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文檔簡介
1、一、 什么是路基?路基設(shè)計的基本要求。1、 交通部頒發(fā)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路路基設(shè)計規(guī)范(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,是路面的基礎(chǔ),承受由路面?zhèn)鱽淼男熊嚭奢d。2、 路基設(shè)計的基本要求:路基設(shè)計應(yīng)符合安全適用、技術(shù)經(jīng)濟合理的要求,使路基具有足夠的強度、穩(wěn)定性和耐久性;同時要求設(shè)計符合環(huán)保的要求。3、 瀝青路面規(guī)范: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,以保證路基的強度、穩(wěn)定性。設(shè)計宜使路基處于干、中濕狀態(tài),E0>30MPa,重交通E0>40MPa。二、 蘇州地區(qū)(太湖流域)水文地質(zhì)的特點:蘇州地
2、處江南,降水豐富,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干燥的工作狀態(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)計規(guī)范(JTG D50-2006)對路基干濕類型的規(guī)定:干燥 H0>H1 潮濕 H3<H0<H2中濕 H2<H0<H1 過濕 H0H3式中: H0不利季節(jié)路床頂面距地下水位的高度;H1、H2、H3分別為干燥、中濕、潮濕狀態(tài)路基的臨界高度。蘇州-1 H1=1.71.9,H2=1.21.3,H3=0.80.9H0路床頂面距地下水位的高度;h1原地面距地下水位的高度;h2路基設(shè)計高度;h
3、3路面結(jié)構(gòu)厚度。2、 我院設(shè)計的普遍情況: 一般在城市道路設(shè)計中,填土高度均較小,除橋頭較高外,一般h2=0.5cm左右。地下水位:蘇州普遍情況,一般為黃海標(biāo)高1.21.5m,即距原地面1.01.5m左右h2。 正常情況,一般路基設(shè)計標(biāo)高控制在3.0m左右,距地下水位1.51.8m,基本處于中濕狀態(tài)(H0=h1+h2-h3=0.91.4m)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0.5m,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),基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,來保證其強度。四、 關(guān)于低填方路基處理根據(jù)公路路基設(shè)計規(guī)范3.
4、3.5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)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)。本條規(guī)范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”(第二版),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:式中: Za路基工作區(qū)深度,m; K系數(shù),0.5; P車
5、輛荷載,kN(單軸單輪荷載); r土的容重,kN/m3; 1/n系數(shù),1/n=1/51/10,即n=510。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)路基土體達(dá)到一定深度時,車輛荷載P引起的應(yīng)力2與路基土體自重所引起的應(yīng)力B的比值,即時,可以得出工作區(qū)深度計算的簡化公式: 亦即1/n=1/51/10,即n=510。2、 重型汽車荷載: 瀝青路面設(shè)計規(guī)范的車輛荷載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=1.9m;n=10 Za=2.4m。 公路橋涵設(shè)計車輛荷載(公路-、相同)單軸單輪140/2 kN: n=
6、5 Za=2.13m;n=10 Za=2.69m。 取超重車輛300kN: 后軸單輪荷載100 kN: n=5 Za=2.40m;n=10 Za=3.03m。3、 路面結(jié)構(gòu)厚度的換算: 路基、路面由不同強度的材料組成,在計算工作區(qū)深度時,應(yīng)將路面折算為路基同一性質(zhì)的厚度再進行計算,即當(dāng)量厚度; 柔性路面的當(dāng)量厚度換算公式:式中:Ze路面換算為路基土層的當(dāng)量厚度,m; h1路面結(jié)構(gòu)厚度,m; E1路面材料的回彈模量,MPa;E0路基土的回彈模量,MPa;m指數(shù),2.5,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:h1=0.65m;次干路:h1=0.55m;支路:
7、h1=0.45m.基層材料:一般為水泥穩(wěn)定碎石、二灰碎石,底基層為石灰土。 E1:水泥穩(wěn)定碎石 13001700 MPa; 二灰碎石 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=0.65m,Ze=3.9×0.652.5m;次干路:h1
8、=0.55m,Ze=3.9×0.552.1m;支路: h1=0.45m,Ze=3.9×0.451.8m 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=0.65m,Ze=3.3×0.652.1m;次干路:h1=0.55m,Ze=3.3×0.551.8m;支路: h1=0.45m,Ze=3.3×0.451.5m換算公式采用: 4、 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150kN(BZZ-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
9、n=1015噸50kN1.9m2.4m20噸70kN2.1m2.7m30噸100kN2.4m3.0m 以下取城市主干道為例,路面結(jié)構(gòu)厚度0.65m,換算成工作區(qū)深度時的當(dāng)量厚度為2.1m并按設(shè)計保守值的組合二計算,即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0.65m E1=700MPa;其折算厚度 0.65×3.32.1mb、工作區(qū)深度:P=50kN, n=10 Za=2.4m;P=70kN, n
10、=10 Za=2.7m;P=100kN,n=10 Za=3.0m;c、處理深度:從理論計算:一般重車(15噸) Za-Ze=2.4-2.1=0.3m;橋梁重車(20噸) Za-Ze=2.7-2.1=0.6m;超重車(30噸) Za-Ze=3.0-2.1=0.9m.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,完全可以滿足規(guī)范公路路基設(shè)計規(guī)范(JTG D30-2004)第3.3.5條規(guī)定的要求。快速路,路面下1.21.4;主干路,路面下1.01.2;次干路,路面下0.60.8;支路,路面下0.40.6五、 幾點意見1、 掌握、理解規(guī)范
11、的要求 路基設(shè)計中,對填料的強度、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)計規(guī)范(CJJ 37-2012)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00.80969594920.801.5094939291>1.5093929190挖方00.30969594920.300.809493城市道路工程設(shè)計規(guī)范與公路路基設(shè)計規(guī)范比較,挖方路基,在0.300.80m部分的路床,壓實度降低了2%,適當(dāng)降低標(biāo)準(zhǔn),是比較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160200kPa時,可以不開挖;當(dāng)粘土層=100120kPa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)計中,絕大多數(shù)路床位于原地面以下,可執(zhí)行挖方路基,處理
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