路基設(shè)計理論與方法

1、什么是路基？路基設(shè)計的根本要求1、交通部頒發(fā)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?公路路基設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?JTG D30-2004中，路基的定義是：按照路線位置和一定技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)造物，是路面的根底，承 受由路面?zhèn)鱽淼男熊嚭奢d。2、路基設(shè)計的根本要求：路基設(shè)計應(yīng)符合平安適用、技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的要求，使路基具有足夠的強(qiáng) 度、穩(wěn)定性和耐久性；同時要求設(shè)計符合環(huán)保的要求。3、瀝青路面標(biāo)準(zhǔn)：路基必須密實、均勻、穩(wěn)定。必須采取措施，防止地面水、地下水侵入 路基路面措施，以保證路基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性。設(shè)計宜使路基處于干、中濕狀 態(tài)，Eo>3OMPa，重交通 Eo>4OMPa。蘇州地區(qū)太湖流域水文地質(zhì)的特點：蘇州地處江南，降水豐

2、富，地形平坦，地表均為粘性土，且地下水位高三、路基填土高度：為了保證路基處于較為枯燥的工作狀態(tài)， 就要求路基填土高度在一個合理的范圍1、根據(jù)交通部頒發(fā)的?公路瀝青路面設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?JTG D50-2006對路基干濕類 型的規(guī)定：枯燥 中濕 式中：H0>Hi潮濕H3<H0<H2H2<H0<Hi過濕 H0<H3H0 不利季節(jié)路床頂面距地下水位的高度；Hi、H2、H3分別為枯燥、中濕、潮濕狀態(tài)路基的臨界高度。蘇州W -1 Hi，H2, H3坎下木位Ho路床頂面距地下水位的高度；hi原地面距地下水位的高度；h2路基設(shè)計高度；h3路面結(jié)構(gòu)厚度。2、我院設(shè)計的普遍情況： 一

3、般在城市道路設(shè)計中，填土高度均較小，除橋頭較高外，一般h2=左右。地下水位：蘇州普遍情況，一般為黃海標(biāo)高1.2，即距原地面1.0左右h。 正常情況，一般路基設(shè)計標(biāo)高控制在左右，距地下水位1.5,根本處于中濕狀態(tài)Ho=hi+h2-h3=O.9當(dāng)?shù)缆诽幱诘叵滤S富的地區(qū)如蘇北大豐，地下水位距地表僅，這時 處于潮濕狀態(tài)。所以我院在市政工程設(shè)計的道路工程，其路基的工作狀態(tài)，根本都處于中濕潮濕狀態(tài)，為此路床要求摻灰土處理，分層壓實，來保證其強(qiáng)度。四、關(guān)于低填方路基處理根據(jù)?公路路基設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?條 地基表層處理中第4點規(guī)定：應(yīng)將地基表層碾壓密實。在一般土質(zhì)地段、高速公路、一級公路和二級 公路基底的壓實度重型

4、不應(yīng)小于 90%，三、四級公路不應(yīng)小于 85%。路基填土高度小于路面和路床總厚度時，應(yīng)將地基表層土進(jìn)行超挖并分 層回填壓實，其處理深度不應(yīng)小于重型汽車荷載作用的工作區(qū)深度Za。 2PA ' J.LL z/Z/ (/r -"/ ZjF f 7/- -T7/. x / / / />本條標(biāo)準(zhǔn)需解決如下三個問題： 路基在汽車荷載作用下的工作區(qū)深度; 什么是重型汽車荷載； 路基的處理深度。1、工作區(qū)深度：根據(jù)交通部第二公路勘察設(shè)計院主編的?公路設(shè)計手冊?路基第版，車輛荷載所引起的應(yīng)力分布深度，即工作區(qū)深度 Za的近似值為：Za 3knp所引起的應(yīng)力ob的比值，即nB 5 10 時

5、,Z可以得出工作區(qū)深度計算的簡化公式：Za 爭式中： Za路基工作區(qū)深度，m；3K 系數(shù)，；2P車輛荷載，kN單軸單輪荷載；r土的容重，kN/m3;1/n本圖為車輛荷載P及土體自重在路基土體中按深度分布的應(yīng)力。當(dāng)路基土體到達(dá)一定深度時，車輛荷載P引起的應(yīng)力 應(yīng)與路基土體自重亦即 1/n=1/51/10,即卩 n=510。2、重型汽車荷載： 瀝青路面設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的車輛荷載 BZZ-100， 單軸雙輪軸載為100kN ;單軸單輪軸載為50kN，即P=50kN。計算工作區(qū)深度：n=5 Za=;n=10 Za=。 公路橋涵設(shè)計車輛荷載公路-I、U相同O<OO1I1574-35_.7.單軸單輪 140

6、/2 kN: n=5Za=；n=10 Za=0 取超重車輛300kN :壬OO1O OSji1后軸單輪荷載100 kNn=5 Za=;n=10 Za=o3、路面結(jié)構(gòu)厚度的換算: 路基、路面由不同強(qiáng)度的材料組成，在計算工作區(qū)深度時, 算為路基同一性質(zhì)的厚度再進(jìn)行計算，即當(dāng)量厚度； 柔性路面的當(dāng)量厚度換算公式：應(yīng)將路面折式中：Ze路面換算為路基土層的當(dāng)量厚度，m ；hi路面結(jié)構(gòu)厚度，m；Ei 路面材料的回彈模量，MPa；E0 路基土的回彈模量，MPa；m指數(shù)，多層彈性體m=2，多層剛性體m=3. 我院設(shè)計中，路面結(jié)構(gòu)厚度大體為：主干路：hi = ；次干路：hi = ；支路：hi=.基層材料：一般為

7、水泥穩(wěn)定碎石、二灰碎石，底基層為石灰土Ei：水泥穩(wěn)定碎石13001700 MPa；灰碎石13001700 MPa；石灰土400 700 MPa；瀝青混凝土10001400 MPa；E0： 土基 E0 取 3.5 MPa。為說明問題，簡化計算:組合一：水泥穩(wěn)定碎石二灰碎石+石灰土基層，取E1=1050 MPa； 組合二：水泥穩(wěn)定碎石二灰碎石+石灰土基層，取E1=700 MPa。組合二為保守值。E0=35 MPa 組合一的路面結(jié)構(gòu)厚度，換算成工作區(qū)的當(dāng)量厚度為:主干路：h1=，Ze=3.9 x 0.65"次干路：h1=，Ze=3.9 x 0.55"支路： h1=，Ze=3.9

8、x 0.45 " 組合二的路面結(jié)構(gòu)厚度，換算成工作區(qū)的當(dāng)量厚度為:主干路：h1=，Ze=3.3x 0.65 "團(tuán)；次干路：h1=，Ze=3.3x 0.55 "m支路： h1=，Ze=3.3x 0.45 "j!n4、路基處理深度上述計算中，路基在汽車荷載作用下的工作區(qū)深度時，汽車總重分別為150kNBZZ-100、200 kN公路橋梁荷載、300 kN超重汽車。汽車總重單軸單輪工作區(qū)深度n=5工作區(qū)深度n=1015噸50kN20噸70kN30噸100kN 以下取城市主干道為例，路面結(jié)構(gòu)厚度，換算成工作區(qū)深度時的當(dāng)量厚 度為一一并按設(shè)計保守值的組合二計算，即

9、 E1=700MPa。路基處理深度：從以上理論計算中可以看出，由于路面材料的強(qiáng)度高，當(dāng)量回彈模量高, 理論計算的當(dāng)量厚度較大，路基處理的深度比目前設(shè)計人員常用的設(shè)計方法， 應(yīng)該小得多。我們可以作如下處理：a以城市主干道路面結(jié)構(gòu)厚度取Ei=700MPa；其折算厚度 0.65 X 3.3b、工作區(qū)深度：P=50kN,n=10Za=；P=70kN,n=10Za=；P=100kN，n=10Za=；c、處理深度：從理論計算:一般重車15噸Za-Ze=2.4-2.仁;橋梁重車20噸Za-Ze=2.7-2.仁;超重車30噸Za-Ze=3.0-2.1=.從以上理論分析可以看出，在路基設(shè)計中，路面下的路床采用摻

10、消石灰 的處理方法，分層回填壓實，厚度為6080厘米，完全可以滿足標(biāo)準(zhǔn)一一?公 路路基設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?JTG D30-2004第條規(guī)定的要求?？焖俾?，路面下；主干路，路面下；次干路，路面下；支路，路面下五、幾點意見1、掌握、理解標(biāo)準(zhǔn)的要求 路基設(shè)計中，對填料的強(qiáng)度、壓實度、填料的性質(zhì)都做了明確的要求， 設(shè)計中應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行。 關(guān)于壓實度城市道路工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)CJJ 37-2022類型路床以下深度m路基最小壓實度快速路主干路次干路支路填方969594929493929193929190挖方969594929493?城市道路工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?與?公路路基設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?比擬，挖方路基， 在0.30局部的路床，壓實度降低了 2%,適當(dāng)降低標(biāo)準(zhǔn)，是比擬符合城市道 路的地形條件。 注意道路地質(zhì)：我市地表基層，一般由上而下為雜填土、粘土，當(dāng)路床完全在雜填土中，應(yīng)滿足路床的處理深度；當(dāng)雜填土層較薄，開挖后的粘土層，這時應(yīng)區(qū)分粘土層的性質(zhì)，當(dāng)粘土層160200kP時，可以不開挖；當(dāng)粘土層T =100120kP時，應(yīng)滿足路床處理深度。 壓實過渡層與原地面處理：城市道路設(shè)計