公路路基基本知识 This manuscript was revised on November 28, 2020
公路路基基本知识
公路路基
公路路基是路面的基础,它承受着本身岩土自重和路面重量,以及由路面传递而来的行车荷载,是公路的承重主体。
公路路基由宽度、高度和边坡坡度三者所构成。
路基宽度取决于公路技术等级;路基高度取决于纵坡设计及地形;路基边坡坡度取决于地质、水文条件,并由边坡稳定性和横断面经济性等因素比较选定。
公路路床
路床是路面的基础,是指路面底面以下80cm范围内的路基部分,承受由路面传来荷载。
在结构上分为上路床(0~30cm)及下路床(30~80cm)两层。
路面直接铺设在路床上。
因此,对路床,特别是上路床的土质、粒径、压实度都有严格要求,必须均匀、密实、强度高,不得有松散和软弹现象。
挖方路基的路床,必须平整、密实,用重型压路机压实至规定的压实强度。
为了确保路面各结构层厚度均匀和排水需要,路床表面必须做成与路面一致的路拱横坡度。
公路路堤
路堤是高于原地面的填方路基,其作用是支承路床和路面。
路床以下的路堤分上、下两层:
上路堤:路面底面以下80~150cm范围内的填方部分。
①洞径大,洞内施工条件好时,宜采用浆砌片石支墙,支柱及码砌片石垛等加固。
②深而小的溶洞不便于洞内加固时,可采用石盖板或钢筋混凝土盖板加固。
③对洞径小、顶板薄或岩层破碎的溶洞,可采用爆破顶板用片石回填加固。
④对路基范围内的地表塌陷,如基岩未露者,采用粘土回填夯实;如基岩露出并见空洞洞口时,先用大块石堵塞洞口,再用粘土回填。
⑤对溶洞埋深较浅,洞顶板较薄而洞径又大的地段,采用压浆加固。
多年冻土地区公路路基
凡是土温等于或低于0℃,且含有冰的土(石)称为冻土,这种状态保持二年及三年以上者称为多年冻土。
多年冻土按其状态分为:坚硬冻土、塑性冻土、松散冻土。
路线通过多年冻土地区,路基应尽量采用路堤形式,其最小填土高度应满足防止翻浆和冻胀的要求,在采取保护多年冻土和限制多年冻土融化深度地段,还应满足防止热融沉陷及控制热融沉陷的要求。
路基的排水设施应尽量远离路基坡脚,以防止水流及其渗流影响冻土上限的变化。
路基填料应选用保温隔热性能较好的土。
以保证路基的强度和稳定性。
黄土地区公路路基及防治
黄土是一种以粉粒为主、多孔隙、天然含水量小,呈黄红色、含钙质的粘质土。
天然黄土一般具有垂直节理,黄土陡壁多呈直立的特性,因此黄土路基挖方边坡常设计成陡坡。
黄土在天然状态下具有多孔性和湿陷性,对地基应进行灌水预先浸湿以及对基底重型压实、强夯、挤密灰土桩等方法进行处理。
对于路基的排水与防护工程,其设计要点是:防冲、防渗和有利于水土保持是目的,早接远送是措施,处理好进出水口是关键,否则会引起土体滑塌,坡面产生冲沟。
黄土地区的路基病害主要是黄土陷穴和湿陷。
黄土陷穴是黄土经水冲蚀与溶蚀所形成的一种特殊物理地质现象,它对路基的危害较大。
黄土陷穴的处理方法和适用条件如下:回填夯实用于明穴;明挖回填夯实用于埋藏浅的暗穴;支撑回填夯实用于埋藏较深的暗穴;灌砂用于小而直的暗穴;灌泥浆用于大而深的暗穴。
湿陷性黄土一般是大面积分布的,处理费用较高。
黄土湿陷性对于一般等级公路可局部处理,对于高速公路、一级公路影响较广,因此应完善排水系统,并对路基附近现有的灌溉、排水设施进行处理,防止渗漏。
膨胀土地区公路路基
膨胀土系指土中含有较多的粘粒及亲水性较强蒙脱石或伊利石等粘土矿物成份,它具有遇水膨胀,失水收缩,是一种特殊膨胀结构的粘质土。
膨胀土路基,很难保证其稳定性,一旦病害发生,治理困
难,耗资巨大,因此对膨胀土地区,进行路基设计时一般应与桥梁、隧道方案技术经济比较,择优选用。
深堑边坡稳定性检验
对于膨胀土地区路基,深路堑边坡要进行稳定性检算。
深路堑边坡坡度可参照工程地质、水文地质和环境地质相似条件下同类型膨胀土稳定的边坡进行设计。
对于高速公路、一级公路的路基,应结合膨胀土斜坡破坏类型,路堑边坡形式及水文地质条件,考虑膨胀土变动强度与强度衰减的特性,对深路堑边坡进行稳定性验算。
土质均匀且无节理面时,可按圆弧滑动面法验算。
土质较薄,土层与岩层间存在软弱层时,取软弱层面为滑动面进行验算。
层状构造的膨胀土,如层面与斜坡斜交且交角小于45°时,应验算层面的稳定性。
验算稳定性,应取土体沿滑动面饱合状态时的抗剪强度值,稳定安全系数可取1.2。
盐渍土地区公路路基及防治
路基施工前,施工人员应对路基工程范围内的地质、水文情况进行详细调查,通过取样,试验确定其性质和范围,并了解附近既有建筑物和对特殊土的处理方法。
6、场地清理
施工前应按设计要求进行公路用地放样,由业主办理征用土地手续。
7、试验路段
高速公路、一级公路以及在特殊地区或采用新技术、新工艺、新材料进行路基施工时,应采用不同的施工方案做试验路段,从中选出路基施工的最佳方案指导全线施工。
(二)基本工作
路基施工的基本工作主要包括路堤基底处理,填料的选择,确定填筑方式,桥涵构造物的填筑,路堑开挖成型,土的移运,路堤压实,路基质量检验等。
公路路基施工机械设备
高等级公路路基施工的主要机械设备常包括铲土运输、挖掘、碾压等机械。
在地形开阔的风沙流地段,应将路基两侧20~50m范围内可引起积沙的小沙滩,弃土堆,小土丘等阻碍物予以清除。
对路线主要控制桩、护桩、水准点、路基边桩等应设置明显的标志,并妥善保护,以防被沙埋没。
公路绿化工程
从工程建筑物应有的“实用、坚固、经济、美观”的综合要求来看,公路美学已成为设计的重要方面。
所以公路的线型及构筑物应注意与周围优美景观及生态环境的协调,通过和谐的修复和绿化减少施工痕迹,使公路与自然景观融合为一体,给驾驶者创造舒适感与美感。
公路两侧边坡、分隔带、弃土堆及用地界以内空地,应根据道路等级,因地制宜种植乔木、灌木、花卉和草皮。
公路绿化平面应按照设计规定布置。
公路行道树只在能在边坡以外种植,路肩上不得植树,护坡道只宜栽种灌木。
种植的树种,宜按路段变化。
高速公路和一级公路的服务设施等处,应按设计要求进行绿化。
公路绿化植物品种的选择,应符合以下原则:
1、具有稳定公路边坡的能力;
2、容易繁殖,移植和管理;
3、适于当地栽种;
4、具有良好的环境和景观效果。
空气污染的防治
路基施工对空气污染的防治措施包括以下几项:
1、材料的堆放场和加工厂,要远离居民区并保持规定的距离,防止材料加工产生的灰尘、散发的不良气味污染空气和产生噪声,危害人体健康。
2、防止粉尘飞物污染环境,有害施工人员身体健康。
3、采取措施,减轻机械施工时所产生的废油、废气、烟尘对周围环境的污染。
防止水土污染和流失
公路施工所产生的垃圾和废弃物质,如不妥善处理,极易破坏景观,污染水、土和环境。
对于废土石,容易产生新的泥石流,破坏农田、污染环境。
因此,对公路施工所产的废弃物,应做好处理。
1、清理场地产生的表层腐殖土,可用于边坡植草、植树的营养土或用于造田。
2、铲除的荆棘丛林,灌木等,应进行有计划的焚烧或掩埋。
3、废弃的土石方及工程剩余的废弃材料,应有计划地配合景观和工程的需要进行处理。
防止水土流失,污染江河。
4、清洗机械、施工设备的废水及生活污水应采取必要的净化措施,才能排放。
5、使用工业废料作为筑路材料,当工业废料中含有可溶性有害物质时,应采取隔离措施,防止有害的可溶性物质溶化,污染土质和水源。