路基(土木工程):簡介,構造,本體,排水,防護,路堤,路塹,類型,一般路基幹濕類型
路基(土木工程)
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路基是軌道或者路面的基礎，是經過開挖或填築而形成的土工構築物。路基的主要作用是為軌道或者路面鋪設及列車或行車運營提供必要條件，並承受軌道及機車車輛或者路面及交通荷載的靜荷載和動荷載，同時將荷載向地基深處傳遞與擴散。在縱斷面上，路基必須保證線路需要的高程;在平面上，路基與橋樑、隧道連線組成完整貫通的線路。在土木工程中，路基在施工數量、占地面積及投資方面都占有重要地位。
基本介紹
中文名：路基外文名：subgrade定義：用土或石料修築而成的線形結構物形式：路堤、路塹分類：土路基、石路基、土石路基適用範圍：建築工程
簡介,構造,本體,排水,防護,路堤,路塹,類型,一般路基幹濕類型,特殊路基類型,設計,防護,填挖方防護,水塘邊坡防護,擋土牆防護,橋頭防護,
簡介路基是由填築或開挖而形成的直接支承軌道的結構，也叫做線路下部結構。路基與橋樑、隧道相連，共同構成線路。路基依其所處的地形條件不同，有兩種基本形式：路堤和路塹，俗稱填方和挖方。鐵路路基的作用是在路基面上直接鋪設軌道結構，因此，路基是軌道的基礎，路基荷載，既承受軌道結構的重量，即靜荷載，又承受列車行駛時通過軌道傳播而來的動荷載。路基同軌道一起共同構成的線路結構是一種相對鬆散連結的結構形式，抵抗動荷載的能力弱。建造路基的材料，不論填或挖，主要是土石類散體材料，所以路基是一種土工結構，經常受到地質、水、降雨、氣候、地震等自然條件變化的侵襲和破壞，抵抗能力差，因此，路基應具有足夠的堅固性、穩定性和耐久性。對於高速鐵路，路基還應有合理的剛度，以保障列車高速行駛中的平穩性和舒適性。構造路基主要包括下面幾個部分：本體路基本體包括用天然土、石所填築的路堤和在天然地層中挖出的路塹，其輪廓及各部分名稱如圖1所示。它直接支撐軌道，承受通過軌道的列車荷載，是路基的主體。路基本體根據地質條件和填築材料的不同，又可分為路堤、路塹、半路堤、半路塹、半堤半塹、不填不挖路基六種基本形式。排水地面排水設備：用來將有可能停滯在路基範圍以內的地面水迅速排除到路基以外，並防止路基以外的地面水流入路基範圍，以免下滲浸濕路基土體或形成漫流沖刷路基邊坡，如側溝、排水溝、天溝等。地下排水設備：根據水文和地質條件修築於地面以下一定深度，用來截斷、疏乾、引出地下水或降低地下水位，以使路基及邊坡保持乾燥狀態，提高土的穩固能力，如排水槽、滲水暗溝、滲井等。防護坡面防護設備：用來防護易受自然作用破壞而出現坡面變形的土質邊坡，如鋪草皮、噴漿、抹面、護牆、護坡以及為防護崩塌落實而修建的攔截和遮擋建築物，如明洞、棚洞。沖刷防護設備：用來防護水流或波浪對路基的沖刷和淘刷，如鋪草皮、拋石、石籠、圬工護坡、擋土牆、順壩、挑水壩等。支撐加固設備：用來支撐加固路基本體，以保證其穩固性，如擋土牆、支擋牆、支柱等。防沙、防雪設施：用來防止風沙、風雪流掩埋路基，如各種柵欄、防護林等。路堤路堤是指全部用岩土填築而成的路基；路堤的幾種常用橫斷面形式：1、矮路堤(填土高度低於1.0m者）2、高路堤(填土高度大於18m（土質）或20m （石質））3、一般路堤(填土高度介於兩者之間）4、浸水路堤5、護腳路堤6、挖溝填築路堤路塹路塹是指全部在原地面開挖而成的路基。路塹橫斷面的幾種基本型式：全挖式路基、台口式路基、半山洞式路基。類型一般路基幹濕類型路基的乾濕類型表示路基在最不利季節的乾濕狀態，劃分為乾燥、中濕、潮濕和過濕四類。原有公路路基土的乾濕類型，可以根據路基的分界相對含水量或分界稠度劃分；新建公路路基的乾濕類型可用路基臨界高度來判別。高速公路應使路基處於乾燥或中濕狀態。特殊路基類型1、軟土地區路基。以飽水的軟弱粘土沉積為主的地區稱為軟土地區。軟土包括飽水的軟弱黏土和淤泥。在軟土地基上修建公路時，容易產生路堤失穩或沉降過大等問題。我國沿海、沿湖、沿河地帶都有廣泛的軟土分布。2、滑坡地段路基。滑坡是指在一定的地形地質條件下，由於各種自然的和人為的因素影響，山坡的不穩定土（岩）體在重力作用下，沿著一定的軟弱面（帶）作整體、緩慢、間歇性的滑動變形現象。滑坡有時也具有急劇下滑現象。3、岩坍與岩堆地段路基。岩坍是岩崩與岩塌的統稱，包括錯落、坍塌、落石、危岩。岩堆則是陡峻山坡上岩體崩塌物質經重力搬運在山坡腳或平緩山坡上堆積的鬆散堆積體。4、土石流地區路基。土石流是指地區由於地形陡峻，鬆散堆積物豐富，特大暴雨或大量冰融水流出時，突然爆發的包含大量泥沙、石塊的洪流。有時每年發生，有時多年發生一次，危害程度也不一樣。5、岩溶地區地基。岩溶是石灰岩等可溶性岩層，在流水的長期溶解和剝蝕作用下，產生特除的地貌形態和水文地質現象的統稱。岩溶對地基的危害，一般為溶洞頂板坍塌引起的路基下沉和破壞；岩溶地面坍塌對路基穩定性的破壞；反覆泉與間歇泉浸泡路基基底，引起路基沉陷、坍塌或冒漿；突然性的地下湧水沖毀路基等。可溶性碳酸鹽類岩石主要集中在我國華南和西南，其次是長江中、下游的華中區。6、多年凍土地區路基。凡是土溫等於或低於0℃，且含有凍的土（石）稱為凍土，這種狀態三年或三年以上者，稱為多年凍土。主要集中於我國東北大、小興安嶺和青藏高原。7、黃土地區路基。黃土是一種以粉粒為主，多空隙，天然含水量小，呈黃紅色，含鈣質的黏土。廣泛分布於黃河中游的河南西部，山西、陝西和甘肅的大部分地區，以及青海、寧夏、內蒙古部分地區。黃土的濕陷性是在外荷載或自重的作用下受水浸濕後產生的濕陷變形，8、膨脹土地區路基。膨脹土系指土中含有較多的黏粒及其他親水性較強的蒙脫石或伊利石等黏土礦物成分，且有遇水膨脹、失水收縮的特點，是一種特殊結構的黏質土。多分布於全國各種二級及二級以上的階地與山前丘陵地區。9、鹽漬土地區路基。鹽漬土中氯鹽、硫酸鹽受水易溶解，可形成雨溝、洞穴、濕陷等病害，冬季凍脹、鹽脹形成鼓包、開裂，夏季溶蝕、翻漿。鹽漬土在我國分布較廣，新疆、青海、甘肅、內蒙古、寧夏等省區分布較多。10、沙漠地區路基。沙漠地區氣候乾燥，降雨小、溫差大，冷熱變化劇烈，風大沙多，土中易溶鹽多，植被稀疏、低矮。我國新疆、青海、甘肅、內蒙古、寧夏、陝西等省區分布有大面積的沙漠與沙地。11、雪害地段路基。公路雪害有積雪和雪崩兩種主要形式。積雪包括自然降雪和風吹雪。自然降雪一般不致對公路造成嚴重危害；風吹雪可阻段交通，埋沒車輛，主要發生在我國東北地區、青藏高原及新疆等地。12、涎流冰地段路基。涎流冰分山坡涎流冰和河谷涎流冰，主要分布在寒冷地區和高寒地區。山坡涎流冰由山坡或路基挖方邊坡出露的地下水凍結形成。河谷涎流冰則是沿溝谷漫流的泉水和凍雪融水凍結形成。
設計一般設計一般填方路段填表土0.5~1.0m，其中耕植土路段暫定為0.8m，房雜地路段清建築垃圾暫定1m（具體清表及清建築垃圾厚度以施工時實際計量為準，原則為清除表情植物根系及房屋基礎、建築垃圾，以便土基壓實，達到規範及設計圖紙要求的壓實度標準）；水田路段清除表土（或淤泥）後換填毛渣石；其他路段回填素土壓實。清表土應結合附近地形進行集中放置，用作道路綠化帶及邊坡綠化填土使用。為了滿足主路重載車標準，提高路基的壓實度及回彈模量，將一段填方路段路的主路上路床0.3米範圍換填4%生石灰土，一般填方路段主路上路床換填15cm未篩分碎石。一般填方路基，邊坡坡率採用1:1.5，當地地面橫坡大於1：5時，填方路基應挖成寬度不小於2m的台階，並設4%內向橫坡。因下穿漢鄂高速路孫家咀大橋淨空的需要，該路段路基設計高程較低，需設定防護提以提高防洪標準，同時，設定懸臂擋土牆調動機動車道與非機動車道的高程差。防護提的提頂高程為18.51m，提外側的坡率為1:2，內側的坡率隨非機動車道設計高程變化而變化。TK6+480~TK9+112路段，因該段雨水排放採用管道與明溝排水相結合的方式，所以當該路段填方高度大於2..1m時，採用二級邊坡，上級邊坡坡率為1:1.5（或1:1.75，適應於水塘段；或1:2.0，適用於改渠路段）。挖方路段邊坡坡率採用1:1.5。挖方合理土方利用到填缺方，以減少本段填挖方差距和本樁利用。低填淺挖道路沿線地勢高低起伏，對於填方高度小於1.5m的低填路段及挖方高度小於0.8m的淺挖路段，設計時考慮從原地面挖至路床底（即路槽一下0.8m範圍內換填4%生石灰土後再施工路面結構部分。素填土根據本段地基勘察報告，沿線局部路段有0.4~3.5m深的素填土，由於素填土結構疏散，堆積年限短，設計考慮當素填土厚度≤0.8m時，清除素填土，回填合格的路基填料；當0.8m<厚<3.5m，清除耕植土後，翻挖原裝素填土，摻6%生石灰回填壓實。水塘路基處於水塘路段時，當路基占用水塘面積較大，路基範圍外水塘面積較小時，水塘宜廢棄，按乾塘處理，先將整個水塘抽水放乾，請處理及範圍內淤泥，然後換填0.6~1.0m的厚毛渣石，再換填素土至路床頂；路基範圍外側用素土整平至塘埂。當路基占用水塘面積較小，水塘仍有保留價值時，在坡腳外側抽水，路基內側清淤並分層回填毛渣石至塘埂;常水位+0.5米以下邊坡採用漿砌片石防護，工後拆除編織袋圍堰。因水塘塘埂處高差較大、坡度較陡，為避免不均勻沉降，將塘埂挖台階處理，台階寬度不宜小於2m，設4%向內橫坡，分層鋪設雙向土工格柵，最後在塘埂頂鋪設一層雙向土埂格柵。防護填挖方防護本段路基以填方為主，挖方路段較少，填、挖方高度均不超過8m，當填方高度H≤3m時，採用噴播植草防護；當填方高度3m≤厚≤5m時，採用三維網植草防護；當填方高度H>5m時，經核實，均為水塘路段，採用水塘路基防護，當路基處於水塘地段時，常水位+0.5m以下邊坡採用漿砌片石防護，常水位+0.5m以上邊坡採用空心磚植草防護，路基施工前先設定編織袋臨時圍堰。挖方邊坡採用噴播植草防護，路肩邊緣設邊溝及護坡道。
水塘邊坡防護該路段的雨水排放採用管道與明溝排水相結合的方式，水塘路段為蓄水景觀區，邊坡防護採用三維排水生態邊坡防護，道路中心線設計高程Hs-2.1m以上的邊坡採用空心磚植草防護，Hs-2.1m以下的邊坡採用三維排水柔性生態護坡。擋土牆防護下穿漢鄂高速公路孫家咀大橋路段，由於機動車道與非機動車道的縱斷面分別單獨設計，輔路機動車道與非機動車道間的高差最大達1.5m，為了非機動車及行人的通行安全，該路段設定懸臂式擋土牆防護，並在擋土牆頂設定防護拉桿。懸臂式路肩擋土牆設定在高差≥0.8m處，小於0.8m時，採用特製測石支護。懸臂式擋土牆採用C30鋼筋水泥混凝土，特製測石採用C30水泥混凝土。懸臂式擋土牆底地基承載力應大於擋土牆最小基底應力，否則須採用級配碎石墊層進行換填夯實處理。擋土牆埋置深度一般為1.0m，沿擋土牆縱向約10m設伸縮縫一道，縫寬0.02m，用油浸甘蔗板全斷面填塞。擋土牆在距地面高0.3m處沿道路縱向每隔1.0m設定泄水孔，孔徑5cm，牆背設土工布反濾層，以防泄水孔淤塞及路基填料外漏、流失。泄水孔設定不應使旁邊的鋼筋外露。主線及匝道段懸臂式擋土牆外表面採用石材鑲面裝飾，擋土牆牆頂設定防護拉桿，施工擋土牆時注意預埋防撞護欄鋼筋，擋牆護欄形式與中小橋樑的人行道欄桿一致。擋土牆立面採用花崗岩裝飾。橋頭防護五四湖大橋東岸處於水塘區域，填方較高，為了行人通行安全，在填方高度大於5m的路段設定人行欄桿，欄桿設定於人行道外側土路肩內，欄桿與五四湖大橋的人行道外側欄桿一致。
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