路基路面施工理論土質路基施工概述和主要影響因素

1、路基路面施工理論土質路基施工概述和主要影響因素8-1 概述一、路基施工的重要性1路基工程涉及范圍廣，影響因素多，靈活性亦較大，尤其是巖土內部的具體變化，在設計階段難以盡善，有待施工過程中進一步完善；2路基土石方工程數量大，分布不均勻，不僅與自身的其他工程設施相互制約，而且與公路工程中的其他項目，如橋涵、隧道、路面及附屬設施相互交叉。因此，路基的施工往往是整個工程項目施工組織管理的關鍵；3路基是路面的基礎。路基的強度和穩(wěn)定性直接影響到路面的強度與穩(wěn)定性，質量不合標準將會給路面及路基自身留下隱患，一旦產生病害不僅損害道路使用品質，導致妨礙交通及經濟損失，而且往往后患無窮，難以根治。 二、路基施工的

2、基本方法人工及簡易機械化施工方式：人力施工是傳統(tǒng)方法，主要依靠人力，使用手工工具和簡易機械化。適用：缺乏筑路機械的工地和工程量小而分散的零星工程點以及某些輔助性工作。特點：使用手工工具、勞動強度大、功效低、進度慢、工程質量亦難以保證，但短期內還必然存在，并適用于地方道路和某些輔助性工作，即使實現(xiàn)機械化施工，亦還有必要保留。為了加快施工進度，提高勞動生產率，對于勞動強度大和技術要求高的工序，應盡量配以機械和簡易機械。爆破施工爆破：就是利用炸藥爆破瞬間產生的熱量和高壓，來破碎和拋擲巖石。爆破施工是開挖巖石路塹的基本方法。除巖石路塹開挖之外還可用于凍土（硬土）、泥沼等特殊路基施工，以及清除路面、開石

3、取料與石料加工。機械化施工和綜合機械化施工公路工程機械化施工：指通過合理的選用施工機械，科學地組織施工以完成工程作業(yè)的全過程。常用機械有推土機、鏟運機、平地機、挖掘機、壓路機及松土機等。實踐證明，單機作業(yè)的效率，比人工及簡易機械化施工要高得多，但需要大量的人力與之配合，由于機械和人力的效率懸殊過大，難以協(xié)調配合，單機效率受到限制，勢必造成停機待料，機械的生產率很低，如果對主機配以輔機，相互協(xié)調，共同形成主要工序的綜合機械化施工，功效才能大大提高。水力機械化施工：亦是機械化施工的方法之一。定義：運用水泵、水槍等水力機械，噴射強力水流，沖散土層并流送至指定地點沉積。適用：電源和水源充足，挖掘比較松

4、散的土質及地下鉆孔等。三、路基施工的一般程序和內容（一）施工前的準備工作1、組織準備項目經理質量負責人 工程 機械 財務后勤 材料施工 測量 實驗室2、技術準備熟悉與校核設計文件一般應注意如下幾個方面：對設計計算的假定和采用的處理方法是否符合實際情況，施工是否有足夠的穩(wěn)定性，對保證安全施工有無影響。核對設計是否符合施工條件，如需采用特殊施工方法和特定技術措施時，技術上和設備條件上有無困難。結合生產工藝和使用上的特點核對有哪些技術要求，施工能否滿足設計規(guī)定的質量標準。核對有無特殊的材料要求，這些材料的品種、規(guī)格、數量能否解決。核對圖紙說明有無矛盾，規(guī)定是否明確，是否齊全。核對圖紙主要尺寸、位置、

5、標高有無錯誤。核對土建與設備安裝有無矛盾，施工時如何交叉銜接。通過熟悉圖紙確定與施工有關的準備工作項目。通過熟悉圖紙明確場外制備工程項目?，F(xiàn)場技術交底施工測量恢復路線劃定路界路基放樣清理場地房屋及其它構造物的拆除清除樹木和灌木叢施工場地排水臨時工程工地臨時供電施工用電：施工設施用電、主體工程施工用電、其他臨時設施用電生活用電：照明用電工地臨時供水：施工用水、生活用水、消防用水水源選擇有：江水、湖水、水庫蓄水等地面水； 泉水、井水等地下水及現(xiàn)有供水管道， 選擇時應考慮以下因素： 水量充足、可靠； 取水、輸水等設施安全經濟； 施工與運輸管理及維護方便； 施工用水與生活飲用水應符合水質標準。臨時交通

6、道路與通信設施施工設施用房試驗準備工作預制場地的準備編制施工組織設計施工組織設計編制的依據：招標文件、設計文件，以及有關的技術規(guī)范和質量標準。施工組織設計的內容：包括施工方法和工藝、施工進度計劃、施工場地布置方案、施工質量控制規(guī)程，勞動力安排計劃、機械設備配備，以及關鍵工程的技術措施等。3、物質準備（二）修建小型人工構造物（三）路基土石方工程（四）路基工程的竣工檢查與驗收第二節(jié) 施工要點一、基本要求施工排水：橫坡2%-4%，縱坡排水。雨季由應注意加強臨時排水：1、雨季表層注意及時壓實、整平；2、地下水位較高時，采取疏導、堵截、隔離等措施；3、施工中路塹或邊坡有地下水滲流時，應根據流量設置排水溝

7、、集水溝、滲溝等。4、施工前應做好截水溝、排水溝及防滲措施。取土與棄土1、按設計取土坑取土，并不使工作面積水；2、原地面表層土一般不用，應清除草皮、腐殖土；3、取土源土量不足時，另尋土源，但要注意土質要求；4、按設計棄土。少占耕地，防止破壞當地環(huán)境造成水土流失。填筑作業(yè)1、填筑作業(yè)應按計劃有條不紊地進行，不同填料不可任意混填；2、填料必須符合設計要求及規(guī)范規(guī)定；3、大部分土體的天然含水量接近最佳含水量，取土與填筑作業(yè)應緊湊。如土體含水量不合適，不得直接填筑；4、填料攤鋪、碾壓必須遵循設計要求，達到規(guī)范標準；5、合理安排施工作業(yè)，防止未壓實土體被暴曬或雨淋。路塹開挖1、根據路塹深淺，開挖作業(yè)可全

8、斷面開挖或分層開挖；2、路塹邊坡不得超挖；3、注意邊坡穩(wěn)定4、路床必須碾壓至規(guī)定壓實度，必要時翻松后分層回填；5、合理安排施工作業(yè)，防止雨水或其他地表水浸泡路塹。6、有效擴大工作面；7、廢方的處理。二、路堤填筑施工（一）基底處理和填料選擇1、基底的處理1）密實土質基底基底土密實穩(wěn)定，地面橫坡不陡于1:10且路堤填高超過時，基底可不做處理，路堤直接填筑在天然地面上。路堤高度低于的地段，應清除原地面的草皮雜物；地面橫坡為1:101:5時，應清除草皮雜物等再填筑；地面橫坡陡于1:5時，在清除草皮雜物后，還應將坡面挖成臺階，臺階寬度不小于1m，高度為。2）耕地或松土基底基底為耕地或松土時，應先將原地面

9、壓實后再填筑，若松土厚度較大，應翻挖至緊密土層。將土塊打碎，然后分層回填找平、壓實。對路線經過水田、池塘或洼地時，應根據具體情況采取排水疏干、挖除淤泥、換土、打砂樁、拋填砂礫石等處理措施，將基底加固后再進行填筑。3）傾斜巖石基底對于覆蓋層不厚的巖石基底，當地面橫坡為1:5時，需挖除覆蓋層，并將基巖挖成臺階或進行鑿毛。當地面橫坡陡于時，應進行個別設計，如設置石砌護腳或護墻。2、填料選擇 應盡量選擇當地透水性好、摩阻系數大、強度高、水穩(wěn)性好的碎石土、卵石土、礫石土、中砂、粗砂等填筑材料。它們不易壓縮，強度高且受水的影響小，填筑路堤時可不受含水量限制，應分層填筑壓實。 亞砂土、亞粘土等，壓實后具有足

10、夠的強度，可用來填筑路堤 ，但需要注意土中的有機質和易融鹽不應超出規(guī)定指標。用弱透水性及不透水的土填筑路堤時，需使其含水量接近最佳含水量時進行分層填筑和壓實。粉性土的水穩(wěn)定性差，不宜用作路堤填料，其毛細水上升高度大，在季節(jié)性冰凍地區(qū)容易引起凍脹和翻漿，更應引起注意。路堤填料不得使用淤泥、沼澤土、凍土、有機土、含草皮土、生活垃圾、樹根和含有腐朽物質的土。采用鹽漬土、黃土、膨脹土填筑路堤時，應針對地質和水文環(huán)境，經試驗后選用。液限大于50%及塑性指數大于26的土，透水性很差，具有較大的可塑性、粘結性和膨脹性，毛細現(xiàn)象顯著，故一般不作為路基填料。 淤泥、沼澤土、腐殖土、鹽漬土、膨脹土等特殊土一般也不

11、能作為路基填料。工業(yè)廢渣是較好的填料。高爐礦渣和鋼渣使用前至少應放置一年以上，必要時應予破碎。粉煤灰屬于輕質筑路材料，當在軟弱地基或滑坡體上修筑路堤時使用，對于路堤的穩(wěn)定性是較為有利的。其他工業(yè)廢渣在使用前應進行有害物質的含量試驗，避免有害物質超標，污染環(huán)境。搗碎后的種植土，可用于路堤邊坡表層。 浸水路堤、橋涵臺背及擋土墻應選用滲水性良好的填料。 路基填方材料最小強度和最大粒徑表項目分類（路面底面以下深度）填料最小強度（CBR）（%）粒料最大粒徑（cm）高速公路及一級公路二級及二級以下公路路堤上路床（030cm）8.06.010下路床（3080cm）5.04.010上路堤（80150cm）4.

12、03.015下路堤（150cm）3.02.015零填及路塹路床（030cm）8.06.010（二）基本填筑方法主要有分層填筑法、豎向填筑法和混合填筑法三種。分層填筑法按照路堤設計橫斷面，從原地面自下而上逐層填筑并分層壓實，每層的厚度可按壓實機具的有效壓實深度和要求的壓實度確定?？煞譃樗椒謱犹钪ê涂v向分層填筑法兩種。水平分層填筑法是將路堤劃分為若干水平層次，從最低層開始逐層向上填筑，每填一層，經壓實達到壓實度要求后，再進行下一層填筑。 縱向分層填筑法是將填土依縱坡方向分層，逐層向上填筑。較適于利用推土機從路塹取土填筑距離較短的路堤，填方側可按要求開挖土質臺階，以提高路堤穩(wěn)定性。豎向填筑法豎向

13、填筑法是指從路堤的一端或兩端按橫斷面全部高度，逐步推進填筑。當原地面縱向或橫向坡度較大（12%）、地面高差大，難以采用水平分層填筑的路段施工時，可采用豎向填筑法。豎向填筑法由于填土過厚而不易壓實，施工時需采取下列技術措施：（1）選用振壓式或夯擊式壓路機壓實；（2）選用沉降量較小及顆粒均勻的砂石等填料填筑；（3）暫不修建較高級路面，容許路基短期內自然沉落?；旌咸钪ㄔ谔钪r路基下層用豎向填筑而上部用水平分層填筑，這樣可使上部填土通過分層壓實獲得足夠的壓實度，在一定程度上也克服了豎向填筑法的缺點。適用于因地形限制或填筑堤身過高，不宜采用水平分層或豎向填筑自始至終進行填筑的情況。（三）不同性質填料的

14、填筑方法不同土質和特殊部位路堤1、不同土質填料填筑路堤的規(guī)定 不同性質的填料要分別分層填筑，不得混填，以免內部形成水囊或滑動面，影響路堤的穩(wěn)定。路堤上部受車輛荷載影響大，故一般將不因潮濕及凍結而改變其體積的優(yōu)良土類填在路堤上層，強度較低的土填在下層。以透水性較差的土填筑路堤上層時，不應覆蓋封閉其下層透水性較大的填料，以保證水分的蒸發(fā)排除。如果兩者粒徑相差懸殊，應在層間加鋪過渡墊層，以免上層的細顆粒散落到下層內。以透水性較差的土填筑路堤下層時，其表面應作成4%的雙向橫坡，以保證來自上層透水性填土的水分及時排出，以免積水。在路線縱向同層次用不同土質填筑的相接處，為防止發(fā)生不均勻變形，在交接處做成斜

15、面，將透水性差的土安排在斜面的下部。填方相鄰作業(yè)段交界處若非同時填筑，則先填地段應按1:1坡度分層留好臺階；若同時填筑，則應分層相互交迭銜接，搭頭長度不得少于2m。 不同土質路堤接頭處理 透水性土弱透水性土不正確的方案：1、未水平分層2、有反坡積水3、夾有凍土塊和粗大石塊4、以及有陡坡斜面等其主要問題亦在于強度不均勻和排水不利2、填石路堤 填石路堤的石料強度不應小于15 MPa（用于護坡的不應小于20 MPa）。填石路堤石料最大粒徑不宜超過層厚的2/3。 高速、一級公路和鋪設高級路面的其他等級公路的填石路堤均應分層填筑，分層壓實。二級及二級以下且鋪設低級路面的公路在陡峻山坡段施工特別困難或大量

16、爆破以挖作填時，可采用傾填方式將石料填筑于路堤下部，但傾填路堤在路床底面以下不小于范圍內仍應分層填筑壓實。 高速及一級公路分層松鋪厚度不宜大于；其他公路不宜大于。 填石路堤傾填前，路堤邊坡坡腳應用粒徑大于30cm的硬質石料碼砌。 逐層填筑時，應按水平分層，先低后高、先兩側后中央卸料，并用大型推土機攤平。個別不平處應配合人工用細石塊、石屑找平。 人工鋪填料徑25cm以上石料時，應先鋪填大塊石料，大面向下，小面向上，擺平放穩(wěn)，再用小石塊找平，石屑塞縫，最后壓實。人工鋪填塊徑25cm以下石料時，可直接分層攤鋪，分層碾壓。 填料巖性相差較大，則應將不同巖性的填料分層或分段填筑。 高速公路及一級公路填石

17、路堤路床頂面以下50cm范圍內應填筑符合路床要求的土并分層壓實，填料最大粒徑不得大于10cm。其他公路填石路堤路床頂面以下30cm范圍內宜填筑符合路床要求的土壓實，填料最大粒徑不應大于15cm。 3、土石混合物路堤 天然土石混合材料中所含石料強度大于20MPa時，石塊的最大粒度不得超過壓實層厚的2/3，超過的應清除；當所含石料為軟質巖（強度小于15 MPa）時，石料最大粒徑不得超過壓實層厚，超過的應打碎。 土石路堤不得采用傾填方法，均應分層填筑，分層壓實每層鋪填厚度應根據壓實機械類型和規(guī)格確定，不宜超過40cm。 滲水性差異較大的土石混合填料應分層或分段填筑，不宜縱向分幅填筑。如確有需要，應將

18、壓實后滲水良好的土石混合料填筑于路堤兩側。 當混合填料來自不同路段，其混合比相差較大時，應分層或分段填筑。如難以做到，應將含硬質石塊的混合料鋪于填筑層的下面，且石塊不得過分集中或重疊，上面再鋪含軟質石料混合料，然后整平碾壓。 土石混合填料中，當石料含量超過70%時，應先鋪填大塊石料，且大面向下，放置平穩(wěn)，再鋪小塊石料、石渣或石屑嵌縫找平，然且碾壓；當石料含量小于70%時，土石可混合鋪填，但應避免硬質石塊 （特別是尺寸大的硬質石塊）集中。 高速及一級公路土石路堤的路床頂面以下3050cm范圍內填筑符合路床要求的土并分層壓實，填料最大粒徑不大于10cm。其他公路填筑砂類土厚度為30cm，最大粒徑不

19、大于15cm。 4、橋涵及其他構造物處的填筑 橋涵及其他構造物處填料，應采用砂類或滲水性土，適時分層回填壓實。 橋涵填土的范圍：臺背填土順路線方向長度，頂部為距翼墻尾端不小于臺高加2m；底部距基礎內緣不小于2m；拱橋臺背填土長度不應小于臺高的34倍；涵洞填土長度每側不應小于2倍孔徑長度。 橋臺背后填土宜與錐坡填土同時進行。 涵洞缺口填土，應在兩側對稱均勻分層回填壓實。如使用機械回填，則涵臺胸腔部分及檢查井周圍用小型壓實機械壓實填好后，方可用機械進行大面積回填。 涵頂填土壓實厚度大于50cm時，方可通過重型機械和汽車。 擋墻填料宜選用砂石土或砂類土。墻趾部分的基坑，應及時回填壓實，并做成向外傾斜

20、的橫坡。填土過程中，應防止水的浸害?；靥罱Y束后，頂部應及時封閉。 回填土應分層填筑并嚴格控制含水量，分層松鋪厚度宜小于20cm。當采用小型夯具時，一級以上的公路松鋪厚度不宜大于15cm，并應充分壓（夯）實。 三、路塹開挖施工1橫挖法橫挖法是在路線一端或兩端，按斷面全寬沿路線縱向向前開挖。根據其掘進深度的不同又可分為單層橫挖法和多層橫挖法。 主要適用于較短的路塹，挖出的土方一般是向兩側運送。適用于機械化施工，以推土機堆土配合裝載機和自卸車運土較為有利，邊坡修整和施工排水溝由人力與平地機修刮完成。2縱挖法1）分層縱挖法是在路塹縱斷面沿路塹全寬以深度不大的縱向分層挖掘前進，適宜于路塹寬度和深度均不大

21、的情況。 2）通道縱挖法：沿路塹縱向挖掘一通道，然后將通道向兩側拓寬，上層通道拓寬至路塹邊坡后，再開挖下層通道，按此方向直至開挖到挖方路基頂面標高。適宜于路塹較長、較寬和較深，兩端地面坡度較小的情況使用。3）分段縱挖法沿路塹縱向選擇一個或幾個適宜處，將較薄一側路塹橫向挖穿，將路塹在縱方向上按樁號分成兩段或數段，各段再縱向開挖。這種挖掘方法可增加施工作業(yè)面，減少作業(yè)面之間的干擾，可大大提高工效。適用于路塹過長，棄土運距過遠的傍山路塹，或一側的塹壁不厚的路塹開挖，同時還應滿足其中間段有經批準的棄土場、土方調配計劃有多余的挖方廢棄的條件。3混合開挖法開挖時先沿路塹縱向開挖通道，然后從通道開始沿橫向坡

22、面挖掘，以增加開挖坡面，每一開挖坡面能容納一個施工作業(yè)組或一臺機械，在挖方量較大地段，還可沿橫向再挖通道以安裝運土傳送設備或布置運土車輛。適用于路塹縱向長度和深度都很大的地段。混合式開挖方案的干擾性更大，一般僅限于人工施工，對于深路塹，如果挖方工程數量大及工期受到限制時可考慮采用。（a）通道縱挖法 （b）混合開挖法四、填挖交界處的處理（1）提高對填方部分壓實標準，盡量減小填挖間的沉降差異。 （2）當挖方區(qū)為土質時，應優(yōu)先采用透水性好的材料填筑填方區(qū)，同時對挖方區(qū)路床范圍內超挖回填或換填壓實；也可在填挖交界處路床范圍鋪設土工格柵。挖方區(qū)為巖石時，宜于在填方區(qū)使用填石路堤。 （3）縱向填挖交界處應

23、設置優(yōu)良路基填料的過渡段。第三節(jié) 路基壓實一、路基壓實的意義與機理大量試驗和工程實踐還證明：土基壓實后，強度增加，穩(wěn)定性提高，塑性變形、滲透系數、毛細水作用及隔溫性能等，均有明顯改善。 路基壓實不夠引起的早期損壞現(xiàn)象：（1）路基不均勻固結沉陷導致路面局部沉陷；（2）路基不均勻固結沉陷導致路面產生縱向開裂；（3）地基處理不好和壓實不夠導致路面產生縱向裂縫；（4）構造物兩頭路基沉陷，導致“橋頭跳車”（5）路面出現(xiàn)結構性破壞。2、壓實機理在壓實機具的短時間載或振動荷載作用下，土體顆粒安生重新排列組合，使單位體積內固體顆粒增加，孔隙率減少的過程叫做壓實。 路基土是由土顆粒、水分、空氣組成的三相體系。要

24、改變土的特性，得從改變組成著手。壓實路基就是利用機械的方法，來改變土的結構，以達到提高土的強度和穩(wěn)定性的目的。二、影響壓實效果的主要因素1、含水量對壓實的影響對密實度的影響：最佳含水量w0最大密實度0對強度的影響：含水量wk最大強度Emax對水穩(wěn)定性的影響：飽水后，土體密實度和強度均降低，但在w0降低幅度最小。2土質對壓實的影響不同土質，w0、0不同；粘性較高的土， w0較高，0較低；亞砂土和亞粘土的壓實性能較粘性土好；砂土的顆粒粗，呈松散狀態(tài)，水分極易散失，最佳含水量的概念對它沒有多大的實際意義。3.壓實功能的影響同一種土的w0隨壓實功能的增大而減小，0隨壓實功能的增加而增大；在相同含水量條

25、件下，壓實功能越大，土的密實度越大。 當壓實功能增加到一定程度后，土的密實度增加不明顯，甚至會破壞土基結構。壓實功能是指壓實工具的重力、碾壓次數或落錘高度、作用時間等。圖中14曲線的功能分別為600、1150、2300、3400（kNm）4、壓實厚度 壓實厚度對壓實效果具有明顯影響。在相同壓實條件下（土質、濕度與壓實功能），土體的密實程度隨深度遞減。不同壓實工具的有效壓實深度有所不同，應根據壓實工具的類型、土質及土基壓實的要求具體確定土基壓實厚度。一般情況下，壓實厚度不宜超過20 cm，松鋪厚度每層不宜超過30cm。三、壓實施工1、壓實機具的種類碾壓式，指靜力壓路機，包括光面碾、羊足碾和氣胎碾

26、等幾種。 振動式中有振動器、振動壓路機等。振動壓路機是利用機械高頻率的振動對土層起壓實作用。 夯擊式中除人工使用的石硪、木夯外，機動設備中有夯錘、夯板、風動夯及蛙式夯機等。一般用于壓路機難于碾壓到的局部或狹窄地段的壓實，如臺背回填等。2壓實機具選擇對壓實的影響反映在以下幾方面：壓實機具不同，壓力分布的有效深度也不同。夯擊式機具的壓力傳布最深，振動式次之，碾壓式最淺。但是，一種機具的作用深度在碾壓過程中并不是固定不變的，隨著碾壓次數的增加，上部土層逐漸密實，土的強度相應提高，其作用深度亦逐漸減小。對于砂性土的壓實效果，振動式較好，夯擊式次之，碾壓式較差；對于粘性土，宜選用碾壓式或夯擊式，振動式較差甚至無效。壓實機具質量較小時，荷載作用時間越長，土的密實度越高，密實度的增長隨作用時間的增長而減小；壓實機具較重時，土的密實度隨施加荷載時間的增加而迅速增大，但超過某一時間限度后，土的變形急劇增加而產生破壞；機具過重以至超過土的強度極限時，將立即引起土體破壞。碾壓速度越高，壓實效果越差。為了提高壓實效果，必須正確確定碾壓機具的行駛速度。各種土質適宜的碾壓機械 土的分類機械名稱細粒土砂類土礫石土巨粒土備注68t兩輪光輪壓路機AAAA用于預壓整平1218t兩輪光輪壓路機AAAB最常使用2550t輪胎壓路機AAAA最常使用羊足碾AC或BCC粉、