路基工程導(dǎo)論

第二篇路基工程

1水毀道路234滑坡道路567第一章緒論第一節(jié)概述第二節(jié)路基土的分類(lèi)第三節(jié)路基的干濕類(lèi)型第四節(jié)路基的力學(xué)特性第五節(jié)路基的變形及破壞8第一節(jié)路基工程基本知識(shí)（一）路基工程的特點(diǎn)（1）土石方數(shù)量大，沿線(xiàn)分布不均，與路基排水、防護(hù)與加固工程相互制約，設(shè)計(jì)中需要綜合考慮。（2）路基工程項(xiàng)目繁雜，涉及土方、石方、砌體等多種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工，施工安排困難。（3）路基工程對(duì)于原來(lái)的生態(tài)、水土保持和農(nóng)田水利等環(huán)境影響巨大，工程方案應(yīng)該經(jīng)過(guò)仔細(xì)權(quán)衡并采取一定的技術(shù)措施以避免對(duì)于環(huán)境的破壞。（4）路基工程的質(zhì)量對(duì)于道路的使用品質(zhì)和路面的使用壽命影響十分明顯。一、路基的特點(diǎn)和要求9（二）路基工程與其他有關(guān)工程項(xiàng)目的關(guān)系（1）路基設(shè)計(jì)與路線(xiàn)設(shè)計(jì)的關(guān)系路基設(shè)計(jì)和路線(xiàn)設(shè)計(jì)相輔相成，路基設(shè)計(jì)是橫斷面設(shè)計(jì)的延伸（2）路基工程與路面工程的關(guān)系路基設(shè)計(jì)與路面設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮，既要避免強(qiáng)基薄面，又要杜絕弱基強(qiáng)面（3）路基工程與橋涵工程的關(guān)系橋頭引道的路基設(shè)計(jì)應(yīng)該與橋位選擇，橋孔設(shè)計(jì)以及涵洞的配置相互配合，綜合考慮橋梁和道路的高程的配合和河灘橋頭引道的穩(wěn)定性10（三）路基工程設(shè)計(jì)必須滿(mǎn)足的基本要求（1）具有足夠的強(qiáng)度路基要有一定抵抗荷載的能力，并且在荷載作用下不致發(fā)生超過(guò)允許的變形。（2）具有足夠的水穩(wěn)定性和冰凍穩(wěn)定性路基應(yīng)在地面水和地下水作用下不致顯著地降低強(qiáng)度，在冰凍地區(qū)不致造成凍融翻漿和強(qiáng)度急劇下降。（3）具有足夠的整體穩(wěn)定性路基設(shè)計(jì)時(shí)必須采取技術(shù)措施如排水、邊坡加固或設(shè)置擋土墻等，確保路基的整體穩(wěn)定性。11第二節(jié)路基土的分類(lèi)及工程性質(zhì)(一)、路基土的分類(lèi)依據(jù)顆粒組成、土的塑性指數(shù)和土質(zhì)化學(xué)成份分為4類(lèi)11種土巨粒土特殊土細(xì)粒土粗粒土漂石土卵石土礫類(lèi)土砂類(lèi)土粉質(zhì)土粘質(zhì)土有機(jī)質(zhì)土黃土膨脹土紅粘土鹽漬土細(xì)中粗細(xì)中粗粘粒粉粒砂礫（角礫）卵石（小塊石）漂石（塊石）細(xì)粒組粗粒組巨粒組200602050.50.250.07420.002（mm）注：除細(xì)粒按照含量超過(guò)25%,其余按照大于該粒徑的顆粒含量超過(guò)50％歸類(lèi)12(二)、各種土的工程性質(zhì)

1、巨粒土（1）漂石——用作砌筑工程結(jié)構(gòu)物，或破碎后用作混合材集料。（2）卵石——用作砌筑工程結(jié)構(gòu)物，或破碎后用作混合材集料，是強(qiáng)度和穩(wěn)定性都好的路基填料，但是不能用于路基上層填筑132、粗粒土（1）礫類(lèi)土——是強(qiáng)度和穩(wěn)定性都好的路基填料，但是不建議用于路基上層填筑；級(jí)配和強(qiáng)度等性質(zhì)優(yōu)良的礫石或砂礫用作混合材集料（水泥混凝土或貧混凝土等）（2）砂類(lèi)土1）砂——純粹的砂是強(qiáng)度和穩(wěn)定性都好的路基填料，同時(shí)也用于其他混合材集料，細(xì)砂或粉砂容易產(chǎn)生被動(dòng)水?dāng)y帶、砂土液化或管涌，不適用于高路堤、沿河路堤和堤壩2）砂性土——是強(qiáng)度和穩(wěn)定性都好的優(yōu)良路基填料143、細(xì)粒土（1）粉質(zhì)土——強(qiáng)度低，干縮，毛細(xì)作用強(qiáng)，是不良路基填料（2）粘質(zhì)土——透水性小，干縮濕脹，不適用于水濕狀況劇烈變化地區(qū)，可用于干旱地區(qū)路堤填筑或某些特殊部位，也可以用來(lái)與砂土拌合后形成砂性土使用（3）有機(jī)質(zhì)土——不宜用作路基填料4、特殊土——不宜用作路基填料(膨脹土)15第四節(jié)路基干濕類(lèi)型和填土高度（二）、濕度的來(lái)源和變遷（一）、濕度對(duì)路基的影響路基的濕度狀況變化是影響路基路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度與穩(wěn)定性的重要因素之一，應(yīng)該盡量使路基平衡濕度（路基上部中心附近趨向穩(wěn)定平衡的濕度）趨于較干燥或穩(wěn)定的狀態(tài)，使路基保持穩(wěn)定。1、大氣降水——大氣降水通過(guò)路面，路肩邊坡和邊溝滲入路基；2、地面水——邊溝的流水、地表涇流水因排水不良，形成積水、滲入路基；163、地下水——路基下面一定范圍內(nèi)的地下水浸入路基；4、毛細(xì)水——路基下的地下水，通過(guò)毛細(xì)管作用，上升到路基；5、水蒸汽凝結(jié)水——在土的空隙中流動(dòng)的水蒸汽，遇冷凝結(jié)成水；6、薄膜移動(dòng)水——在土的結(jié)構(gòu)中水以薄膜的形成從含水量較高處向較低處流動(dòng)，或由溫度較高處向凍結(jié)中心周?chē)鲃?dòng)。17滲入路面滲入路肩由路肩由邊溝由較高處滲入地下水位由下層土水汽移動(dòng)由地下水地下水位變動(dòng)18（1）分類(lèi)（三）、路基水濕狀況評(píng)估路基的干濕類(lèi)型是以不利季節(jié)路槽表面以下80厘米深度內(nèi)土的平均稠度來(lái)劃分，分為干燥、中濕、潮濕、過(guò)濕四類(lèi)。1、路基干濕類(lèi)型19通過(guò)針對(duì)各種土類(lèi)的試驗(yàn)，確定類(lèi)似下圖的關(guān)系確定相應(yīng)的分界稠度

ωc1、ωc2

、ωc3,和臨界高度h1、h2、h3（3）標(biāo)準(zhǔn)地下水位高度路基路面20（4）應(yīng)用1）新建路基采用地下水位高度與擬采用的填土的臨界高度進(jìn)行干濕狀況評(píng)價(jià)2）通常應(yīng)該使路基處于干燥或中濕狀況，并因評(píng)價(jià)結(jié)果采取相應(yīng)的施工養(yǎng)護(hù)（換填、排水蔬干等）措施或設(shè)計(jì)方案（抬高路線(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)高）21第五節(jié)、路基的變形和破壞（一）、路基常見(jiàn)病害路基沉陷路基沉縮地基沉陷1.路基的沉陷若路路堤填筑均勻，但是壓密程度不足，產(chǎn)生均勻下沉，叫做路基沉陷；若路堤密實(shí)程度不足，產(chǎn)生堤身不均勻下陷并且伴有剪切破壞，叫做沉縮；若天然地基承載力不足，產(chǎn)生地基下陷，叫做地基沉陷，一般發(fā)生在軟弱地基上222.路基邊坡的坍方1）溜方2）崩落3）滑坡被水飽和的少量土體沿邊坡下滑，也可能邊坡被水流沖刷所致。填土不正確造成邊坡失去正確形狀由于施工使巖基受損，或受水浸透和振動(dòng)引起的233.路基沿山坡滑動(dòng)——路堤下滑4.特殊地質(zhì)條件下的病害凍脹與翻漿、泥石流、雪崩、巖溶、地震、特大暴雨水毀等陡坡路堤底面被水濕潤(rùn)形成滑動(dòng)面，造成路堤沿坡面整體下滑24（二）、病害原因的綜合分析路基設(shè)計(jì)前必須充分收集沿線(xiàn)的地質(zhì)、水文和氣象等方面的資料，進(jìn)行全面分析研究，從而針對(duì)具體情況采取正確的設(shè)計(jì)方案和施工方法，以消除或盡可能地減輕路基病害，確保路基工程達(dá)到規(guī)定的要求1.內(nèi)部因素：不良的巖土體條件2.外部因素：不利的水、溫條件影響3.人為的因素：不良的設(shè)計(jì)、不合理的或不合格的施工、養(yǎng)護(hù)維修不及時(shí)25（三）保證路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的措施（1）合理選擇路基斷面形式，正確確定邊坡坡度（2）選擇強(qiáng)度和水溫穩(wěn)定性良好的土質(zhì)填筑路堤，并采取正確的施工方法（3）充分壓實(shí)土基，提高土基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性（4）做好地面和地下排水，保證水流暢通，防止路基過(guò)濕或水毀（5）保證路基有足夠的高度，使路基工作區(qū)保持干燥狀態(tài)（6）設(shè)置隔水層或隔溫層，切斷毛細(xì)水上升，減少水分副溫遷移的影響（7）采用合理的邊坡加固與防護(hù)措施，和適當(dāng)?shù)闹踅Y(jié)構(gòu)物2627第二節(jié)一般路基設(shè)計(jì)28一般路基：

在良好的地質(zhì)與水文等條件下，填方高度和挖方深度不大的路基。特殊路基：

超過(guò)規(guī)范規(guī)定的高填，深挖路基，以及地質(zhì)和水文等條件特殊的路基。29路基設(shè)計(jì)的一般要求1.路基設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)道路等級(jí)、行車(chē)要求和自然條件，綜合考慮施工、養(yǎng)護(hù)和使用方面的情況，既要堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定又要經(jīng)濟(jì)合理。2.路基設(shè)計(jì)除選擇合適的路基橫斷面形式和邊坡坡度之外，還應(yīng)該設(shè)置完善的排水和必要的防護(hù)加固工程以及其他結(jié)構(gòu)物，采取經(jīng)濟(jì)有效的病害防止措施3.路基設(shè)計(jì)應(yīng)該結(jié)合路線(xiàn)和沿線(xiàn)其他構(gòu)造物設(shè)計(jì)，路基設(shè)計(jì)還應(yīng)與路面設(shè)計(jì)相結(jié)合4.路基設(shè)計(jì)應(yīng)兼顧當(dāng)?shù)剞r(nóng)田基本建設(shè)及環(huán)境保護(hù)等的要求30一、路基橫斷面

1.路基類(lèi)型

路堤路塹填挖結(jié)合

路堤:

全部用巖土填筑而成的路基；

路塹

：

全部在天然地面開(kāi)挖而成的路基；

填挖結(jié)合：

一側(cè)開(kāi)挖，一側(cè)填筑的路基。312.路堤

（1）分類(lèi)

根據(jù)填土高度的不同：

矮路堤（1～1.5m);

高路堤(土質(zhì)soil＞18m石質(zhì)stone＞20m);

正常路堤

(1.5～18m)。

根據(jù)所處條件的不同：浸水路堤、護(hù)腳路堤、挖溝填筑路堤等等

32（2）構(gòu)造矮路堤:1)滿(mǎn)足最小填土高度2)路基處于干燥或中濕狀態(tài)3)兩側(cè)設(shè)邊溝4)充分壓實(shí)高路堤:1)邊坡穩(wěn)定性;2)斷面要經(jīng)濟(jì)合理正常路堤:1)考慮水的影響;2)設(shè)置護(hù)坡道;3)地面陡時(shí),在天然地面開(kāi)挖臺(tái)階.3334353.路塹（1）分類(lèi)

根據(jù)開(kāi)挖深度:

深路塹(＞20m)淺路塹

根據(jù)橫斷面形式:全挖路基

臺(tái)口式路基

半山洞路基3637（2）構(gòu)造坡腳處設(shè)置邊溝路塹上方設(shè)置截水溝充分壓實(shí)設(shè)置必要的排水設(shè)施38二、路基的基本構(gòu)造路基基本構(gòu)成示意圖截水溝坡頂邊坡平臺(tái)邊坡排水設(shè)施挖方邊坡邊溝地下排水設(shè)施路堤中央分隔帶填挖交界原地面線(xiàn)填方邊坡坡頂坡腳坡腳39路基設(shè)計(jì)的內(nèi)容

（1）選擇路基斷面形式,確定路基寬度與路基高度;（2）選擇路堤填料與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn);（3）確定邊坡形狀與坡度;（4）路基排水系統(tǒng)和排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);（5）坡面防護(hù)與加固設(shè)計(jì);（6）附屬設(shè)施設(shè)計(jì).40路基寬度是指一個(gè)橫斷面上兩路肩外緣之間的寬度，由公路等級(jí)和交通情況決定。通常包含行車(chē)道、路肩和中間帶；特殊地段可能包含變速車(chē)道、爬坡車(chē)道、慢行車(chē)道、彎道加寬或其他路用設(shè)施（如護(hù)欄、照明、綠化）等可能占用的寬度路基以及行車(chē)道、路肩等各個(gè)部分的寬度由《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）規(guī)定1、路基寬度41高速公路、一級(jí)公路路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面路基路肩車(chē)道中間帶車(chē)道車(chē)道硬路肩路緣帶路緣帶路緣帶中央分隔帶42二、三、四級(jí)公路路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面路基路肩車(chē)道路肩硬路肩車(chē)道土路肩車(chē)道三、四級(jí)公路一般情況二級(jí)公路加寬硬路肩時(shí)43邊坡高度：填方坡腳或挖方坡頂標(biāo)高與路基邊緣的相對(duì)高差（1）路基高度由路線(xiàn)縱坡設(shè)計(jì)確定。確定時(shí)，要綜合考慮地形、地質(zhì)、地貌、水文等自然條件，橋涵等構(gòu)造物與交叉口的控制高度、縱橫坡度的平順、平縱線(xiàn)形的協(xié)調(diào)、土石方工程數(shù)量的平衡，以及路基的穩(wěn)定性等因素2、路基高度中心高度：路基中心線(xiàn)處的設(shè)計(jì)高程與原地面標(biāo)高之差44（3）沿河路堤及受水浸淹的路基，其高度應(yīng)高于相應(yīng)的設(shè)計(jì)洪水頻率的設(shè)計(jì)水位（洪水位高度＋壅水或波浪高度）之上0.5m。（2）一般路堤設(shè)計(jì)時(shí)的最小填筑高度除了滿(mǎn)足其他有關(guān)的路線(xiàn)要求外，應(yīng)該滿(mǎn)足使路基處于干燥或中濕狀態(tài)的臨界高度。45（1）邊坡形式曲線(xiàn)形邊坡臺(tái)階形邊坡折線(xiàn)形邊坡直線(xiàn)形邊坡Hbа1:m3、路基邊坡46如地質(zhì)情況良好，土質(zhì)路堤可參照下表選定其邊坡坡度。如填土邊坡高度超過(guò)20m，坡率應(yīng)個(gè)別設(shè)計(jì)，由邊坡穩(wěn)定性分析確定。填料類(lèi)別邊坡坡率上部高度（H≤8m）下部高度（H≤12m）細(xì)粒土1：1.51：1.75粗粒土1：1.51：1.75巨粒土1：1.31：1.5（2）路堤邊坡坡度47當(dāng)采取其它措施，如逐層加強(qiáng)壓實(shí)、鋪砌護(hù)坡、加強(qiáng)排水防沖設(shè)施等，可根據(jù)具體情況確定邊坡坡度，例如當(dāng)邊坡總高度不超過(guò)上表中的上部邊坡高度，采取上述特殊措施時(shí)，可采用陡于1:1.3的邊坡坡度。48浸水路堤在設(shè)計(jì)水位以下的邊坡坡率不宜陡于1：1.75不小于1：1.7549填石或砌石路堤適用于浸水、陡坡、高邊坡或高填方地段，邊坡坡率視填石或砌石的情況而定。通常陡于土質(zhì)邊坡。向內(nèi)傾斜2％～4％H≤14mH≤6m

1:1.51:1.25~1:1.33全部用小于25cm的石塊填筑50（3）路塹邊坡坡度土質(zhì)路塹土質(zhì)路塹邊坡形式及坡率應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、邊坡高度、排水措施、施工方法，結(jié)合自然穩(wěn)定山坡和人工邊坡的的調(diào)查和力學(xué)分析確定。511）邊坡高度不大于20m時(shí)，邊坡坡率不宜大于下表規(guī)定土的類(lèi)別邊坡坡率粘土、粉質(zhì)粘土、塑性指數(shù)大于3的粉土1：1中密以上的中砂、粗砂、砂礫1：1.5卵石土、碎石土圓礫土、角礫土膠結(jié)和密實(shí)1：0.75中密1：1522）邊坡高度大于20m時(shí)，應(yīng)進(jìn)行個(gè)別勘察設(shè)計(jì)。按照勘察的數(shù)據(jù)進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析。高邊坡施工中還應(yīng)進(jìn)行工程監(jiān)測(cè)。巖質(zhì)路塹巖質(zhì)路塹邊坡形式及坡率一般應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造與巖石特性、邊坡高度、施工方法，對(duì)照相似工程的成功經(jīng)驗(yàn)選定邊坡坡率。531）巖質(zhì)邊坡高度小于30m時(shí)，邊坡坡率不宜大于下表規(guī)定邊坡巖體類(lèi)型風(fēng)華破碎程度邊坡坡率H≤15m15m≤H≤30mⅠ類(lèi)未風(fēng)化、微風(fēng)化1:0.1~1:0.31:0.1~1:0.3弱風(fēng)化1:0.1~1:0.31:0.3~1:0.5Ⅱ類(lèi)未風(fēng)化、微風(fēng)化1:0.1~1:0.31:0.3~1:0.5弱風(fēng)化1:0.3~1:0.51:0.5~1:0.75Ⅲ類(lèi)未風(fēng)化、微風(fēng)化1:0.3~1:0.5弱風(fēng)化1:0.5~1:0.75Ⅳ類(lèi)弱風(fēng)化1:0.5~1:1弱風(fēng)化1:0.5~1:12）巖質(zhì)邊坡高度大于30