2.护坡道与碎落台
当路堤较高时,为保证边坡稳定,在取土坑与坡脚之间或边坡坡面上,沿纵向保留或筑成有一定宽度的平台称为护坡道。其目的是加宽边坡横距,减缓边坡平均坡度,护坡道愈宽,愈有利于边坡稳定,但工程量随之增加,根据实际情况,宽度至少为1.0m,并随填土高度增加而增大。一般情况下,护坡道宽度d为:h<3.0m,d=1.0m;h=3~6m,d=2m;h=6~12m,d=2~4m。 碎落台通常设置在路堑边坡坡脚与边沟外侧边缘之间,有时也设在边坡中部,如图1-4-10所示,其作用是防止零星土石碎落物落入边沟,碎落台宽度一般为1.0~1.5m。兼顾护坡道作用,又适当放宽。对风化严重的岩石边坡或不良土质边坡,一般为1.0~1.5m,其顶部宽度大于0.5m,墙高1~2m。 3.堆料坪
为避免在路肩上堆放路面养护用料,在用地条件许可时,可在路肩外绿或边沟外缘设置堆料坪,—般每隔50~100m设置一个,其长度为5~8m.宽度为2m左右,如图1-4-11所示。
第二节 公路建筑限界与公路用地
一、公路用地
公路用地是为修建、养护公路及其设置沿线设施,依照国家规定所征用的地幅。 1.公路直接用地
公路直接用地是公路通过的地域,其范围依据公路的等级和断面特征的不同而有所区别。
(1)路堤:公路用地为两侧排水沟外边缘(无排水沟时为路堤或护道坡脚)外不小于lm的 范围。
(2)路堑:公路用地为边坡坡顶截水沟外边缘(无截水沟时为坡顶)以外不小于1m的范 围。
(3)公路用地范围的变化范围:对于高速公路和一级公路,在有条件的情况下,上述“1m范围”改为“不小于3m”;二级公路则改为“不小于2m”。对高填深挖的路段,为保证路基的稳定,应通过计算确定用地的范围,沿公路需种植多行林带的路段用地范围,可根据实际情况确定。 2.公路辅助用地
为了公路安全、养护、管理等需要的用地范围,如安装防砂或防雪栅栏,公路沿线路用房屋、料场、苗圃、停车场等,应在节约用地的原则下,根据实际需要确定。
公路用地的征用,必须严格按《中华人民共和国土地管理法》的规定征用,并办理相应手续,才能确认为公路用地。在此范围内,不得修建非路用房屋.开挖渠道,埋没管道、电缆、电杆等。 二、公路建筑限界
公路建筑限界是一个空间概念,不同等级的公路其公路建筑限界的大小不同,例如,四车道的公路比两车道的公路建筑限界大,但它们应能满足正常车辆运输的需求,在这个空间范围内不允许设置公路标志牌、护栏、照明等各种设施,甚至粗细树枝及矮林也不得伸人限界内,以确保行车空间的畅通。
第三节 横断面设计方法
一、基本要求
横断面是由横断面设计线和横断面地面线所构成的,地面线是自然的真实情况,是客观存在,横断面设计线是设计的结果,是主观表达,它应满足如下要求:
1)稳定性:在荷载、自然因素的共同作用下,不倾覆、滑动、沉陷、坍方; 2)经济性:工程量小,节约资金;
3)规范性:断面的某些尺寸(如路基宽)必须符合公路规范和设计标牌的要求;
4)兼顾性:要兼顾农田基本建设的需要,在取土和弃土以及挡土墙设置等方面应与农田改造、水利灌溉相配合。
二、设计方法与步骤 横断面设计俗称“戴帽子”,
横断面设计在平面设计、纵断面设计完成后进行,其方法与步骤如下:
1.逐桩绘制横断面地面线(一般在现场与外业同时进行),各桩号在图纸上从左到右,从下到上的顺序排列,比例一般为1:200。
2.逐桩标注相应中校的填(T)或挖(w)高度、路基宽度、超高(hc)和加宽(Bj)的数值。 3.根据地质调查资料,标出各断面、土石分界线,确定边坡坡度和边沟形状、尺寸。 4.用三角板(也可用”帽子板”)逐桩绘出路基横断面设计线,通常用左右路肩边缘的连线代替路面的路拱横坡线,然后再按边坡坡度绘出边坡线,与地面线相交得坡脚点(路堤)或坡顶点(路堑)。 5.有超高时,应按旋转方式绘出有超高横坡度的路肩边缘连线;有加宽时,按加宽后的路基宽度绘出左右路肩边缘的连线;两者都存在时,按上述方法同时考虑超高、加宽绘出横断面设计线。 。
6.根据需要绘制护坡道、边沟、取土坑、截水沟、挡土墙等横断面设计内容。 7.分别计算各桩号断面的填方面积(At)和挖方面积(Aw)并标注于图上。
在以上横断面设计时,尽管在横断面图上按比例绘出了边沟、截水沟、护脚、挡土墙等设施,但一般不标注详细尺寸,仅注明其起讫桩号,其设计的详细尺寸,可见该设计路段的标准横断面图。 对于特殊路基还应单独设计,绘制特殊路基设计图。
第四节 路基土石方计算与调配
一般情况下.横断面的面积以平方米为单位,取小数后一位,土石方的体积以立方米为单位,取至整数。
一、横断面面积计算
路基填挖的断面积是指断面图中地面线与路基设计线所围成的面积,一般常用的计算方 法如下。 1.积距法
积距法的原理是把断面面积垂直分割成宽度相等的若干条块,由于每一条块的宽度相等
所以在计算面积时,只需量取每一条块的平均高度,然后乘以宽度,即可得出每一条块的面积.如图1-4-13。
由此可见,积距法求面积就是在实际操作中转化为量取hi的累加值,这种操作可以用分 规按顺序连续量取每一条块的平均高度hi;分规最后的累计高就是∑hi,将条块宽度乘以累计高度∑hi,即为填或挖的面积。积距法也可以用厘米格纸拆成窄条作为量尺,每量一次hi ,在窄条上画好标记,从开始到最后标记的累计距离就是∑hi,然后乘以条块宽度b,即为所求面积。 2.坐标法
如图1-4-14建立坐标系,给定多边形各顶点的坐标,由解析几何可得多边形面积的计算公式为;
式中:x,y——分别为设计线和地面线围成面积的各顶点的坐标,m。 坐标法精度较高,方法较繁,适用计算机计算。 3.几何图形法
当横断面的地面线较规则且横断面面积较大,可将路基横断面分为几个规则的几何图形,分别计算各图形面积后相加得到总面积。 3. 混合法
在一个较大的横断面中,几何图形法和积距法共用,以加快计算速度。
在横断面面积计算中应注意以下几个问题: (1)填方和挖方的面积应分别计算。
(2)填方或挖方中的土石也应分别计算,因为其工程造价不同。
(3)有些情况下横断面上的某一部分面积可能既是挖方面积,又要算做填方面积(不良地质换填),例如,遇既要挖除,又要回填其他材料。 二、填挖方体积计算 1.平均断面法 2.棱台法
目前一般仍采用平均断面法计算填挖方体积。 三、路基土石方的调配
在路基的施工过程中,就某一断面的土石方而言,会发生三种情况。
一是挖去多余的土,形成路基,或者本桩有填有挖,利用了本桩的土后,还有多余,需要调走(挖余);
二是借其他地方的土,形成路基,或者本桩有填有挖,利用了本桩的土后,还不够,需要借土(填缺);
三是本桩有填有挖,利用本桩的土填挖平衡(本桩利用)。
针对这些情况,“挖余”有两种处理方法:调至其他断面利用或弃土废方。“填缺”也有两种解决办法:从其他断面调土或从路外借土。土方调配就是要解决这些问题。 1.调配原则
(1)先横向后纵向,填方首先考虑本桩利用,以减少借方和调运方数量。
(2)综合考虑不同的施工方法、运输条件、地形情况等因素、采用合理的经济用距。
(3)保护生态环境,避免或防止由于取土或弃土导致水土流失、河道堵塞、塌方等生态环境的恶化,要把保护生态环境放在重要的位置。这样工程造价可能有所提高,但远低于由于生态破坏后为恢复生态环境所付出的代价。
(4)土和石应分别调配。不同性质的土石应分别调配,以便分层填筑,分别计价。
(5)考虑到施工的因素,土石方一般不跨深沟或上坡调运;借土、废方要考虑借土还田,整地造田,排灌养殖,使公路建设和其他相关方面形成良性循环。 2.调配计算中的几个问题 (1)免费运距 (2)经济运距
式中:L经——经济运距,m; B——借方单价,元/m3; T一—超运运费单价,元/m3?m。
这个公式的含意是在考虑了免费运距之后.调土的费用和借土的费用相等时的距离称为经济运距,换言之,纵向调土超过了经济运距,就不如借土合算了。
在计算运距时注意预算定额的规定:土石方的运距,第一个20m(指人工运输)为免费运
距,如不足20m也按规定20m计,此后每增加10m为一个超运运距单位,尾数不满5m时不计,满5m时按10m计。这个超运运距单位称为“级”。 (3)平均运距 (4)运量