摻加或少摻石灰。（1）A區(qū)（路床）：上部40采用8%石灰土，下部40采用6%石灰土；（2）B區(qū)（上路床）：采用粉煤灰填筑，并采用4%的石灰土包邊處理；（3）C區(qū)（下路床）：采用粉煤灰填筑，并采用4%的石灰土包邊處理；（4）D區(qū)（隔離層）：為阻斷

14、毛細(xì)水的上升通道，采用405%石灰土填筑，同時(shí)在石灰土墊層頂面的包邊土中，沿路基兩側(cè)每隔20m設(shè)置30×30的石盲溝，以排除粉煤灰路基的下滲水；清表及填前夯實(shí)：路基填筑前應(yīng)先清表，清表及填前壓實(shí)補(bǔ)償305%石灰土回填，壓實(shí)度不小于88%，填前壓實(shí)度不小于85%。當(dāng)路基高度小于1.5m時(shí)，在保證路面結(jié)構(gòu)厚度和80石灰土路床厚度情況需反挖路基進(jìn)行施工，填筑前壓實(shí)補(bǔ)償15-30用5%石灰土回填，之后在填筑路基A區(qū)。3）路基邊坡防護(hù)本設(shè)計(jì)路段填料以粉煤灰為主，坡面表層均換填15耕植土，為防止路基邊坡風(fēng)蝕及雨水沖刷得影響，確保路基邊坡的穩(wěn)定，并綜合考慮路基美容的美化、綠化和工程經(jīng)濟(jì)的合理性，提

15、出合理的路基防護(hù)形式。具體措施如下：（1）中央分隔帶中央分隔帶結(jié)合防眩、防護(hù)以及美化綠化的需要進(jìn)行植樹、植草。根據(jù)徐州本地氣候，沿線擬在支局有四季常青、成活率高、無病蟲害、苗源廣的刺柏等柏科類織物。單排栽植，株距12m。中央分隔帶表面鋪植冷季型地被草皮等。（2）護(hù)坡道在護(hù)坡道上栽植刺柏，間距2.53.5m；基于防護(hù)、綠化之目的，護(hù)坡道土質(zhì)裸露部分采用植草防護(hù)。（3）路基邊坡路基高度小于3m時(shí)，路基邊坡鋪草皮防護(hù)。為防止雨水沖蝕土路肩邊部，并增設(shè)7.5號(hào)漿砌片石護(hù)肩，護(hù)肩厚0.3m護(hù)肩一下邊坡鋪草皮進(jìn)行防護(hù)，鋪草皮可采用木樁在路基邊坡上固定。草種可選用根系發(fā)達(dá)、成活率高、的高羊毛、百慕達(dá)等。護(hù)肩

16、一下土坡需根據(jù)具體情況進(jìn)行填土夯實(shí)，防止邊坡流水沖刷。路基高度大于3m時(shí)，采用拱形護(hù)坡，拱形骨架內(nèi)植草皮防護(hù)。骨架采用7.5號(hào)漿砌片石砌筑，用20號(hào)混凝土預(yù)制塊鑲邊，以攔截水流，使路面雨水在邊坡上集中排除，并通過護(hù)坡道、導(dǎo)流槽引入路基排水溝。拱形骨架間采用鋪草皮防護(hù)，即經(jīng)濟(jì)適用，又美化路容。為防止路肩邊部邊坡的沖刷和地表臨時(shí)積水浸泡路基坡腳，骨架護(hù)坡頂部和底部分別設(shè)置鑲邊和護(hù)腳。本設(shè)計(jì)路段K0+000K3+136路基高度都大于3m，設(shè)置拱形骨架護(hù)坡。K3+136K3+177為植草護(hù)坡。4）路基防護(hù)施工方法及注意事項(xiàng)（1）漿砌片石砌拱時(shí)，應(yīng)首先在坡面上放樣時(shí)，施工時(shí)要保證厚度及砌筑質(zhì)量。（2）刷

17、坡和鋪砌骨架護(hù)坡后應(yīng)及時(shí)植樹、鋪草皮和播種草籽，綠化覆蓋土層。（3）所有的防護(hù)工程在路基沉實(shí)、坡面夯實(shí)后施工。施工填河路段的防護(hù)在做梯形基礎(chǔ)前，清淤?gòu)氐缀?，再往下挖基礎(chǔ)所需的深度。路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)與壓實(shí)度 本設(shè)計(jì)路段路基填料均為細(xì)粒土，其路基壓實(shí)亦根據(jù)路基填料類型選用相應(yīng)的壓實(shí)機(jī)具，對(duì)細(xì)粒土采用重型輪胎壓路機(jī)。其路基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)和不同部位的壓實(shí)度應(yīng)符合公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D30-2004）及公路路基施工技術(shù)規(guī)范（JTG 033-95）的有關(guān)規(guī)定，具體要求見表（3.2）。壓實(shí)度即現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的土基干密度與室內(nèi)求得的標(biāo)準(zhǔn)干密度之比常用K表示：。表3.2 路基壓實(shí)度要求填挖類型路槽底面以下深度(cm)壓實(shí)

18、度(%)上路床03095下路床308095上路堤8015093下路堤150 以下90清表及填前壓實(shí)303088填前壓實(shí)85注：表列壓實(shí)度擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)系重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。取土坑設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)路段全段均為填方路堤，路基取土采用徐州地區(qū)個(gè)發(fā)電廠排放的工業(yè)廢碴、粉煤灰及設(shè)置路側(cè)集中取土坑取土的方案，集中取土坑的選點(diǎn)要兼顧土質(zhì)、數(shù)量、用地及運(yùn)輸條件等因素，并結(jié)合沿線區(qū)域規(guī)劃，因地制宜，綜合考慮，維護(hù)自然平衡，防止水土流失，盡量做到借之有利。同時(shí)本路段沿線清表、清淤、路基預(yù)壓卸載和施工加寬刷坡等必然存在大量棄方，應(yīng)合理利用，減少?gòu)U方，不可亂棄亂堆，根據(jù)土質(zhì)類別可部分作為路面底基層石灰粉煤灰的用料。部分也可作為路肩、中

19、央分隔帶用土以及互通場(chǎng)地平整用土等。3.2.4路基施工要求及注意事項(xiàng)1）一般路基（1）路堤基底為植耕土或腐植土?xí)r，需清除表土，并作填前壓實(shí)處理，壓實(shí)度不小于85%；（2）位于路基范圍內(nèi)的樹根、蘆葦根等必須挖除；（3）地下水位較高的低路堤段施工時(shí)，應(yīng)首先在路基兩側(cè)開挖排水溝，及時(shí)抽水，以降低地下水位確保低路堤施工質(zhì)量；（4）路基填筑前，應(yīng)對(duì)填料密度、含水量、最大干密度進(jìn)行測(cè)定，壓實(shí)過程中應(yīng)對(duì)填料的含水量嚴(yán)格控制，壓實(shí)后應(yīng)檢查填料的壓實(shí)度是否符合設(shè)計(jì)要求；（5）填料設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)試驗(yàn)資料給出了路基不同部位時(shí)石灰的摻加劑量，主要用于提高填料的承載比。施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)土的工程性質(zhì)及工期要求，按監(jiān)理工程師的指令進(jìn)行；（6）為便于邊坡的壓實(shí)，路基每側(cè)需加寬40，邊坡表層與填方主體要同時(shí)施工、均勻壓實(shí)； （7）應(yīng)做好原地面臨時(shí)排水設(shè)施，并與永久排水設(shè)施相結(jié)合。排除的雨水，不得流入農(nóng)田、耕地，亦不得引起水溝淤積和路基沖刷；（8）路基填筑應(yīng)采用水平分層填筑法施工，必須根據(jù)設(shè)計(jì)斷面，分層填筑、分層壓實(shí)，每層的最大松鋪厚度不應(yīng)超過3