路基路面工程課件

路基路面工程于玲路基路面工程于玲1

目錄

緒論

道路風景欣賞第一章路基路面第二章行車荷載、環(huán)境因素、材料的力學性質(zhì)第三章路基基本概念第四章路基邊坡穩(wěn)定性設計第五章?lián)跬翂υO計第六章路面基本概念第七章石料、穩(wěn)定土與工業(yè)廢渣路面及基層第八章瀝青類路面第九章瀝青路面設計第十章水泥砼路面目錄緒論道路風景欣賞2圖片1圖片13圖片2圖片24圖片3圖片35圖片4圖片46圖片5圖片57

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北京道路風光圖片79圖片8圖片810圖片9圖片911圖片10圖片1012圖片11圖片1113圖片12圖片1214緒論一、我國公路發(fā)展情況

1991年“八五”計劃用30年左右的時間建成12條長度約3.5萬千米的“五縱七橫”國道主干線。2000年12月31日，全國總里程達到167.98萬千米，全國共有公路橋梁27.88萬座，1031.20萬延米；公路隧道1678處，62.43萬延米；全國公路密度為17.5km/百平方公里.“十五”計劃，公路方面重點建設“一個系統(tǒng)三個網(wǎng)絡”。即國道主干線系統(tǒng)，區(qū)域干線公路網(wǎng)絡，縣鄉(xiāng)公路網(wǎng)絡，公路運輸服務網(wǎng)絡。到2005年，全國公路總里程達到160萬公里。其中高速公路超過2.5萬公里，二級以上公路里程達到28萬公里，公路密度達到每百平方公里16.7公里，全國99.5%的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和93%的行政村通公路。緒論一、我國公路發(fā)展情況15到2000年底中國高速公路里程達到1.6萬公里，位居世界第三位。中國用10年的時間走過了其他國家一般需要40年的發(fā)展里程。

各國公路總里程排行表（單位：公里）到2000年底中國高速公路里程達到1.16我國路面發(fā)展的三個階段第一階段：恢復原有公路和加快建設一些干線公路，解決通車問題。代表性的正規(guī)路面：泥結(jié)碎石和級配礫石路面。第二階段：公路里程迅速增長的同時，改善路面的行車質(zhì)量，增加車速，減輕養(yǎng)護。出現(xiàn)渣油表處路面（低級，能阻止路面材料和土基中水分的蒸發(fā)）。援外工程中廣泛采用：水泥穩(wěn)定沙礫（土）基層（贊比亞、蘇丹）我國路面發(fā)展的三個階段17級配碎石基層（索馬里、馬達加斯加）填隙碎石基層（索馬里、尼泊爾）第三階段：提高路線和路面等級，改建和新建高速公路。代表路面：半剛性基層路面。最新由于交通量軸載的明顯增大，瀝青路面早損對瀝青路面上行車的安全和降低噪音提出了更高要求。一些新的表面層結(jié)構(gòu)和新的瀝青混合料面層在歐洲出現(xiàn)并推廣。如多空隙瀝青混凝土，開級配磨耗層，碎石瀝青砂膠混凝土（SMA）。半剛性路面：將用水硬性結(jié)合料處治層的瀝青路面正式命名為半剛性路面。級配碎石基層（索馬里、馬達加斯加）18第一章總論第一節(jié)對路基路面的要求第二節(jié)路基路面的構(gòu)造第一章總論19第一章總論第一節(jié)對路基路面的要求一、對路基和路面的使用要求：路基路面是道路的主要工程結(jié)構(gòu)物。路基——在地表按照道路的線型（位置）和斷面（幾何尺寸）的要求開挖或者堆填而成的巖土結(jié)構(gòu)物。路面——在路基頂面的行車部分用各種混合料鋪筑而成的層狀結(jié)構(gòu)物?，F(xiàn)代化的汽車運輸，不僅要求道路能全天侯通行，而且要求車輛能以一定的速度安全舒適而經(jīng)濟地在道路上行駛，要求道路提供良好的行駛條件和服務水平。（一）對路基的要求：

路基是路面的支撐結(jié)構(gòu)物，對路面的使用性能有重要影響。第一章總論第一節(jié)對路基路面的要求路基是201、整體穩(wěn)定填挖引起路基失穩(wěn)軟土上高路基巖質(zhì)土質(zhì)山坡上開挖。嚴重性：交通阻斷，易引起交通事故。措施：正確設計，采取排水、防護和加固、支撐工程。2、變形小自重、車輛荷載作用下變形。地基軟弱、填土疏松、過分潮濕時產(chǎn)生沉陷和變形。危害：導致路面出現(xiàn)過量的變形和應力增大。促使路面過早損壞并影響舒適性。措施：爭取合適填料充分壓實，改善水溫狀況，加固軟弱地基。1、整體穩(wěn)定21二、路面的功能及對路面的要求。

1、功能：提供汽車在道路上全天候地行駛安全、舒適、快速、經(jīng)濟。路面的好壞直接影響車速、成本、行車安全和舒適性。路面在通車造價中占很大比例。約為20%——70%。

2、要求：1）強度和剛度路面受力：阻力、車輪水平力、垂直力、震動力、沖擊力、真空吸引力。強度：抵抗行車作用下產(chǎn)生的各種應力，避免破壞。剛度：防止產(chǎn)生過量的變形而形成車轍、沉陷、波浪等破壞。二、路面的功能及對路面的要求。222）穩(wěn)定性溫度水分變化情況下相對穩(wěn)定。瀝青路面：高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性需要提高。水泥混凝土：高溫拱脹、低溫縮裂需要避免。3）耐久性重復荷載作用下產(chǎn)生疲勞破壞和變形累積。需要足夠的抗疲勞強度，抗老化，抗變形累積。4）表面平整度不平整路面會增大行車阻力、行車顛簸，影響速度和安全性。5）表面抗滑性能安全性能指標：制動雨天危險瀝青路面：耐磨石料水泥混凝土路面：刷毛刻槽。2）穩(wěn)定性23

第二節(jié)路基路面的構(gòu)造一、路基的斷面形式常用橫斷面圖案表示：路堤、路塹、半填半挖三種。1、路堤：路基頂面高于原地面的填高路基稱為路堤。低矮路堤的兩測設置邊溝。

路堤的幾種常見形式矮路堤一般路堤第二節(jié)路基路面的構(gòu)造路堤的幾種常見形式矮路堤24浸水路堤挖溝填筑路堤浸水路堤挖溝填筑路堤252、路塹：全部由地面開挖出的路基稱為路塹。分為全路塹、半路塹和半山洞三種。2、路塹：全部由地面開挖出的路基稱為路塹。26（三）半填半挖橫斷面上，部分為挖方部分為填方的路基稱為半填半挖路基，通常出現(xiàn)在地面橫坡較陡時候，它兼有上述路堤和路塹的構(gòu)造特點和要求。

注：挖方邊坡的坡腳設置邊溝，匯集和排除路基范圍內(nèi)地表徑流。上方設置截水溝攔截和排除流向路基的地表徑流。挖方棄土堆在路塹的下方。坡體因開挖而可能失去穩(wěn)定性時必須采用支擋結(jié)構(gòu)物。邊坡坡面易風化或有碎落物時，可設置碎落臺也可坡面防護。（三）半填半挖注：27路基路面工程課件28二、路面的構(gòu)造。（一）路面結(jié)構(gòu)層劃分：二、路面的構(gòu)造。291、面層：1)特點：直接承受行車荷載作用大氣降水和溫度變化。要求：足夠的結(jié)構(gòu)強度、溫度穩(wěn)定性、耐磨、抗滑、平整和不透水。2)結(jié)構(gòu)：面層由一層或數(shù)層組成，頂面可加鋪磨耗層，底面可增設聯(lián)結(jié)層。3)材料：水泥混凝土、瀝青混凝土、瀝青碎石混合料。2、基層1）特點：主要起承重作用（承受由面層傳遞來的車輛荷載垂直力，并把它擴散到墊層和土基中）。2）要求：足夠的強度、剛度3）結(jié)構(gòu)：有時需要設兩層：上基層，底基層。4）材料：各種結(jié)合料（石灰、水泥、瀝青）。1、面層：303、墊層1）路基土質(zhì)較差，水溫狀況不良時候宜設置墊層。2）作用：起排水（砂墊層）、隔水、防凍、防污或擴散荷載應力（軟基）等作用。3）材料：水穩(wěn)性和隔熱性要好。松散材料：砂、礫石、爐渣、片石（透水性墊層）。整體性材料：石灰土、爐渣石灰土。（二）路拱和排水路拱作用：迅速排除降落在路面上的水。形式：直線型或拋物線形，其橫坡隨路面透水性增大而增大。（三）路肩排除表面水。

1、作用：1）承受車輛的偶然停留作用。2）對路面基層和墊層起到支撐作用。2、路肩的橫坡應略大于路面橫坡，以利于迅速3、墊層31一、路基和路面的內(nèi)容包括：規(guī)劃、設計、施工、養(yǎng)護、監(jiān)測和管理等方面。

（一）規(guī)劃方面包括財政和項目兩個方面，其內(nèi)容為：1、依據(jù)路網(wǎng)內(nèi)路基和路面結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀，分析達到規(guī)劃期預定的目標所需要的資源（資金、材料、勞力）及其在時間和空間上的分配。2、計劃在給定的預算水平下使路網(wǎng)的服務水平最佳所需安排的新建和改建項目及其對策方案。第三節(jié)路基路面工程的內(nèi)容和特點一、路基和路面的內(nèi)容第三節(jié)路基路面工程的內(nèi)容和特點32※（二）設計方面1、路基設計：1）根據(jù)路線設計確定的路基填挖高度和頂寬，結(jié)合沿線巖質(zhì)或土質(zhì)情況，設計路基橫斷面形狀和邊坡坡度。2）根據(jù)沿線地形、地表徑流和地下水情況，進行道路排水系統(tǒng)的布置以及地面和地下排水系統(tǒng)構(gòu)造物的設計。3）分析路基穩(wěn)定性需要時采取坡面防護、支撐結(jié)構(gòu)或地基加固措施設計。2、路面設計主要內(nèi)容：1）提出路面結(jié)構(gòu)層的選擇和組合方案。2）進行各結(jié)構(gòu)層材料的組成設計。3）設計各結(jié)構(gòu)層尺寸。4）若干個方案進行經(jīng)濟分析、比較、選定實施方案?！ǘ┰O計方面33（三）施工方面1、準備工作：圖紙、測量2、修筑路基路面。3、施工管理：對施工質(zhì)量進行控制、檢查和驗收。二、路基和路面施工特點。1、變異性和不確定性大。2、它們的設計、施工、養(yǎng)護、監(jiān)測是一個相互關(guān)聯(lián)和相互依存的系統(tǒng)。3、路基路面是一種復合結(jié)構(gòu)，材料性狀非線形，是應力水平和溫度的函數(shù)。分析設計復雜，有時不得不依賴經(jīng)驗的補充。（三）施工方面34第二章行車荷載、環(huán)境因素、材料的力學性質(zhì)

第一節(jié)行車荷載第二節(jié)土基的荷載變形特性第三節(jié)環(huán)境因素的影響第四節(jié)路面材料的力學強度特性和變形第二章35

第一節(jié)行車荷（vehicleload）路面設計中，以軸重作為荷載標準，重型貨車與大客車起決定作用。評定路面表面特征時，如路面的平整度、防滑性，應考慮小客車的安全性和可靠性。第一節(jié)行車荷（vehicleload）36一、車輛的種類（vehicletypes)(bus)客車小客車車速高，自重和滿載重量小120km/h以上中客車6~20個座位大客車20個座位以上，長途客運和城市公共交通貨車(truck)

整車貨箱與汽車發(fā)動機一體。牽引式掛車牽引車與掛車分離牽引式半掛車牽引車與掛車分離，鉸接。一、車輛的種類（vehicletypes)(bus)37二、汽車的軸型、軸載。軸重是路面設計的關(guān)鍵。整車客貨車：1、前軸：兩個單輪組成的單軸占約1/3。極少數(shù)為雙軸單輪。約占1/2。2、后軸：有單軸、雙軸、三軸類型。大部分為雙軸雙輪。三、汽車對道路的靜力作用。1、定義：靜止狀態(tài)的汽車對道路的作用，稱為靜力作用，其大小主要取決于車輪總重。2、影響因素：1）汽車輪胎的內(nèi)壓力。2）輪胎的剛度和輪胎與路面接觸的形狀。3）輪載的大小。3、半徑：輪胎與路面的接觸形狀近似于橢圓，且a、b差別不大。路面設計中，以圓形表示。二、汽車的軸型、軸載。38：

雙輪組車軸：每一側(cè)雙輪用一個圓表示，稱為單圓荷載。每一側(cè)雙輪用兩個圓表示，稱為雙圓荷載。

雙圓當量圓直徑P—作用在車輪上的荷載,KN；p—輪胎接觸壓力,kPa;δ-接觸面當量圓半徑,m.單圓當量圓直徑：雙圓當量圓直徑P—作用在車輪上的荷載,KN；單圓當量圓直39四、運動車輛對道路的動力作用。因為路面不平整車身震動，車輪實際上是以一定的頻率和振幅在路面上跳動，輪載成動態(tài)波動。四、運動車輛對道路的動力作用。40行車荷載的重復作用：彈性材料：疲勞性質(zhì)。彈塑性材料：變形累積。五、水平荷載：易使路面產(chǎn)生波浪、擁包、推擠等損壞，要求面層材料有足夠的抗裂強度。六、交通分析：1、交通量：一定時間間隔內(nèi)各類車輛通過某一道路橫斷面的數(shù)量。對于路面結(jié)構(gòu)設計，不僅要求收集交通總量，還必須區(qū)分不同的車型。①N1——初始年平均日交通量；Ni——每日實際交通量；②r——交通量年均增長率；③Ne——設計年限內(nèi)累積交通量行車荷載的重復作用：412、軸載的組成與等效換算：標準：雙輪組單軸載100KN作為標準軸載。等效原則換算：某一種路面結(jié)構(gòu)在不同荷載作用下達到相同的損壞程度為根據(jù)的。新規(guī)范修訂：1）近年交通量增長很快，重車增長多，貨車超載現(xiàn)象嚴重，應考慮重車對路面的影響。2）由于廣泛采用半剛性基層結(jié)構(gòu)，承載力提高，輕型車對路面的疲勞損傷減小。本次修訂取消了60KN的標準，統(tǒng)一采用100KN的標準。

標準軸載設計參考：標準軸載：BZZ-100雙輪組單軸載。標準軸載P（KN）100輪胎接地壓強p(MPa)0.70單輪傳壓面當量圓直徑d21.30兩輪中心區(qū)1.5d2、軸載的組成與等效換算：421)當一設計彎沉作為指標及瀝青層層底拉應力驗算時。凡軸載大于25KN的各級軸載（包括車輛的前、后車輛）p1的作用次數(shù)n1，用下面的公式換算成標準荷載p的軸載當量作用次數(shù)式中：N——標準軸載的當量軸次，次/日；ni——被換算車輛的各級軸載作用次數(shù)，次/日；P——標準軸載，KN；Pi——被換算車輛的各級軸載，KN；k——被換算車輛的類型數(shù)；C1——軸載系數(shù)，C1=1+1.2（m-1),m是軸數(shù)。當軸間距大于3米時，按單獨的一個軸載計算，當間距小于3米時，應考慮軸載系數(shù)。C2——輪組系數(shù)，單輪組為6.4，雙輪組為1，四輪組為0.38。1)當一設計彎沉作為指標及瀝青層層底拉應力驗算時。432)當進行半剛性基層層底拉應力驗算時，凡軸載大于50KN的各級軸載換算。

C’1——軸載系數(shù)，C1=1+2（m-1),m是軸數(shù)。C’2—輪組系數(shù)，單輪組為1.85，雙輪組為1.0，四輪組為0.093、輪跡橫向分布：1）車輛在道路上行駛時候，車輪的輪跡總是在橫斷面中心線附近一定范圍內(nèi)左右搖擺，并按一定的頻率分布在車道橫斷面上，稱為車輪的橫向分布。2）輪跡橫向分布頻率曲線影響因素：交通量、交通組成、車輛高度、交通管制。2)當進行半剛性基層層底拉應力驗算時，凡軸載大于50KN的各44路基路面工程課件454、累計當量軸次Ne——在設計年限內(nèi)考慮車道系數(shù)后，一個車道上的累計當量軸次之和。1）瀝青路面：

r——設計年限內(nèi)交通量年均增長率N1——路面竣工后第一年雙向日交通量的當量軸次，次/日；Nt——設計年限內(nèi)末年的雙向日交通量的軸載作用次數(shù)，次/日；t——設計年限?！嚨老禂?shù)4、累計當量軸次Ne——在設計年限內(nèi)考慮車道系數(shù)后，一個車道462）剛性

二、土基的強度和剛度指標：回彈模量、地基反映模量、加州荷載比1、回彈模量：反映地基瞬時荷載作用下的可恢復變形性質(zhì)。測定方法：1）查表法：無實測條件是時采用。2）現(xiàn)場實測法：①大型承載板法：測定土基在0—0.5mm的變形壓力曲線.②用彎沉儀測定.2、地基反應模量——根據(jù)文克勒地基假定，土基頂面的沉降僅同該點的壓力大小成正比，而同相臨點處的壓力無關(guān)，此時壓力與沉降的比成為地基反映模量。2）剛性473、加州荷載比：土基或基層、底基層材料的加利福尼亞州荷載比。

其值以一標準面的貫入棒在一定速度下壓入試樣內(nèi)，達到某一規(guī)定深度所許的壓力與壓入標準碎石試樣同一深度所需要的壓力的百分比。

室內(nèi)實驗：浸泡四天，飽水狀態(tài)野外實驗：施工時濕度狀態(tài)。文克勒地基模型文克勒地基模型48第二節(jié)土基的荷載變形特性一.土基的力學強度特性（一）路基工作區(qū)：1、路基受力：自重車輛荷載P—車輪荷載換算的均布荷載KN/㎡D—圓形均布荷載作用面積的直徑。Z—應力作用點深度。r—土的容重。第二節(jié)土基的荷載變形特性一.土基的力學強度特性P—車輪荷載492、正確的設計：應使路基所受的力在路基彈性限度范圍內(nèi)，即當車輛駛過后，路基能恢復變形。保證路基相對穩(wěn)定，路面不致引起破壞。3、路基受力計算：車輛荷載為均布垂直荷載，路基為彈性均質(zhì)半空間體?！坊ぷ鲄^(qū)：在路基某一深度處，當車輪荷載引起的垂直應力與路基土自重引起的垂直應力相比所占比例很小，僅為10%~20%時候，該深度范圍內(nèi)的路基稱為路基工作區(qū)。

4、要求：1）對工作區(qū)深度范圍內(nèi)的土質(zhì)選擇，路基壓實度提出較高要求。2）當工作區(qū)深度大于填土高度時，荷載不僅施加于路堤而且施加于天然地基上，所以天然地基也應充分壓實。2、正確的設計：應使路基所受的力在路基彈性限度范圍內(nèi)，即當車50（二）路基土的應力——應變特性彈性變形和塑性變形提高路基土的抗變形能力是提高路基路面整體強度和剛度重要方面。壓入承載板試驗三軸壓縮試驗土的應力應變關(guān)系曲線（二）路基土的應力——應變特性壓入承載板試驗三軸壓縮試驗土的51

非線性變形———局部線性體即在曲線的一個微小線段內(nèi)近似視為直線，以其斜率為模量1、初始切線模量應力值為零應力—應變曲線斜率2、切線模量某一應力處應力—應變曲線斜率，反映該應力處變化3、割線模量某一應力對應點與起點相連割線模量，反應該范圍內(nèi)應力—應變平均狀態(tài)4、回彈模量應力卸除階段，應力—應變曲線的割線模量

總結(jié)：①前三種應變包含回彈應變和殘余應變②回彈模量則僅包含回彈應變，部分反映了土的彈性性質(zhì)。

52第三節(jié)環(huán)境因素的影響

直接暴露于大氣中，受溫度、濕度影響大溫度濕度變化→體積變化→脹縮應力→破壞第三節(jié)環(huán)境因素的影響直接暴露于大氣中，受溫度、濕度影響53瀝青面層日溫度變化曲線大于氣溫水泥混凝土面層溫度日變化瀝青面層日溫度變化曲線大于氣溫水泥混凝土面層54一、路面結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度變化可通過外部和內(nèi)部影響因素之間聯(lián)系來預估。方法1：統(tǒng)計方法路面結(jié)構(gòu)層不同深處埋設測溫元件連續(xù)觀測，收集當?shù)貧庀筚Y料（氣溫、輻射熱），對記錄的路面溫度和氣象因素進行逐年回歸分析。一、路面結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度變化可通過外部和內(nèi)部影響因素之間聯(lián)系來預55特點：不包含所有復雜因素，精度有地區(qū)局限性，只可在條件相似的地區(qū)參考使用。方法2：理論法應用熱傳導理論方程式推導出。各種氣象資料和路面材料熱物理特性參數(shù)組成的溫度預估方程。特點：參數(shù)確定難度大，理論假設理想化，結(jié)果與實測有一定的誤差。溫度對路基的影響：北方—凍脹翻漿南方—雨季積水濕軟路基Tmax—路面某一深度處的最高溫度，℃；Ta.max—相應的日最高氣溫，℃；Q—相應的太陽日輻射熱，J/㎡；a.b.c—回歸常數(shù)。特點：不包含所有復雜因素，精度有地區(qū)局限性，56第四節(jié)路面材料的力學強度特性和變形路面材料按形態(tài)和成型性質(zhì)分為三類：1、松散顆粒型材料及塊料密實型2、瀝青結(jié)合料類嵌擠型3、無機結(jié)合料類穩(wěn)定型一、力學強度特性1、抗剪強度：剪切破壞：路面結(jié)構(gòu)層厚度較薄→總體剛度不足無機結(jié)合料基層層位不合理→內(nèi)部剪力過大面層結(jié)構(gòu)的材料抗剪強度較低→高溫條件下瀝青面層第四節(jié)路面材料的力學強度特性和變形路面材料按形態(tài)和成型57

58瀝青材料抗剪：瀝青的粘度、用量多φ下降。試驗溫度、加荷的速率有關(guān)。2、抗拉強度：氣溫變化收縮，濕度變化干縮產(chǎn)生拉應力抗拉強度主要由混合料中結(jié)合料的粘結(jié)力提供試驗：直接拉伸試驗——圓柱型試件、變形傳感器、應力—應變值。劈裂試驗（間接拉伸）——圓柱型試件、壓條、試件開裂破壞。。水泥混凝土劈裂抗拉強度采用邊長150mm的立方體試件。瀝青材料抗剪：瀝青的粘度、用量多φ下降。試驗59

3、抗彎拉強度水泥混凝土、瀝青混合料及半剛性路面材料修筑的結(jié)構(gòu)層。車輛的荷載作用下處于受彎曲工作狀態(tài)。3、抗彎拉強度60試驗：簡支小梁試驗評定——三分點加載混凝土抗折強度標準尺寸：150mm×150mm×550mm集料粒徑不大于40mm4應力—應變特性：⑴用于基層和底基層的碎礫石材料無法作成試件，但可由三軸試驗可得到應力—應變的非線性。試驗：簡支小梁試驗評定——三分點加載61⑵、水泥混凝土、無機結(jié)合料處治的混合料。采用規(guī)則試件進行測定：三軸試驗、單軸試驗、小梁試驗。⑶、瀝青混合料：低溫（單軸或小梁試驗）高溫（溫度敏感性強用三軸壓縮試驗）

⑵、水泥混凝土、無機結(jié)合料處治的混合料。62應力—應變特性：隨溫度和加載時間變化的粘—彈性體，用勁度模量來表示。瀝青混合料勁度模量——是在給定溫度和加載條件下的應力—應變的關(guān)系參數(shù)。試驗表明：加載時間短或溫度較低時（材料處于彈性狀態(tài)）中間過程（彈—粘性狀態(tài)）加載時間很長或溫度較高時（粘滯性狀態(tài)）二、路面材料的累積變形與疲勞特性路面結(jié)構(gòu)在荷載重復應力作用下，可能出現(xiàn)破壞極限狀態(tài)有兩類應力—應變特性：隨溫度和加載時間變化的粘—彈性63第一類：彈塑性工作狀態(tài)：塑性變形累積到一定限度→累積變形。第二類：彈性工作狀態(tài)：內(nèi)部微量損傷累積擴大，導致疲勞斷裂破壞→疲勞破壞。

共同點：破壞極限的發(fā)生不僅同荷載應力大小有關(guān)，而且同荷載應力作用次數(shù)有關(guān)。⑴水泥混凝土路面：彈性工作狀態(tài)（疲勞破壞）⑵瀝青路面：低溫—彈性狀態(tài)（疲勞破壞）高溫—彈塑性狀態(tài)（累積變形形成車轍、沉陷等）⑶半剛性路面（無機結(jié)合料）：早期—彈塑性后期—彈性（疲勞破壞）⑷以黏土為結(jié)合料的碎礫石路面：彈塑性狀態(tài)（累積變形）第一類：彈塑性工作狀態(tài)：塑性變形累積到一定限度→累積變形。64第三章：路基基本概念第一節(jié)路基土的分類和干濕類型、公路自然區(qū)劃一、路基土的分類1、基本類型：按土的粒徑分為巨粒組、粗粒組和細粒組（特殊土）。分類總體系如下：

粒組劃分表

（單位：mm）

2006020520.50.250.740.02巨粒組粗顆粒組細粒組漂石塊石卵石小塊石礫（角礫石）砂粉粒粘粒粗中細粗中細第三章：路基基本概念第一節(jié)路基土的分類和干濕類型、公路自652、土的工程性質(zhì)

1）砂性土：良好的修筑路基材料，含一定數(shù)量粗顆粒，使路基具有足夠的內(nèi)摩擦力，不過分松散，雨天不混污，晴天不揚塵且易壓實?！骶蘖Ｍ涟ㄆ吐咽泻芨叩膹姸?，是良好的填筑路基材料，亦可用于砌筑邊坡。△礫石：級配良好的，密實度好，強度穩(wěn)定性好，可填筑路基基層、底基層（處理后）。

2）粉性土：最差的筑路材料，毛細水上升高度大，冬時凍脹，春時翻漿又稱翻漿土

3）粘性土：透水性差，粘聚力大，干時堅硬不宜挖掘，有較大的可塑性、粘聚性和膨脹性，毛細現(xiàn)象顯著，比粉性土好，但不如沙性土。2、土的工程性質(zhì)663、路基土的工程分級：在施工中，路基土石按其開挖難易程度，分為六級即松土、普通土、硬土、軟石、次堅石、堅石。1、路基潮濕來源：大氣降水——通過路面、路肩和邊溝滲入路基。地面水——邊溝及排水不良時的地面積水滲入路基。地下水——路基下面一定范圍內(nèi)的地下水浸入路基。根據(jù)不同水溫狀況采取不同措施①地下水位高的路段，適當提高路基。平原稻田地區(qū)，保持最小填土高度。②地下水位深處，山嶺重丘設為淺路塹2、判斷方法⑴分界稠度法實測不利季節(jié)路床表面以下80cm深度內(nèi)土的平均稠度。3、路基土的工程分級：67干濕類型土組干燥狀態(tài)中濕狀態(tài)潮濕狀態(tài)過濕狀態(tài)Wc≧WC1WC1＞W(wǎng)c≧WC2WC2＞W(wǎng)c≧WC3Wc＜WC3土質(zhì)砂Wc≧1.201.20＞W(wǎng)c≧1.001.0＞W(wǎng)c≧0.85Wc＜0.85粘性土Wc≧1.101.10＞W(wǎng)c≧0.950.95＞W(wǎng)c≧0.80Wc＜0.80粉質(zhì)土Wc≧1.051.05＞W(wǎng)c≧0.900.90＞W(wǎng)c≧0.75Wc＜0.75方法2：根據(jù)自然區(qū)劃、土質(zhì)類型、排水條件及路床表面距地下水位或地面積水位高低等特征確定，即臨界高度法。※新建公路路基干濕類型確定：可根據(jù)當?shù)胤€(wěn)定的平均天然含水量、液限、塑限計算平均稠度，并考慮路基填土高度、有無地下水。地表積水的影響，論證地確定路基土的干濕類型。干濕類型土組干燥狀態(tài)中濕狀態(tài)潮濕狀態(tài)過濕狀態(tài)Wc≧WC1WC68土基干濕類型土基干濕類型Ｗc與Ｗci一般特征干燥Ｗc≥Ｗc1土基干燥、路面強度和穩(wěn)定性不受地下水和地表水影響。路基高度Ｈ0＞Ｈ1

中濕Ｗc1＞Ｗc≥Ｗc2土基上部處于地下水或地表積水影響的過渡帶區(qū)內(nèi)路基高度Ｈ1≥Ｈ0＞Ｈ2潮濕Ｗc2＞Ｗc≥Ｗc3

土基上部處于地下水或地表積水毛細影響區(qū)內(nèi)，路基高度Ｈ2≥Ｈ0＞Ｈ3過濕Ｗc≤Ｗc3路基極不穩(wěn)定，冰凍區(qū)春融翻漿，非冰凍區(qū)軟彈土經(jīng)處理后方可鋪筑路面。路基高度Ｈ0≤Ｈ3土基干濕類型土基干濕類型Ｗc與Ｗci69①Ｈ0為不利季節(jié)路床表面距地下或地表積水位的高度，地表積水指不利季節(jié)積水20天以上②Ｈ1，Ｈ2，Ｈ3分別為干燥、中濕、潮濕狀態(tài)的路基臨界高度，具體可查表③劃分土基干濕類型以平均稠度Ｗc為主，缺少資料時，可參考表中一般特征確定※設計路基時，要求路基保持干燥和中濕狀態(tài)★公路自然區(qū)劃我國公路自然區(qū)劃分為三個等級。一級區(qū)劃：首先將全國劃分為多年凍土、季節(jié)凍土和全年不凍土三大地帶。一級自然區(qū)——根據(jù)不同地理、氣候、地貌界限的交錯和疊合，我國7個一級區(qū)的代號為：Ⅰ區(qū)——北部多年凍土區(qū)Ⅱ區(qū)——東部溫潤季凍區(qū)Ⅲ區(qū)——黃土高原干濕過渡區(qū)①Ｈ0為不利季節(jié)路床表面距地下或地表積水位的高度，地表積水70Ⅳ區(qū)——東南濕熱區(qū)Ⅴ區(qū)——西南潮暖區(qū)Ⅵ區(qū)——西北干旱區(qū)Ⅶ區(qū)——青藏高寒區(qū)二級區(qū)劃：在一級區(qū)劃的基礎上，以潮濕系數(shù)k為主進一步劃分為33個二級區(qū)和19個副區(qū)共52個二級自然區(qū)。

K=年降雨量R/年蒸發(fā)量Z三級區(qū)劃：1、按地貌、水文和土類將二級區(qū)進一步劃分為若干單元。2、另一種是地理和地貌等特點將二級區(qū)細劃為若干區(qū)域。Ⅳ區(qū)——東南濕熱區(qū)71

第二節(jié)路基的變形及破壞

一、路基的主要變形破壞荷載因素：自重、行車荷載、自然因素影響穩(wěn)定性的因素：水分、溫度變化（正溫度、負溫度）、風蝕作用。變形：彈性的、殘留的（不能恢復的）1、路堤沉陷：垂直方向產(chǎn)生較大的沉落第二節(jié)路基的變形及破壞72原因：1）填料不當2）填筑方法不合理：①不同土混雜；②未分層填筑、壓實；③土中有未經(jīng)打碎的大塊土或凍土塊；④荷載、水和溫度綜合變化；⑤原地面軟弱，如泥沼、流沙、垃圾堆積未做處理等；⑥凍脹、翻漿。

2、路基邊坡的滑塌（滑坡）——常見的路基病害，也是水毀的普遍現(xiàn)象⑴溜方：少量土體沿土質(zhì)邊坡向下移動而形成。邊坡上表面薄層土體下溜。原因：流動水沖刷邊坡、施工不當引起。⑵滑坡：一不分土體在重力作用下沿某一滑動層滑動。原因：土體穩(wěn)定性不足引起。原因：733、碎落和崩塌剝落和碎落：路塹邊坡風化巖層表面，大氣溫度與濕度交替作用以及雨水沖刷和動力作用之下，表面巖石從坡面上剝落下來，向下滾落。大塊巖石脫離坡面沿邊坡滾落稱為崩塌。崩塌：整體巖塊在重力作用下傾倒、崩落。原因：巖體風化破碎，邊坡較高。影響：危害較大的病害之一。3、碎落和崩塌74比較：崩塌無固定滑動面。崩塌體各部分相對位置在移動過程中完全打亂。碎落滑坡4、路基沿山坡滑動原因：①山坡較陡；②原地面未清除雜草或人工挖臺階；③坡腳未進行必要的支撐。5、不良地質(zhì)和水文條件造成路基破壞不良地質(zhì)條件：泥石流、溶洞等。較大自然災害：大暴雨地區(qū)。比較：75二、路基病害防治提高路基穩(wěn)定性，防止各種病害產(chǎn)生，采取措施：1、正確設計路基橫斷面。2、選擇良好的路基用土填筑路基，必要時對填土作穩(wěn)定處理。3、采取正確的填筑方法，充分壓實路基，保證達到規(guī)定的壓實度。4、適當提高路基，防止水分從側(cè)面滲入或從地下水位上升進入路基工作區(qū)范圍。5、正確進行排水設計。6、必要時設計隔離層隔絕毛細水，設置隔溫層減少路基冰凍深度和水分累積。7、采取邊坡加固、修筑擋土結(jié)構(gòu)物、土體加固等防護技術(shù)措施，以提高其穩(wěn)定性。二、路基病害防治76第四章：一般路基設計一、一般路基：指在一般地區(qū)，填方高度和挖方深度小于規(guī)范規(guī)定的高度和深度的路基?？梢越Y(jié)合當?shù)氐匦?，地質(zhì)情況直接套用典型橫斷面或設計規(guī)定。特殊地質(zhì)路段和高度（深度）超過規(guī)范規(guī)定的路基應進行個別設計和驗算。二、一般路基設計的內(nèi)容：1、結(jié)合路線幾何設計要求和當?shù)氐匦芜x擇路基斷面形式。2、選擇路堤填料和壓實標準。3、確定邊坡形狀和坡度。4、路基排水系統(tǒng)布置和排水結(jié)構(gòu)物設計。5、坡面防護和加固設計。第四章：一般路基設計77第一節(jié)：路堤設計路堤是由土石材料在地面上堆填起來的結(jié)構(gòu)物。要求：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和沉降變形量小。設計考慮：地基、填料、邊坡形狀和坡度、堤身壓實度排水和坡面防護。一、地基1、要求：地基有足夠的承載力和低壓縮性2、經(jīng)驗：1）基巖、礫石土或一般砂土和粘性土地基，基本上符合支撐路堤的要求。2）潮濕的粘性土地基，粘結(jié)力小于20～40kpa。往往承載力不足。處理：對地基進行鉆探取樣確定軟弱地基的層厚及其物理力學性質(zhì)，判斷對路堤的支撐能力和沉降量。第一節(jié)：路堤設計783、地基處理情況：⑴頂面酌情處理除去草根、樹根、各種耕作物（防止腐爛后形成滑動面）冬季施工時，除去頂面的雪、冰或凍土（以免接觸面碾壓不實形成軟弱面）⑵地基頂面有滯水，經(jīng)過水田、池塘、洼地時是根據(jù)積水深和水下淤泥厚度等具體情況，采取排水疏干、挖除淤泥、拋填片石或砂、礫石等處理措施。A圖為經(jīng)過水田地段處理。3、地基處理情況：79B圖為經(jīng)過池塘的地區(qū)處理⑶地基為斜坡：坡度大于1：5時，原地面開挖臺階以防路堤沿坡下滑，臺階的高度為路堤分層填土厚度的2倍（40～60）坡度大于1：2.5時，應進行滑動穩(wěn)定性驗算。二、填料要求：水穩(wěn)定性好，壓縮性小。一方面考慮料源和經(jīng)濟性，另一方面顧及填料的性質(zhì)是否適宜。B圖為經(jīng)過池塘的地區(qū)處理801）礫石、不宜風化的石塊——滲水性很強，水穩(wěn)性極好，強度高，為最好的填料。石塊空隙用小石塊塞實時，塑性變形小。2）碎石土、卵石土、礫石土、粗砂、中砂——滲水性很強，水穩(wěn)性好，為施工性能良好的一類優(yōu)質(zhì)填料。粘土含量多時，水穩(wěn)性下降。3）砂性土——既含一定數(shù)量的粗顆粒，具有足夠的強度和水穩(wěn)定性，又含一定數(shù)量的細顆粒，把粗顆粒粘結(jié)在一起，為修筑路堤的良好填料。4）粘性土——滲水性差，干燥時不易挖掘，浸水后水穩(wěn)定性差，強度低，變形大，在給予充分壓實和良好排水設施的情況下，可做路堤填料。5）不宜作路基填料：極細砂、粉性土——毛細現(xiàn)象嚴重，凍脹翻漿現(xiàn)象嚴重。易風化的軟質(zhì)巖石塊——穩(wěn)定性差。1）礫石、不宜風化的石塊——滲水性很強，水穩(wěn)性極好，強度高，81三、邊坡：三種形式（影響堤身的穩(wěn)定和工程量的大?。?/p>

路堤邊坡坡度填料種類邊坡高度邊坡坡度全部高度上部高度下部高度全部高度上部高度下部高度粘質(zhì)土、粉質(zhì)土、砂類土20812—1:1.51:1.75砂、礫12——1:1.5——漂石、卵石、礫類土碎石土20128—1:1.51:1.75不易風化的石塊20812—1:1.51:1.5三、邊坡：三種形式（影響堤身的穩(wěn)定和工程量的大?。?/p>

821、直線：最常見，適用于矮路堤和中等高度路堤。受力情況是上陡下緩，所以上部偏安全下部偏危險。路堤高度大時不經(jīng)濟。2、折線：上陡下緩，符合路堤的受力情況。變坡不宜多，多了施工不宜控制，坡面也易受水沖刷。3、臺階形：每隔一定高度設置寬度不小于1-2米的護坡道，護坡道具有3%的外向橫坡。適用于高路堤。設置護坡道可以減緩較長坡面的地面水流速，防止坡面受沖刷。四、壓實：1、分層壓實2、最佳含水量3、壓實標準4、壓實的目的：為了消除路堤在荷載和自然因素作用下可能出現(xiàn)的過量變形。

路基路面工程課件83路堤：1、矮路堤填士高度﹤1.0m2、高路堤填士總高度>18m(土質(zhì))填石總高度>20m(石質(zhì))3、一般路堤介于兩者之間

路基壓實標準填挖類別路基壓實度標準（CM）壓實度（%）路堤0~80﹥9380以下﹥90零填及路塹0~30﹥93路堤：1、矮路堤填士高度84第二節(jié)路塹設計路塹:從天然地層中開挖出來的路基結(jié)構(gòu)物。路塹設計的中心問題：結(jié)構(gòu)物的整體穩(wěn)定性。主要內(nèi)容：1、路塹邊坡2、路塹排水3、坡面防護設計邊坡設計一、工程地質(zhì)法:比照著當?shù)鼐哂邢嗤こ痰刭|(zhì)條件，而處于極限狀態(tài)的自然山坡和穩(wěn)定的已成人工邊坡，來確定路塹邊坡的形狀和坡度。1、影響路塹穩(wěn)定性的因素：開挖深度、坡體的巖性或土質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造特征、巖石的風化和破碎程度、地面水和地下水的作用、當?shù)貧夂虻?。第二?jié)路塹設計路塹:從天然地層中開挖出來的路基結(jié)852、根據(jù)地層性質(zhì)的不同把邊坡分為巖質(zhì)、土質(zhì)和碎（礫）石土三類路塹邊坡。二、巖質(zhì)路線邊坡：（一）影響穩(wěn)定性的因素：1、結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀。2、巖體破碎程度。3、巖石風化程度。4、巖石性質(zhì)。5、施工方法。

（二）邊坡坡度參考值使用時：1、應先對設計路塹的工程地質(zhì)條件進行調(diào)查和分級。2、設計人員也可根據(jù)當?shù)鼐唧w條件和設計經(jīng)驗。通過調(diào)查分析得出適合該地區(qū)的經(jīng)驗設計坡度表。2、根據(jù)地層性質(zhì)的不同把邊坡分為巖質(zhì)、土質(zhì)和碎（礫）石土三類86巖石種類風化程度邊坡高度﹤2020~30各類巖漿巖、硬質(zhì)灰?guī)r、礫巖、砂巖、片麻巖、石英巖微風化弱風華1:1.0~1:0.31:0.2~1:0.5強風化全風化1:0.5~1:1.01:0.5~1:1.25各類頁巖、泥巖、千枚巖、片巖等軟質(zhì)巖石微風化弱風化1:0.25~1:0.751:0.5~1:1.0強風化全風化1:0.5~1:1.251:0.75~1:1.5巖石挖方邊坡坡度邊坡高度﹤2020~87（三）邊坡形狀選擇：直線，折線，臺階形。1、單一巖層、風化和破碎程度相差不大的坡體：直線邊坡。2、坡高范圍內(nèi)上下的破碎程度有顯著差別：臺階形或折線形。在不同層的分界面處設置邊坡平臺。三、土質(zhì)路塹邊坡:隨土層的生成原因、土質(zhì)、密實程度和水文條件等因素而異。1、對比分析綜合考慮：1）成因、有無構(gòu)造裂隙和水文具體情況。2）參照當?shù)匾殉蛇吰禄蜃匀簧狡缕露取?、路基寬度：1、行車道寬度。2、兩側(cè)路肩寬度。（具體取決于公路技術(shù)等級。等級高的公路當設中間帶、路緣帶、邊速車道、爬坡車道、緊急停車帶、路上設施等。）（三）邊坡形狀選擇：直線，折線，臺階形。883、路基高度：路堤的填筑厚度或路塹的開挖深度，路中心線處的設計標高，與原地面標高之差。4、路基設計標高：路基邊緣的標高（改建的路基設計標高可與新建公路相同，取路基邊緣標高也可為路面中心標高。）

邊坡高度H5、路基邊坡坡度=

邊坡寬度ｂ3、路基高度：89第三節(jié)防護工程設計1、路基防護與加固意義：保證公路使用品質(zhì)，提高投資效益，保證路基強度和穩(wěn)定性的重要措施之一。2、防護重點：路基邊坡，有時包括路肩表面以及同路基有直接關(guān)系的道旁沙流、山坡。

包括：1）坡面防護2）沿河路堤河岸沖刷防護與加固3）濕軟地基加固處治一、坡面防護：作用：保護路基邊坡表面免受雨水沖刷減緩溫差及濕度變化影響延緩軟弱巖土表面風化、碎裂、剝蝕過程。第三節(jié)防護工程設計1、路基防護與加固意義：90分類：1）植物防護（有生命防護）：植草：容許流速0.4~0.6m/s，邊坡不陡于1：1。鋪草皮：容許流速c1.8m/s，邊坡1：1～1：1.5，沖刷較重，適于長草種樹：容許流速c1.8m/s，坡岸河灘上降低流速，防水直接沖刷路堤2）工程防護①抹石防護：石質(zhì)挖方坡面防巖石風化，表面完整常用材料：石灰漿（精造）②噴漿：適用于易風化而坡面不平整的巖石挖方邊坡。厚10cm水泥用量較大，重點工程可適用沙漿：水泥、石灰、河砂、及水分類：913、灌漿、勾縫、嵌補比較堅硬的巖石坡面，為防止水滲入縫隙成害，視縫隙深淺與大小，予以灌漿、勾縫、嵌補4、干砌片面護面：防止地面水位或河水沖刷浸水路堤或暴雨地區(qū)路堤5、護石墻：漿砌片石的坡面覆蓋層。用語封閉各種軟質(zhì)巖層和較破碎的挖方邊坡。3、灌漿、勾縫、嵌補92（二）間接防護改變水流方向——設置導流結(jié)構(gòu)物或改變河道徹底接觸水流對局部堤岸的損壞作用。慎重選擇：丁壩、順壩。布置適當：較少共曾收到預期效果。布置不當：水流情況惡化、水毀時間。二、沖刷防護：（一）直接措施：

1、植物防護：同路面防護基本一致

2、石砌防護：同路面防護基本一致3、拋石：類似坡腳設置護腳拋石跺不受季節(jié)限制。防急流和大風浪破壞堤岸也可加固河床防止沖刷。4、石籠：用鐵絲編織成框架，內(nèi)填石料設于坡腳出，放急流和大風浪破壞堤岸，加固河床，防止沖刷。（二）間接防護93三、濕軟地基加固：換填土土法、碾壓夯實、排水固結(jié)、振動擠密、化學加固。1、分布：在我國沿河沿湖沿江海地帶廣泛運用。2、軟土特點：天然含水量大，孔隙比大，壓縮性高，強度低。其上修建公路時，易產(chǎn)生路堤失穩(wěn)或沉降過大等問題。3、軟土概念：以水下沉積的飽和水的軟粘性土或淤泥為主的地層，有時有少量的腐泥或泥炭層。4、常用處理方法：1）換填土法：全部或部分挖出軟土，換填以砂礫片石等滲水或強度較高的土類，并予以壓實。2）重錘夯實方法：一般以鋼筋混凝土制成截頭圓錐體（底部墊鋼板）重量1。5噸或稍重，錘底直徑1~1。5M，起重設備的能力為8~15噸，落距高2。5~4。5M。夯實遍數(shù)8~12次。效果：承載力可提高2~5倍，壓縮性降低2~10倍，效果好，經(jīng)濟，運用面廣。三、濕軟地基加固：943、排水固結(jié)法運用堵截預壓擠出土中的過多含水，達到擠密土粒和提高強度的目的。為縮短預壓時間，加設砂井豎向的排水通道或鋪設沙墊層，效果更好。4、擠密法：土基打孔后，在孔中灌以砂、石、土、灰土或石灰等材料，搗實成直徑較大的樁體。土體被橫向擠密，孔隙小，樁體本身有較高的承載力，形成符合地基。石灰樁：效果好，生石灰吸水、發(fā)熱、離子交換作用使樁體硬化。注意：石灰：石灰和水就地拌和，硬結(jié)快。新鮮石灰，粉碎。5、化學加固法：利用化學溶液或膠凝劑，采用壓力灌注或攪拌混合等措施，使土顆粒膠結(jié)起來，達到對地基的加固作用的目的。3、排水固結(jié)法95化學溶液主要有：1）以水玻璃為主的漿液，昂貴。2）丙烯酸氨為主的漿液，價高。3）水泥漿液4）以低漿溶液為主的漿液，毒性?？疾?1、對路基路面有哪些要求？2、路面分為哪幾層，各有何特點？3、路基干濕類型有哪些判斷方法？4、路基常見病害有哪些，怎樣防治？5、路基設計考慮有哪些內(nèi)容？6、路塹邊坡如何確定？7、路基常見斷面形式有哪些？8、我國公路自然區(qū)劃有哪幾級？化學溶液主要有：1）以水玻璃為主的漿液，昂貴。96

第三節(jié)排水設計

★重要性：立即的各種病害和變形的產(chǎn)生都與地面水和地下水的浸濕和沖刷有關(guān)。一、路基排水系統(tǒng)設計：地面排水、地下排水目的：攔截路基上方的地面水和地下水迅速匯集基身內(nèi)的地面水，把他們引導入順暢的排水通道，并通過橋涵將其宣泄到路基的下方。（一）各種排水設備1、各種溝渠1）截水溝（或稱為天溝）：位置：設置在路基坡頂5M以外或山坡路堤上方。作用：攔截路基上方流向路基的地面水，減輕邊溝水流負擔，保護挖方邊坡和填方坡腳2）邊溝：位置：挖方路基的路肩外側(cè)低路堤的坡腳外側(cè)

第三節(jié)97作用：匯集和排除；路基范圍內(nèi)和流向路基的少量地面水3）排水溝位置：結(jié)合地形、路基坡腳外3～4m作用：用來把截水溝和邊溝內(nèi)匯集的水排引到附近的橋涵、河谷或遠離路基的低洼地2、各種蓄水的構(gòu)造物①陽水堤：當不宜采用截水溝來排除上例山坡的地面水時，可設置在路基上側(cè)山坡上，用以把水攔蓄在山坡上，就地滲透和蒸發(fā)。②蓄水池：當截水溝或邊溝內(nèi)匯集的水無法排引出路基時，可在路旁設置蓄水池，用以攔蓄部分水，使之自然滲透和蒸發(fā)。3、各種底下排水構(gòu)造物①明溝：設置在路基上方，攔截、引排或降低埋藏不深的淺層地下水，并可兼起排地面水的作用。②滲溝、暗溝，設在邊坡坡體或山坡上，用以疏干及引排坡體內(nèi)的地下水。作用：匯集和排除；路基范圍內(nèi)和流向路基984、各種泄水構(gòu)造物穿越路基，將路基上方的水流宣泄到下方，如橋梁、涵洞、滲水路堤和過水路面等。5、河道整治工程改善河道水流狀況，防止沖刷路基下方的構(gòu)造物，如導流壩、人工渠道等（二）具體布置步驟1、把主要流向路基的天然溝和排水溝規(guī)劃成橫向排水系統(tǒng)（垂直路線方向）。2、攔截山坡水流，作為縱向排水系統(tǒng)，并匯集入橫向排水系統(tǒng)或攔蓄山坡水流作成縱向蓄水系統(tǒng)。3、在橫向和縱向排水溝渠之間的山坡上，根據(jù)面積大小和地形，確定是否需要設置邊溝和各種排水系統(tǒng)溝渠，以構(gòu)成排水網(wǎng)絡。4、在路基兩側(cè)設置邊溝、排水溝等或利用取土坑排水，以保證路基經(jīng)常干燥。4、各種泄水構(gòu)造物995、選定橋涵的位置，并使這些溝渠同橋涵聯(lián)成網(wǎng)6、考慮是否需要設置地下排水系統(tǒng)（三）地面排水設備設計設計內(nèi)容包括：確定位置、設計橫斷面和縱斷面1、位置：溝渠應設在地質(zhì)上穩(wěn)定和地形上較平緩的地方。溝渠：平面線形力求平順，轉(zhuǎn)折處盡量用較大半徑。截水溝：應距路塹邊坡坡頂邊緣或路堤邊坡坡腳一定距離2、橫斷面常用梯形，邊溝也有三角形和矩形（巖石路塹）溝渠斷面尺寸，應能保證排泄設計流量。（溝渠端面能排泄的流量，按明渠均勻流的計算公式）（截水溝，排水溝）邊溝不用計算3、縱坡溝渠應沒有一定的縱坡，使其中的水流能順暢的流出，不至于淤塞。溝渠最小縱坡通常規(guī)定為0.5%，特殊困難情況下可減小到0.2%5、選定橋涵的位置，并使這些溝渠同橋涵聯(lián)成網(wǎng)1004、長度為防止沖刷，溝渠單向排水的長度限制在300～500m，土質(zhì)不良縱坡過大處，此長度還應縮短，溝長超出范圍時，應增設出水口，將水引離。5、在縱坡無法減小而必然引起沖刷時，應對溝壁進行加固加固試（草皮加固）（四）地下排水設備設計在地下水位及路基穩(wěn)定性或嚴重降低時其強度的情況下應根據(jù)具體情況采用不同方法來處理地下水。1、攔截地下水。上側(cè)坡體上有含水層出露時。4、長度1012、疏干坡體內(nèi)地下水。3、降低地下水位：當?shù)貏莸屯莸叵滤芨邥r，路基上層受地下水的影響而過分濕軟，可在路基兩側(cè)地面下設置縱向或橫向滲溝以降低地下水位（疏干路基上層，提高其高度）明溝適用于地下水埋藏較深處（1～2m以內(nèi)）可用作攔截、疏導，降低地下水位，也可兼排地下水。斷面形式：矩形、梯形。滲溝應用于地下水埋藏較深處。2、疏干坡體內(nèi)地下水。102⑴滲溝內(nèi)用大顆粒透水材料（碎石、礫石）填充以保證它有足夠的孔隙排除地下水⑵通常用兩、三種不同的滲水材料在迎水石處做成反濾層，每層厚度不小于10～15cm⑶滲溝頂部用草皮倒置覆蓋，鋪上密實的黏土，以防止地面水下滲。⑷底部可用石料砌成排水孔，地下水流較大時，可采用管壁帶有空的排水管。排水孔或管的底部應埋入不透水層內(nèi)。二、路面排水設計原則：沿路面橫向坡度兩側(cè)排水任務：迅速把降落在路面和路肩表面的降水排除防止路面積水而影響行車安全。1、路面排水（路肩排水）路塹：橫向排流的表面水匯集于邊溝內(nèi)⑴滲溝內(nèi)用大顆粒透水材料（碎石、礫石）填充以保證它有足夠的孔103路塹：橫向排流的表面水匯集于邊溝內(nèi)路堤：⑴沿路堤邊坡橫向漫流，適用于路線縱坡平緩，匯水量不大，路堤較低且坡面不會受到?jīng)_刷。⑵路肩外側(cè)邊緣放置攔水帶，然后一定間距設置泄水口和急流槽集中排放在路堤坡腳外。適用于路堤較高，邊坡坡面易受雨水沖刷，攔水帶可用瀝青混凝土現(xiàn)場澆筑或水泥混凝土預制塊鋪砌而成。

路塹：橫向排流的表面水匯集于邊溝內(nèi)104注意：攔水帶過水斷面內(nèi)的水面，1在高速公路及一級公路上不得漫過右側(cè)車道外邊緣。2在二級及二級以下公路上不得漫過右側(cè)車道中心線。攔水帶橫斷面參考.2、中央分隔帶排水以及中央分隔帶表面排水是高速公路以及一級公路表面排水的主要內(nèi)容。根據(jù)分隔帶寬度、綠化和交通安全設施的形式和分隔帶表面處理方式選擇排水方式⑴寬度小于3m，且表面采用鋪石封閉降落在分隔帶上的表面水排向兩側(cè)行車道其坡度與路面的橫坡度相同⑵寬度大于3m，且表面采用鋪石封閉降落在分隔帶上的表面水匯集在分隔帶中央的低洼處，并通過縱坡排流到泄水口或橫穿河界的橋涵水道中。⑶表面無鋪石且表面無排水設施的中央分隔帶表面水下滲，該縱向排水滲溝，隔一定間距通過橫向排出管排出河界。注意：攔水帶過水斷面內(nèi)的水面，1在高速公路及一級公路上不得漫105第四章路基邊坡穩(wěn)定性設計一般路基——套用典型橫斷面圖（無需論證和驗算）高路基、深路塹、浸水沿河路堤、特殊地質(zhì)地段的路基個別設計，穩(wěn)定性驗算用以確定合理的路基橫斷面形式

第一節(jié)邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法一、邊坡穩(wěn)定原理㈠破裂面1、用力學方法進行邊坡穩(wěn)定性分析時，為簡化計算，都按平面問題處理2、松散的砂性土和礫石內(nèi)摩擦角較大，粘聚力較小，破裂面近似直線破裂面法。3、粘性土粘聚力較大，內(nèi)摩擦角較小，破裂時滑動面為圓柱形、碗形，近似于圓曲面，采用圓弧破裂面法第四章路基邊坡穩(wěn)定性設計一般路基——套106(二）在進行邊坡穩(wěn)定性分析時，近似方法并假定1、不考慮滑動主體本身內(nèi)應力的分布2、認為平衡狀態(tài)只在滑動面上達到，滑動主體整體下滑3、極限滑動面位置通過試算來確定二、邊坡穩(wěn)定性分析的計算參數(shù)路塹：天然土層中開挖，土類別、性質(zhì)天然生成的路堤：人工填筑物、填料性質(zhì)和類別多為人為因素控制，對于土的物理力學數(shù)據(jù)的選用以及可能出現(xiàn)的最不利情況，力求能與路基將來實際情況一致。㈠所需土的試驗資料：1、對于路塹或天然邊坡取：原狀土的容重r，內(nèi)摩擦角Φ，粘聚力c2、對路堤邊坡：取與現(xiàn)場壓實度一致的壓實土試驗數(shù)據(jù)。r、Φ、c同上(二）在進行邊坡穩(wěn)定性分析時，近似方法并假定107

※路堤各層填料性質(zhì)不同時，所采用驗算數(shù)據(jù)可按加權(quán)平均法求得。※路堤各層填料性質(zhì)不同時，所采用驗算數(shù)據(jù)可按108㈢汽車荷載當量換算路基承受自重作用、車輛荷載（按車輛最不利情況排列，將車輛的設計荷載換算成相當于土層厚度Ｈ0）Ｈ0稱為車輛荷載的當量高度或換算高度。㈢汽車荷載當量換算109

荷載分布寬度：⑴可分布在行車道寬度范圍內(nèi)⑵考慮實際行車有可能偏移或車輛停放在路肩上，也可認為Ｈ1厚當量土層分布于整個路基寬度上。三、邊坡穩(wěn)定性分析方法：※力學分析法：1、數(shù)解法—假定幾個滑動面力學平衡原理計算，找出極限滑動面。2、圖解或表解法—在計算機或圖解的基礎上，制定圖或表，用查圖或查表來進行，簡單不精確。㈠力學分析法：直線法—適用于砂土和砂性土（兩者合稱砂性土）破裂面近似為平面。圓弧法—適用于粘性土，破裂近似為圓柱形

1101、直線法：1、直線法：111路基路面工程課件1122、圓弧法粘性土滑坍時破裂面為曲面近似為圓弧滑動面※條分法：①將圓弧滑動面上土體劃分為若干豎條②依次計算每一土條沿滑動面的下滑力和抗滑力③疊加計算整個土體的穩(wěn)定性計算精度與分段數(shù)有關(guān)越大越精確，一般為8～10段。結(jié)合橫斷面特性，劃分在邊坡或地面坡度變化處以簡化計算。假定：1土體均質(zhì)，各向同性2滑動面通過坡腳3不計各土條間側(cè)向力的作用※（1）圓弧法基本步驟：①通過坡腳任意選定可能滑動面AB，半徑為R，縱向單位長度，滑動土體分條（5~8）②計算每個土條重Gi（土重、荷載重）垂直滑動面法向分力2、圓弧法113③計算每一段滑動面抵抗力NitgΦ（內(nèi)摩擦力）和粘聚力cLi（Li為I小段弧長）④以圓心o為轉(zhuǎn)動圓心，半徑R為力臂。計算滑動面上各點對o點的滑動力矩和抗滑力矩。⑤求穩(wěn)定系數(shù)k⑥再假定幾個可能的滑動面，計算相應k值在圓心輔助線MI上繪出，穩(wěn)定系數(shù)k1，k2……kn對應于O1,O2……On的關(guān)系曲線K=f（O）與曲線f（O）相切即為極限滑動面kmin在1.25～1.5之間③計算每一段滑動面抵抗力NitgΦ（內(nèi)摩擦力）和粘聚力cLi114⑦穩(wěn)定系數(shù)k取值[k]=1.25～1.50當計算k小于容許值[k]應放緩邊坡，從新擬訂橫斷面，在按下述方法進行邊坡穩(wěn)定性分析⑴4.5H法步驟：①由坡腳A向下引垂線量取路堤高Hc②由c沿水平線量取4.5H設D

⑦穩(wěn)定系數(shù)k取值115

③在A點作與邊坡夾角β1，B點作與水平線夾角β2的兩直線AO、BO交與O點④連接DO并向外延伸4.5H法精確用于分析重要建筑物的穩(wěn)定性⑵36o法方法：坡頂B處作與坡頂水平線成36o的直線BE③在A點作與邊坡夾角β1，B點作與水平線夾角β2的兩直線AO116

第二節(jié)陡坡路堤穩(wěn)定性驗算地面橫坡陡于1：2.5，需驗算路堤邊坡的穩(wěn)定性以預防路堤沿地面陡坡下滑?；瑒用婵煞譃椋郝返萄鼗捉佑|面滑動路堤連同基底下的山坡覆蓋層沿基巖面下滑驗算中：①應采用滑動面附近較為軟弱的土的有關(guān)數(shù)據(jù)②假定滑動面上土體沿滑動面整體滑動1、滑動面為單一坡度傾斜面時（直線滑動面穩(wěn)定性驗算）整個路堤沿直線斜坡面滑動的下滑力E為第二節(jié)陡坡路堤穩(wěn)定117※當驗算設得下滑力E為零或負值時，此路堤可認為是穩(wěn)定的即：E≤0路堤穩(wěn)定※當驗算設得下滑力E為零或負值時，此路堤可認為是穩(wěn)定的即：118

2、折線滑動面穩(wěn)定性驗算步驟：①將折線劃分為幾個直線段路堤按各直線劃分為若干塊土體②從上側(cè)山坡到下側(cè)山坡，逐塊計算每塊沿滑動面的下滑力③最后一塊土體下滑力大于零不穩(wěn)定，小于或等于零穩(wěn)2、折線滑動面穩(wěn)定性驗算119※若算得第n塊土體下滑力En為負值，則可不列入下一塊土體的計算（保守算法）En平行于各相應土塊的滑動面，最后一塊土體En為正值時土體不穩(wěn)定剩余下滑力：En≤0穩(wěn)定En>0不穩(wěn)定3、穩(wěn)定措施：⑴改善基底狀況，增加滑動面的摩擦力或減小滑動力清除松軟土層，夯實基底，使路堤位于堅實的硬層上開挖臺階，放穩(wěn)坡度，減小滑動力路堤上方排水，阻止地面水浸濕基底⑵改變填料及斷面形式：采用大顆粒填料，嵌入地面放緩坡腳處邊坡，以增加抗滑力⑶在坡腳處設支擋結(jié)構(gòu)物石砌護腳、干砌或漿砌擋土墻※若算得第n塊土體下滑力En為負值，則可不列入下一塊土體的120

第三節(jié)浸水路堤穩(wěn)定性一、河灘路堤受力：普通路堤外力、自重、浮力（受水浸泡產(chǎn)生浮力）、滲透動水壓力（路堤兩側(cè)水位高低不同時，水從高的一側(cè)滲透到低的一側(cè)產(chǎn)生動水壓力）最不利情況：水位降落時動水壓力指向河灘兩側(cè)邊坡，尤其當水位緩慢上漲而集聚下降時，對路堤最不利。二、滲透動水壓力的計算第三節(jié)浸水121三、河灘路堤邊坡穩(wěn)定性驗算。河灘路堤最不利情況：最高洪水位驟然降落時通常采用圓弧法（條分法）計算公式如下：三、河灘路堤邊坡穩(wěn)定性驗算。122路基路面工程課件123注意情況：1、礫石、片石等無粘性透水材料填筑的路堤水位變化時，不發(fā)生動水壓力D=0，C=0，Cb=02、用不透水或透水極小的粘性土填筑的路堤水位變化時，不發(fā)生動水壓力D=03、用一般粘性土（亞粘土、亞砂土）填筑的路堤水位變化時，堤身產(chǎn)生動水壓力必須繪制浸潤曲線（假定為直線，坡度為降落曲線的平均坡度）用前式計算4、河灘路堤的安全系數(shù)，一般規(guī)定不小于1.25，按最大洪水位驗算時，其安全系數(shù)可采用k≥1.15注意情況：124第五章?lián)跬翂υO計第一節(jié)擋土墻用途、類型及使用條件一、使用場合擋土墻是支撐路基填土或者山坡土體、防止填土或體變形失穩(wěn)的構(gòu)造物。公路中常用

1、路塹擋土墻山坡陡峭，降低邊破高度、減少開挖或者地質(zhì)不良。防止滑坡

第五章?lián)跬翂υO計第一節(jié)擋土墻1252、山坡?lián)跬翂Γ?、路肩擋土墻： 路坡穩(wěn)定，收縮坡角，路堤擋土墻 2、山坡?lián)跬翂Γ?264、路堤擋土墻：收縮坡腳，防止陡坡堤下滑

擋土墻設置與否，與同其工程方案比較確定1，與移改路線位置進行比較。2，與填筑或開挖邊坡相比較3，與坼移有關(guān)干擾路基的構(gòu)造物（房屋，河流，水渠）等比較4，與設置其分類型的構(gòu)造物（橋，護墻）等比較