特殊路基设计原理
特殊路基设计解析
② 铺设土工合成材料
它是在路堤底部铺设一层或多层土工合成材料，起柔性 柴排的作用。土工合成材料铺设于路堤底层后，由于其具有 较高的强度和韧性，能紧贴于地表，使上部填土荷载较均衡 地分布到地层中，并能抵抗土坡滑动，阻止冲切破坏面的产 生，提高地基承载力，增强路堤稳定性。
③ 限制软土地基侧向位移的方法
⑥ 旋喷桩法 ⑦ 深层搅拌桩
3）排水固结
排水固结是在软土中设置垂直井，地表铺设砂垫层，以缩 短孔隙水的流程，加速土体固结的一类方法。
① 排水砂井 a 作用原理 软土地基在荷载作用下，孔隙中的水慢慢排出，孔隙水压 力逐渐消散，有效应力渐渐提高，孔隙体积渐渐减小，地基 发生固结沉降，地基强度相应增大。根据固结理论，粘性土 固结所需的时间和排水距离的平方成正比。土层越厚，固结 所需的时间越长。为了加速土层固结，最有效的方法是增加 土层的排水通道，缩短排水距离。砂井(袋装砂井、塑料排水 板)就是按照这个原理而设置的。
特殊土地区的路基
一、软土和泥沼地区 二、膨胀土地区 三、黄土地区 四、多年冻土地区 五、盐渍土地区
特殊条件下的路基
一、浸水条件下的路基 二、滑坡地段的路基 三、崩塌地段的路基 四、风沙地区的路基
§1 软土地区路基
一、软土的成因类型与工程特性
1、软土的定义
滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、 孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土 。
§2 膨胀土地区路基
一、膨胀土（岩）的工程特性
1、胀缩性 2、崩解性 3、多裂隙性 4、超固结性 5、强度Байду номын сангаас减性
§2 膨胀土地区路基
二、膨胀土（岩）的路基病害
① 溜坍 路基边坡上局部表层土体，由于降雨下渗含水量过大以及 土的胀缩作用，强度降低而溜坍。 ② 滑坡 斜坡土体沿土中裂隙面、层面等软弱面滑动。滑动面土体 含水量较大、强度低，虽然边坡放缓，但仍易产生滑动。 ③ 坍滑 路基边坡坍滑是膨胀土地段的路堑、路堤边坡经常发生的 一种变形现象。
特殊路基概述
特殊路基概述
特殊路基是指修建在不良地质现象、特殊地形地质情况和某些特殊气候因素等不利条件下的道路路基。
特殊路基有可能因自然平衡条件被打破，或者边坡过陡，或者地质承载力过低，而出现各种各样的问题，因此，除要按一般路基标准、要求进行设计、施工外，还要针对特殊问题进行研究，做出处理。
特殊路基类型主要包括12种，即软土路基、滑坡地段路基、膨胀土地区路基、黄土地区路基、盐渍土地区路基、季节性冻土地区路基、岩坍与岩堆地段路基、泥石流地区路基、岩溶地区路基、沙漠地区路基、雪害地段路基、涎流冰地段路基。
特殊路基施工的一般规定如下：
（1）特殊路基施工，应进行必要的基础试验，编制专项施工组织设计，得到批准后方可实施。
（2）施工中如实际地质情况与设计不符或设计处治方案因故不能实施，应按有关规定办理。
（3）采用新技术、新工艺、新设备、新材料时，必须制定相应的工艺、质量标准。
（4）用湿黏土、红黏土和中、弱膨胀土作为填料直接填筑时，应符合下列规定：
①液限在40%～70%之间、塑性指数在18～26之间。
②采用湿土法制作试件，试件的CBR值应满足表3-2的规定。
③不得作为二级及二级以上公路路床、零填及挖方路基0～0.8 m范围内的填料，不得作为三、四级公路路床、零填及挖方路基0～0.3 m范围内的填料。
④压实质量应采用表4-1所示的压实度标准。
表4-1 压实度标准。
第7章 特殊路基设计 ppt课件
高的粘性土或砂、砾石、碎石等渗水材料。它适用于软土层 较薄、无硬土覆盖的情况。
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② 挤密砂桩
其方法是将砂桩打入软土地基，使密实的砂柱体挤 密软弱土层，形成复合地基。有外荷载作用时，应力向 砂桩集中，使桩周围土层承受的压力减小，沉降也相应 减小。特点是适用于对沉降要求较严的工程。
③ 碎石桩
二、冻土地区路基的一般设计原则
1、多年冻土路基
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二、冻土地区路基的一般设计原则
2、季节性冻土路基
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§6 滑坡地段路基
一、滑坡的含义及类型
山坡地区，在一定的地形、地质条件下，由于地下水活动，河流 冲刷、人工切坡、地震活动等影响，部分岩体或土体失去稳定，在重力 作用下，沿着一定的软弱面（带）、缓慢的、间歇性地滑动的变形现象 称为滑坡。
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b 设置方法
砂井是由打桩机具击入钢管，或用高压射水、爆破等方 法在地基中形成按一定规律排列的孔眼(这些孔眼具有一定深 度和直径)，在其中灌以中粗砂而成。砂井顶面铺设厚度不大 的砂垫层以连通砂井，构成完整的地基排水系统。
c 效果
软土地基设置砂井后，改善了地基的排水条件，在附加荷载作
路基设计原理
路基设计原理路基设计原理是公路工程中一项重要的技术内容，它对于公路路面结构的稳定性和承载能力有着至关重要的影响。
在进行路基设计时，需要遵循以下原理：1. 基础土质分析原理：路基的稳定性直接受基础土质的影响，因此需要进行详细的土质调查和分析。
通过采集土样进行室内试验和现场勘察，确定基础土质的物理力学性质，从而为合理设计提供依据。
2. 路基宽度原理：路基的宽度应根据交通量、设计车速、土质等因素综合考虑确定。
宽度不仅要满足车辆通行的需要，同时还要考虑到路基的稳定性，避免因宽度不足而引起坍塌或塌方等安全隐患。
3. 路基纵、横坡原理：路基在纵向上应满足排水要求和提供舒适的行车条件，横向上应满足设计要求，保证车辆在路面上行驶的稳定性。
在设计中需要合理确定纵、横坡的数值，以保证公路的安全运行。
4. 路基排水原理：路基排水是保证公路路面结构稳定的重要环节。
设计中需要考虑降低路基含水量，避免因水分对土质的影响而引起路基稳定性问题。
采用合适的排水处理设施，如排水沟、管道等，保证路基的排水畅通。
5. 路基压实原理：路基的压实工作是为了提高土质的密实程度，增加承载能力。
在设计中需根据土质的特性、设计要求和施工条件等，合理选择压实方法和设备，并根据实际施工情况进行密实控制。
6. 路基防护原理：路基防护措施能有效地保护路基免受外界的影响，提高路基的稳定性和寿命。
常用的防护措施包括反滤层、防渗排水、防蚀等，通过这些措施对路基进行保护和强化，提高路基的抗冲刷和抗侵蚀能力。
综上所述，路基设计原理涉及基础土质分析、路基宽度、纵、横坡、排水、压实和防护等方面，通过科学的设计和合理的施工，确保公路路基的稳定性和可靠性。
特殊路基施工技术浅析
特殊路基施工技术浅析发布时间：2021-07-01T15:15:04.050Z 来源：《工程建设标准化》2021年5期作者：曹子锐[导读] 由于我国公路网辐射广阔，地质复杂多变，在公路建设过程中，受不同地质条件的影响曹子锐云南省昆明市寻甸县河口镇村镇规划建设服务中心，云南省昆明市 655200摘要：由于我国公路网辐射广阔，地质复杂多变，在公路建设过程中，受不同地质条件的影响，特殊路基施工问题不可避免，必须要制定出切实可行的施工技术方案，严格控制施工过程，确保特殊路基的施工质量。
关键词：特殊路基、施工技术一、前言特殊路基通常指的是软土路基、湿陷性黄土路基、滑坡路基等等。
针对不同的路基状况，必须采用相应的施工技术，以满足特殊路基施工的技术要求，确保施工质量。
二、软土路基施工技术要点淤泥、淤泥质土及天然强度低、压缩性高、透水性小的一般黏土统称为软土。
大部分软土的天然含水量为30%～70%，孔隙比1.0～1.9，触变性大、流变性显著。
软土路基具有以下四个特点：一是具有较高的含水量；二是压缩性强；三是透水性能低；四是物理力学性质差等。
修建在软土地区的路基，主要存在路堤填筑荷载引起软基滑动破坏问题和沉降问题。
软土路基的施工关键点在于增强软土的稳定性、尽可能地减少路基土层的含水量，提高路基的整体强度和刚度。
软土地基在我省路基施工中比较常见，在本文中作重点介绍。
施工中常常采用多种方法综合应用，按加固性质，主要介绍以下几种： 1、砂垫层施工施工原理：在软土层顶面铺砂垫层，起到浅层水平排水作用，使软土中的水分在路堤自重的作用下，加速沉降，缩短固结时间，但对基底应力分布和沉降量的大小无显著影响。
该方法适用于路堤高度小于两倍极限高度（在天然软土地基上，基底不作特殊加固处理而用快速施工方法修筑路堤的填筑最大高度），软土层及其硬壳较薄或软土表面渗透性很低的情况，也适用于软土层稍厚但具有双面排水条件的地基。
砂垫层施工简便，不需要特殊机具设备，占地较少，但需放慢填筑速度，严格控制加荷速率，使地基有充分时间进行排水固结，适用于施工期限不紧迫、砂料来源充足、运距短的施工环境。
特殊土路基设计理论与技术
2 软土地区路基
2 路堤填土速率应满足下列要求： （1）填筑时间不小于地基抗剪强度增长需要的固结时间。 （2）路堤中心沉降每昼夜不得大于10mm～15mm，边桩位移每昼夜不得 大于5mm。
2 软土地区路基
3 路堤加筋应采用强度高、变形小、耐老化的土工合成材料作路堤的加筋 材料。 4 反压护道可在路堤的一侧或两侧设置，其高度不宜超过路堤高度的1/2， 其宽度应通过稳定计算确定。 5 排水固结法 6 粒料桩 7 加固土桩 8 强夯
2.5 路堤断面设计
1 路堤加宽 2 路堤的边坡
2.6 沉降与稳定观测设计
1 高速公路及一、二级公路路基填土高度小于路面与路床的总厚度时，基 底为膨胀土时，宜挖除地表0.30m~0.60m的膨胀土，并将路床换填非膨胀土或 掺灰处理。若为强膨胀土，挖除深度应达到大气影响深度。 2 强膨胀土不应作为路堤填料。 3 高速公路及一、二级公路采用中等膨胀土作为路堤填料时应经改性处理 后方可填筑。弱膨胀土作为路堤填料时，若胀缩总率不超过0.7%，可直接填 筑，并采取防水、保温、封闭、坡面防护等措施；否则，应按公路等级、气 候、水文特点、填土层位等具体情况，结合实践经验进行处治。膨胀土改性 处理的掺灰最佳配比，以其掺灰后胀缩总率不超过0.7%为宜。 4 若采用弱膨胀土及中等膨胀土作为路床填料时应经改性处理后方可填筑， 改性后的胀缩总率不得超过0.7%。 5 采用弱膨胀土及中膨胀土填筑路堤，其边坡坡率应根据路堤边坡的高度、 填料重塑后的性质、区域气候特点，并参照既有路基的成熟经验综合确定。 6 膨胀土填筑的路基，应及时碾压密实，路基压实度应符合本规范规定。 在确定路堤填筑的最佳含水量和最大干密度时，宜采用湿土法重型击实试验。
盘山公路的原理
盘山公路的原理
盘山公路是一种特殊的公路设计，它主要应用于山区地形复杂、道路纵坡较大的区域。
盘山公路的设计原理是通过蜿蜒曲折的道路线路，来克服陡峭的山坡，使车辆可以安全通行。
盘山公路的设计中，首先需要进行详细的地形勘测和地质勘察，以了解山地的具体地形特征和地质状况。
基于勘测结果，设计师可以合理规划道路线路，选择最佳的通行路径，并避免不利地质条件的影响。
在确定路线后，设计师需要考虑道路的纵坡、横坡以及曲线半径等参数。
为了使车辆能够在坡降时获得足够的制动距离，盘山公路通常采用较大的纵坡，并设置安全的刹车区域。
横坡的设计要兼顾车辆行驶的稳定性和山坡的地质条件，以确保车辆在转弯时不会翻车或滑坡。
此外，为了提高盘山公路的通行能力，还需要考虑交通流量和车辆类型。
在设计中，需要提前预留足够宽敞的车道，以容纳车辆的通行。
对于大型车辆和运输工具，设计师还需要安排合适的超车道和应急停车位。
盘山公路在设计时，还需要充分考虑生态环境的保护。
在施工和使用过程中，要尽可能避免对山地植被、水源和野生动物的破坏，同时采取相应的环保措施，减少对自然环境的影响。
总之，盘山公路的设计原理是充分考虑山区地形和地质条件，
通过合理规划道路线路、设置安全措施和保护环境，使车辆能够安全、顺畅地通行。
高速铁路路基(地基加固与特殊地区路基)
③德州沉降漏斗：德州地区的沉降漏斗中心在德州市德城区，沉降中心的最 大年沉降速率在32.5mm/a，分布在线路里程DK307+000～DK334+000附近。
④预测几十年内沉降量过大地区：西青区、沧州、德州三个沉降漏斗范围内 的部分段落处于过量抽取地下水而导致地下水水位大幅下降的地区，如果长 期得不到补偿或难以减缓，势必造成黏性土的压缩变形和不断发生地面不均 匀沉降。
该法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的 处理。实践证明，换填垫层可以有效地处理上 部结构荷载不大的建筑物地基，如一般的多层 房屋、路堤、油罐和水闸等的地基。
垫层按其回填的材料可分为：砂垫层、碎石 垫层、素土垫层、灰土垫层、矿渣垫层及其他 性能稳定材料的垫层等。
（2） 砂(石)垫层的主要作用
a)提高地基的承载力 b) 减少沉降量 c) 加速软弱土层的排水固结 d)防止冻胀 e)消除膨胀土的胀缩作用 f)消除或部分消除黄土的湿陷性
京沪高速铁路由北向南穿越海河、黄河、淮河、长江四大水系，经过华北 平原、黄淮平原和低山丘陵地区、长江中下游平原。沿线广泛分布的软土、松 软土、膨胀土、岩溶等不良地质，使得京沪高速铁路在勘察设计和建设等方面 具有其特殊要求，也决定了京沪高速铁路工程的复杂性和艰巨性。
京沪高速铁路
1. 北京~徐州段：
路基总长117.265km（双线），占线路长度671.959km的17.45％。 (1)松软土、液化砂土路基：该段主要分布软土、松软土地层，软土地区大多 采用了以桥代路方案，其主要矛盾为松软土路基和液化砂土路基。 (2)区域性沉降漏斗：主要分布在天津市杨村、沧州市、德州市，且周围地层 以松软土为主，采用工程措施不能解决因抽水造成的不均匀沉降问题。 (3)岩溶路基：主要分布在济南、泰安、滕州等地。 (4)盐渍土路基：主要分布在沧州近海相沉积的地层中。 (5)黄土路基：埋深较浅，主要分布在济南南部，采用挖除换填既可。
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膨胀土路基
路基设计原理
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路基设计原理
路基设计原理
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路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
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特殊路基设计原理
路桥过渡段
拓宽路基
沙漠路基 黄土路基 膨胀土路基 岩溶地区路基
路基设计原理
路桥过渡段
路基设计原理
路桥过渡段
路基设计原理
路桥过渡段
公路“桥头跳车”问题是较常见的道路病害。
桥头跳车危害: 给行车者带来不适 对桥台和路面也产生不良影响(附加冲击) 影响行车速度, 严重的影响行车安全(车辆机 械事故)
沉降/mm
5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0
环 外 坡
环 内 坡
路基设计原理
公路路基加宽技术
路基加宽类型
1）单侧加宽
2）双侧加宽 3）老路利用（一级路改建成高速）
路基设计原理
公路路基加宽技术
可能出现的问题
1、路面开裂（断板） 2、路面沉陷（脱空、唧浆） 3、平整度下降 4、桥头跳车
2）路基的拼接（台阶开挖、土工格栅、轻质填料） 3）控制路基沉降（总沉降量、差异沉降量（率））
路基设计原理
公路路基加宽技术
加宽后的沉降曲线： （1）原路基的沉降曲线- 锅底形 （2）单侧加宽- ～形或勺子形
（3）双侧加宽- 反锅底形；
路基设计原理
公路路基加宽技术
路基沉降原因
（1）地基压缩固结
设置桥台搭板 设置变厚工埋板 采用过渡性路面
路基设计原理
路桥过渡段
路基设计原理
路桥过渡段 国外在地基处理方面采取的其它方法
以引桥代替填土(造价高) 长时间堆载预压(工期长)
路桥一体化设计(治本方法)
路基设计原理
路桥过渡段 Conventional Pile-Supported (CPS) Embankments Ds
o 小截面刚性桩、半刚性桩加固法
o 塑料排水板--堆载预压法(半刚性垫层)
o 排水板--真空预压法 o 排水板--真空降水与堆载联合预压法
路基设计原理
路桥过渡段 路基处理方法
采用超轻质材料作路堤
台背回填处理方式 (材料、高度)
使用土工织物
路基设计原理
路基设计原理
路桥过渡段 路面处理方法
5、达不到设计使用寿命
路基设计原理
公路路基加宽技术
路面裂缝
路基设计原理
公路路基加宽技术
路面沉陷
路基设计原理
公路路基加宽技术
平整度差
路基设计原理
公路路基加宽技术
路基整体失稳
路基设计原理
公路路基加宽技术
国内高速公路加宽的主要技术措施
1）软基的处治（堆载预压、粉喷桩、薄壁管桩 、塑料 插板、土工布、强夯、抛石挤淤、隔离墙）
Embankment
Ds0
Large size Pile caps
Inclined piles
Vertical piles
Firm soil or bedrock
路基设计原理
路桥过渡段
路基设计原理
路桥过渡段 桥头跳车预防对策
在桥路结合部采用轻质建筑材料 桩承式加筋路堤 路桥一体化设计
路基设计原理
路桥过渡段 桥头跳车产生的原因
地基地质不良，造成沉陷 台背填料压缩，引起路基沉降 刚柔突变引起的不均匀沉陷跳车
路、桥设计沉降控制标准不同(不能根治原因)
路基设计原理
路桥过渡段
解决桥头跳车的措施
地基处理
路基处理 路面处理
路基设计原理
路桥过渡段 地基处理方法
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路基设计原理
路桥过渡段
路桥一体化设计
一体化设计的设计流程 1）选择技术可行，费用低廉的桥坡软基处理方法；
2）对处理后软基的沉降量，沉降速率进行分析； 3 ）采用按沉降控制的设计思想，设计桥梁桩基础，
对桥梁桩基的总沉降量及沉降速率进行计算分析； 4 ）较核桥梁桩基的沉降计算与桥坡的沉降计算，调 整设计方案，对施工工期做技术上的限定，使沉降差尽 可能小。
路基设计原理
路桥过渡段
泡沫塑料轻质材料 EPS
路基设计原理
路桥过渡段
道路填方
路基设计原理
路桥过渡段
带桩路堤桩顶的加筋
路基设计原理
路桥过渡段
双向土工格栅柔性桥台
路基设计原理
路桥过渡段
路桥一体化设计
一体化设计的指导思想 —综合考虑桥梁与桥坡段的沉 降尽可能使桥梁与桥坡沉降协同。 一体化设计的核心问题 —按沉降控制桥梁桩基设计 一体化设计的控制指标 —路桥间工后沉降差小于5cm
路基设计原理
路桥过渡段
路基设计原理
路桥过渡段
路基设计原理
路桥过渡段
1 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 2 3 4 5 6 点号 7 8 9 10 11 12 13 14 02年9月3日 9月10日 9月17日 9月25日 9月30日 11月4日 11月24日 12月29日 03年1月28日 3月1日 4月5日 5月25日 7月13日 04年2月7日
（2）路堤渗水后的 细颗粒运移与重分布
路基设计原理
公路路基加宽技术
路基设计原理
公路路基加宽技术
旧路加宽的技术措施
1）原路基路面的检测评价与分析；
2）原路基的利用；
3）旧路台阶开挖；
4）土工格栅
5）地基处理 6）路基填料
7）高填方优先开工
8）路基高度与冻胀翻浆
路基设计原理