一、路基设计基本内容
路基工程包括:路基本体(路堤、路堑)、路基防护(挡土墙、护坡)、路基排水设备(排水沟、侧沟、渗水暗沟)。
1、路基设计分类
(1)一般设计:指在一般的工程地质、水文地质条件下,边坡高度在规范内。
(2)个别设计:除上述条件外,特殊条件下路基设计(边坡高度超规范、修筑陡坡上路堤坡度、特殊路基、路基防护加固等)。
2、路基设计内容
(1)初步设计阶段:编制总概算、设计说明书、设计文件图表。
(2)施工图设计阶段:建筑物的施工图表、工程数量、设计说明。
3、路基设计工作顺序
根据设计任务书要求,掌握路基设计地段的资料,编制施工方案。
二、路基构造
1、路基组成
(一)路基本体
(1)路堤
路基设计标高高于地面标高,用土、石填筑的路基。
路堤的基本结构:地基、基床以下的路堤、基床底层和基床表层。
(2)路堑
路基设计标高低于地面标高,通过挖掘而形成的路基。
路堑基床结构:路堑基床表层、基床底层、排水和路堑边坡。
(3)路基本体各部分名称
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路基面:指路基面上铺设轨道部分。
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路肩边缘:路基面与坡面的交线。
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路肩:路基顶面中,道床覆盖以外的部分。
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基底:堤身所覆盖的地面线以下的地层。
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路基边坡:路肩边缘以外斜坡。
(二)路基防护
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坡面防护:采用铺草皮喷浆
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防冲刷:铺草皮抛石挡土墙
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支撑加固:挡土墙支柱
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防风防雪:防护林
(三)路基排水设备
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地面排水
将路基范围内的地面水迅速排除到路基以外,可用排水沟、天沟和侧沟。
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地下排水
修筑于地面以下一定深度,用来截断、引出地下水或者降低地下水位,可用排水槽、渗水暗沟。
2、路基横断面
(一)横断面
(二)横断面各构成部分的设计原则
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路肩高程
保证路基不被洪水淹没,不被地下水渗透至路基面而产生冻胀或者翻浆冒泥等病害。路肩高程有一个最小值规定。
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路基面形状
根据基床土质分:设路拱、做成平面
规定:
⑴非渗水土和用封闭层处理的路基面,设路拱,形状为三角形
⑵渗水土和岩石的路基面,设成平面
3、路基面宽度
(1)直线段路基面
路基面宽度=道床覆盖宽度+两侧路肩宽度
(2)曲线段路基面
为保证路肩所需的宽度,加宽的数值可根据超高计算确定。
4、路基边坡
分路堤和路堑边坡。
5、路基标准设计横断面图
路堤标准横断面和路堑标准横断面
路基基床
1、基床的组成
(一)基床结构
基床指路基上部承受轨道、列车动载作用,并受水文气候变化影响而规定的一定深度。
(二)路基填料
(三)路堤基床
1、路堤填料
2、基床表层填料
3、基床底层填料的选用
可用A、B、C组填料,如选用D组则采取加固或改良措施。
4、基床土的压实
(四)路堑基床
基床表层土的压实度不小于表2.6的规定值,否则采取压实措施。基床底层为软弱土层时,其静力触探比贯入阻力值不小于1MPa。
(五)基床加固措施
2、基床病害及防治
(一)道碴陷槽
1、道碴槽
路基面发生锯齿状的变形。深度达1m。
防治办法:⑴清除道跨槽,换填砂砾或炉渣;⑵换填不透水土;⑶水泥固结法。在道碴槽内治压水泥砂浆,使之凝结成整体。
2、道碴箱
由道碴槽发展成几根轨枕下连通的坑洼。
防治办法:设置横向排水沟。
3、道碴囊
当基床土的密实度不均匀,道碴在较松软处压入较深。
4、道碴袋
在路基面上单个的互不相连,深度较大的陷槽(达3m以上)。
措施:自边坡打入管子,干积水。
(二)路肩剪切挤起
在路堑地段,当路基顶面为不良土质或软质岩层时,可能先形成道碴陷槽,进而出现路肩剪切挤起或侧沟被剪裂。
措施:换填砂垫层
(三)路基翻浆冒泥
路基顶面为粘土或泥质软岩,浸水后成稀释状态的泥浆,在列车动载作用下,泥浆受挤压沿道碴孔隙向上涌出的现象。
措施:
⑴铺设砂垫层,将道碴与基床土隔离和排水。
⑵设置封闭层,在基床面铺一层不透水的材料将基床封闭,防止地面水渗入引起基床表层上软化。
⑶换土
(四)冻害及防治
冻害主要发生在寒冷地区。
冻害的原因:是夏天路基或道床内的积水冬天冰冻,水从土壤中分离,结冰后体积胀大,使道床或路基冻起。
措施:
⑴基床表层采用隔温材料(如炉碴、泡沫砖等)填筑。
⑵加强排水,降低地下水位或毛细水。
路肩作用:
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深陷
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排除地下水措施
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翻浆冒泥
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下沉外挤
在长期积水和滞水的情况下,土壤处于嫌气状态,有机质分解十分缓慢,从而使有机层的积累超过有机质的分解,即形成了有机土。有机质是来自动植物残体的物质,主要是腐殖质,例如落叶等。当粘土中有机质含量超过5%以及砂土中有机质含量超过3%时,则成为含有有机质的土。若有机质含量超过10%,则称为泥炭质土,超过60%,称泥炭,它是在潮湿和缺氧。