路基路面工程技術(shù)全解

路面路基工程前言

路線:

空間線（平面、縱面），決定的行車安全、舒適、經(jīng)濟(jì)、快捷；

路基：在天然地表面按照道路的設(shè)計(jì)線性（位置）和設(shè)計(jì)橫斷面（幾何尺寸）的要求開挖或堆填而成的巖土結(jié)構(gòu)物。

路面：改善路基表面特性措施的總稱，是一種地基表層加固手段。

關(guān)系：路線的確定應(yīng)考慮路基的穩(wěn)定性；路面位于路基之上，強(qiáng)度和穩(wěn)定性相互影響和維護(hù)。路基路面工程：就是對(duì)路基路面進(jìn)行規(guī)劃、分析、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營管理的整個(gè)過程。

道路勘設(shè)計(jì)、路基、路面的關(guān)系:本書內(nèi)容：路基工程路面工程原理設(shè)計(jì)方法構(gòu)造要求施工技術(shù)附屬設(shè)施設(shè)計(jì)《土質(zhì)土力學(xué)》《材料力學(xué)》《道路勘測(cè)設(shè)計(jì)》《道路工程材料》《測(cè)量學(xué)》《交通工程》《道路工程施工技術(shù)》

第一章總論道路工程發(fā)展概況路基路面工程的特點(diǎn)影響路基路面穩(wěn)定的因素路基土的分類及工程性質(zhì)公路的自然區(qū)劃路基水溫狀況及干濕類型路面結(jié)構(gòu)及層位功能路面的等級(jí)與分類路基設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容1.1道路工程發(fā)展概況古代：早在公元前2000年前，中國已有可以行駛牛、馬車的道路。公元前500年左右，隨著一些城市興起和發(fā)展,形成許多商隊(duì)道路。公元前2世紀(jì),中國通往中亞細(xì)亞和歐洲的絲綢之路開始發(fā)展起來。近代：1913-1921年，中國修建了第一條公路長潭公路，51km，全長50公里，總計(jì)全路完成基土石56.6萬立方米，鋪砂3.4825萬立方米，修成大小橋梁31座，涵洞86座，東岸碼頭一處，駁岸5處，總耗資90萬銀元。譚延闿按1942年統(tǒng)計(jì)，東部幾省公路每50平方公里有1公里，而西北及西南各省每800平方公里有1公里。截至1946年12月，中國公路總里程達(dá)130307公里。截至中華人民共和國建立前夕全國公路能通車的只剩下75000公里。就公路工程技術(shù)而言，修建的公路多為泥結(jié)碎石路面。國民經(jīng)濟(jì)恢復(fù)時(shí)期（1949～1952年）：這個(gè)時(shí)期內(nèi)從上到下建立了公路管理機(jī)構(gòu)，并建立了設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)的專業(yè)隊(duì)伍。第一個(gè)五年計(jì)劃時(shí)期（1953～1957年）：是公路建設(shè)穩(wěn)定發(fā)展階段。“大躍進(jìn)”時(shí)期和國民經(jīng)濟(jì)調(diào)整時(shí)期（1958～1966年）：是公路數(shù)量猛增、再進(jìn)行鞏固的階段。公路里程猛增，但質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)較低。十年動(dòng)亂時(shí)期（1966～1976年）：公路建設(shè)仍有發(fā)展。渣油路面發(fā)展較快，十年中增長了10萬公里；社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)新時(shí)期（1977～1983年）是公路改革和提高的新階段。自1977～1983年的7年中，新增公路9萬多公里?，F(xiàn)代：1989年10月31日，我國第一條高速公路——滬嘉高速公路建成通車；到1999年10月31日，濟(jì)泰（濟(jì)南－泰安）高速公路建成，中國發(fā)展1萬公里高速公路。1993年京津塘高速公路的建成，使我國擁有了第一條利用世界銀行貸款建設(shè)的、跨省市的高速公路。截止2006年底全國高速公路總里程4萬多公里。2010年底，新建高速公路2.4萬公里，全國高速公路總里程達(dá)到6.5萬公里。2012年底，全國公路總里程達(dá)423.75萬公里，全國高速公路里程達(dá)9.62萬公里，超過美國的92000公里的洲際高速公路，世界第一。我國高速公路里程增長曲線展望：

從1986年到2003年18年高速公路

從2003年到2020年18年高速公路

2020年

東部95%的人口30分鐘以內(nèi)上高速

中部85%的人口60分鐘以內(nèi)上高速

西部75%的人口120分鐘以內(nèi)上高速

存在問題：1.公路網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)低，數(shù)量少，布局不合理。2.道路交通管理落后，城市交通擁擠阻塞。3.規(guī)劃不合理，路網(wǎng)總體服務(wù)水平低，抵御自然災(zāi)害能力差。4.公路建設(shè)質(zhì)量差，20％高速公路出現(xiàn)早期大修。

1.2路基路面工程的特點(diǎn)工程特點(diǎn)

土石方工程量大，耗費(fèi)大量材料，造價(jià)較高施工工藝較簡單，但季節(jié)性強(qiáng)，講究工序涉及面廣：受自然因素和人為因素影響，變異性和不確定性大（水文地質(zhì)情況復(fù)雜，氣候多變）對(duì)路基的要求

整體穩(wěn)定足夠的強(qiáng)度，允許小變形水溫穩(wěn)定性對(duì)路面的要求強(qiáng)度與剛度——承載能力穩(wěn)定性耐久性表面平整度表面抗滑行性能沙塵少，噪音低綜上：路基路面工程的基本性能：承載能力、穩(wěn)定性、耐久性、表面平整度、表面抗滑性1.3影響路基路面穩(wěn)定的因素自然因素：地理?xiàng)l件：平原（保證排水設(shè)計(jì)和最小填土高度）山嶺地質(zhì)條件：巖石種類、層理、傾向、夾層、斷層氣候條件：溫度、濕度日照、風(fēng)力（材料老化和地下水位水文和水文地質(zhì)條件：地表、地下材料類別：砂類土、粘性土、粉性土人為因素：設(shè)計(jì)（合理與否）施工方法和養(yǎng)護(hù)與管理措施1.4路基土的分類按粒徑組成、塑性指數(shù)：巨粒土漂石土卵石土粗粒土粒類土砂類土細(xì)粒土有機(jī)質(zhì)土粉質(zhì)土粘質(zhì)土特殊土黃土鹽漬土紅粘土膨脹土土的工程性質(zhì)巨粒土：高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性填筑路基和砌筑邊坡礫石混合料（級(jí)配良好）：強(qiáng)度、穩(wěn)定性、密實(shí)度高；填筑路基、鋪筑中級(jí)路面、高級(jí)或次高級(jí)的基層或底基層砂土：無塑性，透水、粘性小，易松散，但壓實(shí)后穩(wěn)定性好強(qiáng)度大、水穩(wěn)定性好；壓實(shí)困難（振動(dòng)法、摻入少量粘土）路基土的分類砂性土：粗細(xì)搭配，級(jí)配好，強(qiáng)度和穩(wěn)定性高，理想的路基填筑材料粉性土：水穩(wěn)定性差，毛細(xì)現(xiàn)象、易凍脹翻漿，不可用，需處理粘性土：粘性大，顆粒細(xì)，毛細(xì)現(xiàn)象，透水性差，可塑性強(qiáng)，干燥強(qiáng)度大，遇水承載力降低充分壓實(shí)和良好的排水設(shè)計(jì)，可保證路基穩(wěn)定重粘土：不透水，粘聚力強(qiáng)，施工干燥時(shí)，難以破碎；不可用路基土的分類濕陷性黃土：呈黃色或黃褐色，粉土含量占60％以上，含有大量的碳酸鹽、硫酸鹽和可溶性鹽類，天然孔隙比在1左右。在自重壓力或附加壓力共同作用下，受水浸濕后的結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生顯著附加下沉。

膨脹土：粘性含量高，其中0.002mm的膠體顆粒一般超過20％，土的液限wI>40%,塑性指數(shù)Ip>17，在22～35之間，自由膨脹率>40%,吸水膨脹，失水收縮，強(qiáng)度較高，壓縮性低，易被誤認(rèn)為是較好的土。鹽漬土：地表土層1m以內(nèi)的土易溶鹽含量大于0.5％根據(jù)其含鹽量可分為：氯鹽漬及亞氯鹽漬土、鹽酸鹽漬土及亞鹽酸鹽漬土、碳酸鹽漬土路基土的分類1.5公路自然區(qū)劃二、區(qū)劃定制原則：自然條件影響道路建設(shè)自然條件大致相同的劃分為一區(qū)，在同一區(qū)內(nèi)從事公路規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理時(shí)，可相互參照一、區(qū)劃定制原因：道路工程特征相似地表氣候區(qū)劃差異性自然氣候因素既有綜合又有主導(dǎo)作用

二、《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)JTJ003-86》：三級(jí)進(jìn)行區(qū)劃：七個(gè)一級(jí)區(qū)劃：北部多年凍土區(qū)——Ⅰ東部溫潤季凍區(qū)——Ⅱ黃土高原干濕過渡區(qū)——Ⅲ東南濕潤區(qū)——Ⅳ西南潮暖區(qū)——Ⅴ西北干旱區(qū)——Ⅵ青藏高寒區(qū)——Ⅶ33個(gè)二級(jí)區(qū)劃和19個(gè)副區(qū)：以潮濕系數(shù)（K=年降雨量R/年蒸發(fā)量Z）劃分三級(jí)區(qū)劃：各省，自治區(qū)自行劃定1.6路基水溫狀況及干濕類型大氣降水地面水地下水毛細(xì)水水蒸氣凝結(jié)水薄膜移動(dòng)水一、濕度的來源凍漲：積聚于面層下的水結(jié)冰后體積增大，使路基隆起而造成的路面開裂等破壞現(xiàn)象。翻漿：凍漲土在溫度升高后融解，無法迅速排除，在行車荷載作用下，路基路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大變形，濕度很大的路基土?xí)阅酀{的形式從凍漲后開裂的路面層裂隙中冒出或擠出。二、季節(jié)性冰凍區(qū)的水溫狀況三、路基的干濕類型：

劃分標(biāo)準(zhǔn)：稠度：干燥中濕潮濕過濕需處理固態(tài)半固態(tài)塑態(tài)液態(tài)含水量WC=(WL-W)/(WL-WP)=(WL-W)/IP

1、對(duì)原有路面：路槽地面下80cm深度土的平均稠度2、對(duì)新建公路：

路基臨界高度：指保證路槽底80cm上部土層處于某種干濕狀態(tài)，在最不利季節(jié)路槽底面距地下水位或地面積水位的最小高度。

1.7路面結(jié)構(gòu)及層位功能一、路面橫斷面

二、路拱橫坡度

1、作用：排除路面積水

2、形式：拋物線型直曲組合型折線型二次拋物線半立方拋物線y1=h（2x/B）2y1=h（2x/B）3/23、有中央分隔帶的路拱設(shè)置、路面分層及層面功能

1、面層：特性：直接承載滿足強(qiáng)度穩(wěn)定性

要求：結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、變形能力、穩(wěn)定性、耐磨、抗滑平整

材料：

分層：上、中、下（瀝青面層）2~3層

RC+AC（復(fù)合路面）水泥混凝土瀝青混凝土瀝青混合料碎石（摻土或不摻土）混合料2、基層：特性：承載傳遞擴(kuò)散；要求：滿足強(qiáng)度與剛度水穩(wěn)定性平整均勻支撐材料：分層：當(dāng)基層較厚時(shí)，分兩層施工上基層，下基層底基層設(shè)在基層之下，分擔(dān)基層承重作用粒料類：碎礫石材料，片石，圓石無機(jī)結(jié)合料類：瀝青穩(wěn)定類：熱拌瀝青碎石，瀝青灌入碎石，乳化瀝青碎石混合料水泥穩(wěn)定類石灰穩(wěn)定類工業(yè)廢渣穩(wěn)定類3、墊層：透水性（松散類）：砂，礫石，爐渣穩(wěn)定性（穩(wěn)定類）：水泥或石灰穩(wěn)定土特性：改善土基的溫濕狀況，擴(kuò)散和傳遞由基層傳遞的荷載應(yīng)力；防路基土擠入基層材料：要求：水穩(wěn)定性、隔溫性能1.路面并不一定具有圖示結(jié)構(gòu)層次可增可減

2.路面結(jié)構(gòu)層次的劃分并非一成不變（舊路改造補(bǔ)強(qiáng)）

3.為保護(hù)瀝青路面邊緣，一般基層應(yīng)較面層每邊寬約0.25m

墊層較基層每邊寬0.25m。緩沖層：防止基層開裂反射面層連結(jié)層：防止瀝青面層沿基層滑移注意：1.8路面等級(jí)與分類一、路面等級(jí)的劃分：

高級(jí)路面：

特點(diǎn)：強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好，使用壽命長，質(zhì)量高，初期投高，行車舒服，高速，安全。面層類型：水泥混凝土，瀝青混凝土，瀝青碼碲脂適用等級(jí)：高速，一級(jí)，二級(jí)

次高級(jí)路面：

特點(diǎn)：強(qiáng)度剛度低于高級(jí)路面，壽命較短，適應(yīng)交通量小面層類型：瀝青灌入碎石，路拌瀝青碎石，瀝青表面處理適用等級(jí)：二級(jí)，三級(jí)中級(jí)路面：

特點(diǎn)：強(qiáng)度剛度低，穩(wěn)定性差，使用期限短，行車速度低，初期投入低，養(yǎng)護(hù)工作量大面層類型：泥結(jié)碎石，級(jí)配碎石，水結(jié)碎石適用等級(jí)：三級(jí)，四級(jí)低級(jí)路面：

特點(diǎn)：輕度剛度最低，水穩(wěn)定性差，平整度差，低速，雨季有時(shí)不通車面層類型：粒料，砂礫土，礦渣土適用等級(jí)：四級(jí)二、路面分類：按力學(xué)特性及設(shè)計(jì)方法

柔性路面：總體剛度小，彎沉變形大，抗彎拉強(qiáng)度低粒料基層+瀝青面層、碎（礫）石面層、塊石面層，水泥混凝土路面剛性路面：抗彎拉強(qiáng)度高，整體剛度的，處于板體工作狀態(tài)，豎向彎沉小半剛性路面：用無機(jī)結(jié)合料和水硬性結(jié)合料修筑的基層，前期具有柔性路面力學(xué)性質(zhì)，后期強(qiáng)度與剛度均大幅增長，但仍遠(yuǎn)小于水泥混凝土半剛性基層。例題

1、現(xiàn)有一段位于蘇州市郊區(qū)的粉質(zhì)中液限粘土基層，最高地下水位離地面0.8m，路槽底高出地面1.0m，試確定路基干濕類型并預(yù)測(cè)路基濕度。

解：由區(qū)劃圖蘇州市屬IV1區(qū)

H=1.0+0.8=1.8m

查表1-9粉性土臨界高度H1=1.9~2.1mH2=1.3~1.4m

再由上表H2<H<H1，屬中濕類型，則Wc1≥Wc≥Wc2由表1-7，Wc1=0.96，Wc2=0.89因?yàn)镠偏近H1，∴估計(jì)路基上層80cm范圍內(nèi)平均稠度為0.92。路面路基工程第二章行車荷載、環(huán)境因素、材料的力學(xué)性質(zhì)第二章行車荷載、環(huán)境因素、材料的力學(xué)性質(zhì)學(xué)習(xí)要點(diǎn)：掌握路基的承載能力，路基的變形、破壞及防治，路面材料的力學(xué)強(qiáng)度特性；熟悉行車荷載，路面材料的累積變形與疲勞特性；了解環(huán)境因素對(duì)路基路面的影響；路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以軸重作為荷載標(biāo)準(zhǔn)第一節(jié)行車荷載一.

車輛的種類

客車貨車小客車中客車大客車整車牽引式掛車牽引式半掛車設(shè)計(jì)時(shí)荷重以重型貨車、大客車為主，路面表面特征以小汽車為主荷重→車軸→超載《中華人民共和國道路交通安全法》第四十八條機(jī)動(dòng)車載物應(yīng)當(dāng)符合核定的載質(zhì)量，嚴(yán)禁超載；載物的長、寬、高不得違反裝載要求，不得遺灑、飄散載運(yùn)物?！吨腥A人民共和國道路交通安全法實(shí)施條例》第五十四條機(jī)動(dòng)車載物不得超過機(jī)動(dòng)車行駛證上核定的載質(zhì)量，裝載長度、寬度不得超出車廂，并應(yīng)遵守下列規(guī)定：(一)重型、中型載貨汽車，半掛車載物，高度從地面起不得超過4米，載運(yùn)集裝箱的車輛不得超過4.2米；(二)其他載貨的機(jī)動(dòng)車載物，高度從地面起不得超過2.5米；二.

汽車的軸型

我國的公路車輛軸限為100KN三.汽車對(duì)道路的靜態(tài)壓力由輪胎傳給路面的垂直壓力p1.影響因素汽車輪胎的內(nèi)壓力pi（p約為0.8～0.9pi）↑,p

↑輪胎的剛度和輪胎與路面接觸的形狀(橢圓)：剛度↑p

↑輪載的大小2.計(jì)算：⑴假定：①輪胎與路面的接觸形狀為圓形，②荷載均布均勻，③并采用輪胎內(nèi)壓力作為輪胎接觸壓力p。（2-1）（2-3）（2-2）當(dāng)量圓半徑的計(jì)算單圓雙圓雙輪組車輛我國規(guī)范規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100的P=100/4kN，P=700KPa

d=0.213m,D=0.302M比較復(fù)雜的輪胎接地面積計(jì)算四.運(yùn)動(dòng)車輛對(duì)道路的動(dòng)態(tài)影響1.動(dòng)態(tài)力水平力(滾動(dòng)摩阻/加減速制動(dòng)摩擦力/彎道側(cè)向摩擦力)、振動(dòng)力路面附著系數(shù)f與路面結(jié)構(gòu)類型、干濕狀態(tài)及車速有關(guān)（2-4）2.振動(dòng)輪載（3）變異性的影響因素行車速度路面的平整度車輛的振動(dòng)特性設(shè)計(jì)荷載靜輪載乘以沖擊系數(shù)（1）原因：自身振動(dòng)、路面不平（2）特性：變異性→指標(biāo)：沖擊系數(shù)=PMAX/P靜（1）荷載瞬時(shí)性動(dòng)荷載作用下路面變形減小（2）重復(fù)輪載作用疲勞破壞或變形積累3.動(dòng)態(tài)影響的特性：所以：重視通行能力五.交通分析1.交通量:（1）初始年平均日交通量：（2-6）（2）設(shè)計(jì)年限內(nèi)累計(jì)交通量：（2-7）

一定時(shí)間間隔內(nèi)各類車輛通過某一道路橫斷面的數(shù)量（交通調(diào)查：車輛數(shù)/車輛類型/貨車滿載程度）（年平均交通量、高峰小時(shí)交通量、日分布不均勻系數(shù)、年增長率）2.輪軸組成與等效換算（1）軸載譜：各級(jí)軸載所占的比例（2）軸載作用次數(shù)：每日通行的軸載數(shù)×相應(yīng)的軸載譜百分率（3）標(biāo)準(zhǔn)軸載當(dāng)量作用次數(shù)標(biāo)準(zhǔn)軸載：雙輪組單軸軸載100kN等效換算原則：同一種路面結(jié)構(gòu)在不同軸載作用下達(dá)到相同的損傷程度

軸載換算系數(shù)：

（2-8）式中：Ps—

標(biāo)準(zhǔn)軸載重，kN；

Ns—

標(biāo)準(zhǔn)軸作用次數(shù)；

Pi、Ni—i級(jí)軸載重及作用次數(shù)

α—

反映軸型和輪組輪胎數(shù)影響的系數(shù)；

n—

同路面結(jié)構(gòu)特性有關(guān)的系數(shù)。

3.輪跡橫向分布路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，用橫向分布系數(shù)η來反映輪跡橫向分布頻率的影響，通常取寬度為兩個(gè)條帶寬，即50cm。

車輪的軌跡總在橫斷面中心附近一定范圍內(nèi)左右擺動(dòng)，由于輪跡的寬度遠(yuǎn)小于車道的寬度，因而總的軸載通行次數(shù)既不會(huì)集中在橫斷面上某一固定位置，也不可能平均分配到每一點(diǎn)，而是按一定規(guī)律分布在車道橫斷面上

第二節(jié)環(huán)境因素影響一.主要影響因素溫度和濕度（一）溫度影響1.溫度影響規(guī)律溫度對(duì)瀝青混凝土動(dòng)彈性模量的影響濕度對(duì)路基剛度的影響觀測(cè)結(jié)果分析：路表溫度變化與氣溫大致同步，但溫度較氣溫高

瀝青面層溫度日變化曲線水泥混凝土面層溫度日變化曲線不同深度處的溫度同樣隨氣溫變化呈周期變化，升降幅度隨深度增加而減小，峰值出現(xiàn)也隨深度增加而滯后

觀測(cè)結(jié)果分析：頂面與底面之間的溫差，在一天內(nèi)經(jīng)歷了由負(fù)到正，再由正到負(fù)的循環(huán)變化

溫度梯度變化與氣溫變化大致同步，具有周期性特點(diǎn)

一天內(nèi)不同時(shí)刻沿水泥混凝土面層深度的溫度日變化曲線水泥混凝土面層溫度梯度與氣溫的日變化曲線2.影響溫度狀況的因素外部因素：太陽輻射、氣溫、風(fēng)速、降水量等內(nèi)部因素：結(jié)構(gòu)層材料的熱物理特性參數(shù)（1）影響因素（2）溫度狀況預(yù)估方法統(tǒng)計(jì)方法和理論方法

統(tǒng)計(jì)方法：通過連續(xù)觀測(cè)及氣象資料收集，建立不同深度處各種路面溫度指標(biāo)的回歸方程:

Tmax=a+bTa·max+cQ（2-9）理論方法：應(yīng)用熱傳導(dǎo)理論方程式推演出各項(xiàng)氣象資料和路面材料熱物理特性參數(shù)組成的溫度預(yù)估方程式

（二）濕度影響1.影響濕度狀況的因素降水、地面積水、地下水侵入地下水影響高度：粘土：6m，砂質(zhì)粘土或粉土：3m，砂土：0.9m。2.保持路基路面干燥的主要方法（1）設(shè)置良好的地面排水和路面排水設(shè)施（2）采用不透水面層（3）處置路肩，防止水滲入第三節(jié)土基的力學(xué)強(qiáng)度特性一.路基受力狀況1.車輪荷載作用下的垂直應(yīng)力：（2-10）2.路基自重作用下的垂直壓應(yīng)力：（2-11）二.路基工作區(qū)1.路基工作區(qū)概念：在路基某一深度Za處，當(dāng)車輪荷載引起的垂直應(yīng)力與路基土自重引起的垂直應(yīng)力相比所占比例很小，僅為1/10~1/5時(shí)，該深度Za范圍內(nèi)的路基稱為路基工作區(qū)2.路基工作區(qū)深度Za：（2-12）三.

路基土的應(yīng)力－應(yīng)變特性

（一）路基土變形彈性變形過大疲勞開裂塑性變形過大瀝青路面車轍和縱向不平整水泥混凝土路面板塊斷裂（二）路基土應(yīng)力-應(yīng)變特性研究1.壓入承載板試驗(yàn)：以一定尺寸的剛性承載板置于土基頂面，逐級(jí)加荷卸荷，記錄所施加的荷載及引起的沉降變形，繪出土基頂面壓應(yīng)力與回彈變形的關(guān)系曲線。（1）方法：特性：非線性（2）土基回彈模量計(jì)算：（2-13）式中：l—

承載板的回彈變形，m；μ—

土體的泊松比E并不是常數(shù)2.三軸試驗(yàn)：（2-14）土基的應(yīng)力-應(yīng)變呈現(xiàn)非線性特性3.土基應(yīng)力-應(yīng)變的彈塑性性質(zhì)模量表示初始切線模量切線模量割線模量回彈模量4.土基應(yīng)力-應(yīng)變非線性特性的函數(shù)表達(dá)形式（1）砂性土：式中：θ—

全應(yīng)力，kPa；K1、K2—

回歸常數(shù)。（2）粘性土：式中：σ

1，σ3

—

最大、最小主應(yīng)力；K

1，K2

—

回歸常數(shù)；K

3，K4

—

回歸常數(shù)；K—

系數(shù)，當(dāng)（σ1－σ3）＜K1，K=K3；當(dāng)（σ1－σ3）≥K1，K=K4。

路基土在車輪荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)變，不僅與荷載應(yīng)力的大小有關(guān)，且與荷載作用的持續(xù)時(shí)間有關(guān)。

土的流變特性：施加荷載的初期，變形量隨荷載持續(xù)時(shí)間的延長而增大，以后趨于穩(wěn)定。四.

重復(fù)荷載對(duì)路基土的影響

車輪荷載多次重復(fù)作用塑性變形積累，總變形增大土體逐漸壓密，塑性變形量愈來愈小。產(chǎn)生剪切變形，形成引起土體整體破壞的剪裂面。為適應(yīng)車輪荷載重復(fù)作用這一特點(diǎn)，可采用重復(fù)加載的三軸試驗(yàn)來確定土的回彈模量。土的性質(zhì)和狀態(tài)相對(duì)荷載荷載作用性質(zhì)最終狀況的取決因素第四節(jié)土基的承載能力以一定應(yīng)力級(jí)位下的抗變形能力表征回彈模量、地基反應(yīng)模量、參數(shù)指標(biāo)加州承載比一.土基回彈模量反映土基在瞬時(shí)荷載作用下的可恢復(fù)變形能力，可應(yīng)用彈性理論方法：承載板法1.柔性壓板：（1）接觸壓力為常量：（2-18）（2）壓板中心處撓度：（2-19）（3）壓板邊緣處撓度：（2-20）2.剛性壓板：土基頂面撓度為常量，接觸壓力隨r成馬鞍形分布（2-21）

（2-22）

（2-23）

二.地基反應(yīng)模量

用溫克勒地基模型描述土基工作狀態(tài)1.地基反應(yīng)模量K定義：根據(jù)溫克勒地基假定，土基頂面任一點(diǎn)的彎沉l僅與作用于該點(diǎn)的垂直壓力p成正比，而同相鄰點(diǎn)處壓力無關(guān)，則壓力p與彎沉l之比稱為地基反應(yīng)模量K，即：K=p/lkN/m32.試驗(yàn)方法：承載板法板直徑：76cm

加載方式：一次加載到位

施加荷載量

地基較軟弱：用0.127cm的彎沉量控制荷載地基較堅(jiān)實(shí)：以單位壓力p＝70kPa控制荷載載荷板直徑影響：

直徑越小，K值越大K76=0.4K30（2-25）

地基回彈反應(yīng)模量：

KR=1.77K

（2-26）

三.加州承載比（CBR）

1.加州承載比定義：承載力以材料抵抗局部荷載壓入變形的能力表征，并采用高標(biāo)準(zhǔn)碎石為標(biāo)準(zhǔn)，以它們的相對(duì)比值表示2.試驗(yàn)方法：用端部面積為19.35cm2的標(biāo)準(zhǔn)壓頭，以0.127cm/min的速度壓入土中，記錄每貫入0.254cm的單位壓力，直至壓入深度為1.27cm為止，則：

（2-27）

第五節(jié)路基的變形、破壞及防治一.路基的主要病害

1.路基沉陷路基沉陷：路基表面在垂直方向產(chǎn)生較大的沉落。

路基沉縮：路基填料不當(dāng)，填筑方法不合理，在路基內(nèi)部形成過濕的夾層等因素，在荷載和水溫綜合作用下，引起路基沉縮。

地基沉陷：原天然地面承載力極低，路基修筑前未處理，在路基自重作用下，地基下沉或向兩側(cè)擠出

2.邊坡滑塌溜方：由于少量土體沿土質(zhì)邊坡向下移動(dòng)所形成。

滑坡：一部分土體在自重作用下沿某一滑動(dòng)面滑動(dòng)。

滑坡原因：

邊坡坡度過陡；邊坡坡腳被沖刷淘空；填土層次安排不當(dāng)

塹滑坡原因：

邊坡高度和坡度與天然巖土層次性質(zhì)不適應(yīng)；粘性土層和蓄水的砂石層交替蘊(yùn)藏；有傾向于路塹方向的斜坡層理存在

4.路基沿山坡滑動(dòng)：在較陡的山坡填筑路基，路基底部被水浸濕，坡角又未進(jìn)行必要的支撐，在荷載作用下，整個(gè)路基沿傾斜的原地面向下滑動(dòng)，路基整體失穩(wěn)。

5.不良地質(zhì)和水文條件造成的路基破壞：公路通過不良地質(zhì)條件（如泥石流、溶洞等）和較大的自然災(zāi)害（如大暴雨）地區(qū)，均可能導(dǎo)致路基大規(guī)模破壞。

3.碎落和崩塌：路塹邊坡風(fēng)化巖層表面，在大氣溫度、濕度以及沖刷、動(dòng)力作用下，表面巖石從坡面剝落下來，向下滾落。

二.路基病害的防治正確設(shè)計(jì)路基橫斷面

選擇良好的路基用土

采取正確的填筑方式，充分壓實(shí)路基

適當(dāng)填高路基

必要時(shí)設(shè)計(jì)隔離層、隔溫層及砂墊層

采取邊坡加固、修筑擋土結(jié)構(gòu)物等防護(hù)技術(shù)措施

第六節(jié)路面材料的力學(xué)強(qiáng)度特性路面材料

松散顆粒型材料及塊料

瀝青結(jié)合料

無機(jī)結(jié)合料一.抗剪強(qiáng)度

1.剪切破壞路路面結(jié)構(gòu)層較薄，剛度不足，車輪荷載通過薄層傳遞給土基的剪應(yīng)力過大，導(dǎo)致路基路面整體發(fā)生剪切破壞

無結(jié)合料的粒料基層因?qū)游徊缓侠恚瑑?nèi)部剪應(yīng)力過大而引起部分結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生剪切破壞

面層結(jié)構(gòu)的材料抗剪強(qiáng)度較低，經(jīng)受較大的水平推力時(shí)，面層材料產(chǎn)生縱向或橫向推移等各種剪切破壞

2.抗剪強(qiáng)度：（2-28）

式中：c—

材料的粘結(jié)力，kPa；φ—

材料的內(nèi)摩阻角瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度與瀝青的粘度、用量、試驗(yàn)溫度、加荷速率等因素有關(guān)

瀝青含量越多，φ值下降越多，而集料級(jí)配良好，有助于提高φ

二.抗拉強(qiáng)度1.抗拉強(qiáng)度來源：由混合料中結(jié)合料的粘結(jié)力提供2.抗拉強(qiáng)度測(cè)試試驗(yàn)直接拉伸試驗(yàn)間接拉伸試驗(yàn)（劈裂試驗(yàn)）（2-29）

（2-30）

水泥混凝土：三.抗彎拉強(qiáng)度（2-31）

式中：

P—

破壞荷載，kN；

l—

支點(diǎn)間距，m

混凝土抗折強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸為150mm×150mm×550mm，集料粒徑應(yīng)不大于40mm。

試驗(yàn)規(guī)程：

四.應(yīng)力－應(yīng)變特性1.無結(jié)合料碎、礫石材料應(yīng)力－應(yīng)變特性：

明顯的非線性特性，彈性模量隨偏應(yīng)力的增大而減小，隨側(cè)壓力的增大而增大。

（2-32）

碎碎、礫石材料的回彈模量同材料的級(jí)配、顆粒形狀、密實(shí)度等因素有關(guān)，取值范圍為100～700MPa。

2.水泥混凝土以及用無機(jī)結(jié)合料處治的混合料試試驗(yàn)方法：

單軸試驗(yàn)、三軸試驗(yàn)以及小梁試驗(yàn)混凝土的抗壓彈性模量：

無機(jī)結(jié)合料混合料采用承載板法測(cè)定的回彈模量：

（2-34）

式中：

l

—

相應(yīng)于單位壓力p的回彈變形，m。

無機(jī)結(jié)合料混合料應(yīng)力應(yīng)變特點(diǎn)：應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系呈非線性，應(yīng)力較低時(shí)，應(yīng)力-應(yīng)變曲線可近似為線性。

3.瀝青混合料應(yīng)力－應(yīng)變特性：

瀝青混合料在荷載作用下的應(yīng)力-應(yīng)變具有隨溫度和荷載作用時(shí)間而變化的特性。

瀝瀝青混合料壓縮蠕變?cè)囼?yàn)

瀝青混合料受力較小，且作用時(shí)間十分短暫時(shí)，基本處于彈性狀態(tài)并兼有彈粘性性質(zhì)。

瀝青混合料受力較大，且作用時(shí)間較長時(shí)，應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系呈現(xiàn)出彈性，彈-粘性和彈-粘-塑性等不同性狀。

說明：

瀝青混合料的勁度模量：

在給定溫度和加荷時(shí)間條件下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系參數(shù)

（2-36）

說明：

加荷時(shí)間短或溫度較低時(shí)，材料處于彈性狀態(tài)；加荷時(shí)間長或溫度較高，表現(xiàn)為粘滯性狀態(tài)，中間過渡段兼有彈-粘性狀態(tài)。第七節(jié)路面材料的累積變形與疲勞特性路面材料處于彈塑性工作狀態(tài)，重復(fù)荷載作用引起塑性變形積累，累積變形超出一定限度時(shí)，出現(xiàn)破壞極限狀態(tài)路面材料處于彈性工作狀態(tài)，重復(fù)荷載作用下雖不產(chǎn)生塑性變形，但結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生微量損傷，微量損傷達(dá)到一定限度時(shí)，路面結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞斷裂路面結(jié)構(gòu)在重復(fù)荷載作用下處于何種破壞極限狀態(tài)，與路面所用材料、大氣溫度、濕度等均有關(guān)系。一.累積變形易產(chǎn)生車轍或沉陷1.碎、礫石混合料

級(jí)配良好的混合料在重復(fù)加載試驗(yàn)中，當(dāng)偏應(yīng)力低于某一值時(shí)，塑性變形隨作用次數(shù)增加而增加，且逐漸趨于穩(wěn)定。偏應(yīng)力較大時(shí)，塑性變形量隨作用次數(shù)的增加而不斷增加，直至破壞。級(jí)配不良或含有細(xì)粒過多的混合料，在應(yīng)力重復(fù)作用多次后，塑性變形累積過大，不宜修筑路面。2.瀝青混合料塑性變形量隨重復(fù)作用次數(shù)的增加而增加。溫度越高，塑性變形累積量越大。同一溫度下，控制累積應(yīng)變量的是加荷時(shí)間總和，而不僅是重復(fù)作用次數(shù)。影響累積變形的因素，除溫度、施加應(yīng)力大小及加荷時(shí)間外，同集料的狀況也有關(guān)。二.疲勞特性

關(guān)于疲勞的幾個(gè)概念：疲勞：對(duì)彈性狀態(tài)的路面材料承受重復(fù)應(yīng)力作用時(shí)，可能在低于靜載一次作用的極限應(yīng)力時(shí)出現(xiàn)破壞，這種材料強(qiáng)度的降低現(xiàn)象稱為疲勞。疲勞破壞：由于材料微結(jié)構(gòu)局部不均勻，誘發(fā)應(yīng)力集中而出現(xiàn)微損傷，在應(yīng)力重復(fù)作用下微損傷逐步累積擴(kuò)大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。疲勞強(qiáng)度：出現(xiàn)疲勞破壞的重復(fù)應(yīng)力值。疲勞極限：材料在應(yīng)力重復(fù)一定次數(shù)后，疲勞強(qiáng)度不再下降，趨于穩(wěn)定值，此穩(wěn)定值為疲勞極限。1.水泥混凝土及無機(jī)結(jié)合料處治的混合料應(yīng)力比增大，出現(xiàn)疲勞破壞的重復(fù)作用次數(shù)降低。重復(fù)應(yīng)力級(jí)位相同時(shí)，Nf變化幅度較大，試驗(yàn)結(jié)果離散，但概率分布基本符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布。疲勞方程：Nf＝107時(shí)，應(yīng)力比為0.55，此時(shí)尚未發(fā)現(xiàn)疲勞現(xiàn)象。應(yīng)力比小于0.75時(shí)，重復(fù)應(yīng)力施加的頻率對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響很微小。2.瀝青混合料疲勞特性室內(nèi)試驗(yàn)采用簡支小梁或圓柱體試驗(yàn)等方法，有兩種試驗(yàn)方法：控制應(yīng)力與控制應(yīng)變?？刂茟?yīng)力試驗(yàn)，材料的疲勞破壞以試件出現(xiàn)斷裂為標(biāo)志；而控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)，可以以勁度模量下降到初始值的50％作為疲勞破壞的標(biāo)準(zhǔn)。條件相同試驗(yàn)中，控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)所得疲勞壽命大得多。較厚的瀝青面層，宜采用控制應(yīng)力試驗(yàn)方法；較薄的瀝青面層，宜采用控制應(yīng)變的試驗(yàn)方法。3.曼諾定律問題的提出：室內(nèi)疲勞試驗(yàn)一般采用單一不變的應(yīng)力或應(yīng)變作為重復(fù)加載的基本模式，而實(shí)際路面受到的是重力不同的車輛荷載，所以需解決如何綜合不同荷載的疲勞作用問題。曼諾定律：各級(jí)荷載作用下材料所出現(xiàn)的疲勞損壞可線性疊加：假設(shè)某一級(jí)荷載Pi作用Ni此后材料達(dá)疲勞破壞，則該荷載作用一次相當(dāng)于消耗材料疲勞壽命的1/Ni，實(shí)際各級(jí)荷載的作用次數(shù)為ni，則相應(yīng)各級(jí)荷載消耗的疲勞壽命為ni/Ni。在各級(jí)荷載作用下，材料的綜合疲勞損傷為：

（2-40）

提高路面抗疲勞性能的措施：

合理的材料設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)路面路基工程第三章一般路基設(shè)計(jì)第三章一般路基設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)要點(diǎn)：掌握路基的類型與構(gòu)造，路基設(shè)計(jì)；熟悉路基設(shè)計(jì)的一般要求；了解路基附屬設(shè)施；第一節(jié)路基設(shè)計(jì)的一般要求一般路基：工程地質(zhì)和和水文地質(zhì)條件良好的地段修筑的填挖高度不超過規(guī)定范圍的路基。特殊路基：高填深挖，地質(zhì)、水文條件特殊，需個(gè)別設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。一般路基設(shè)計(jì)直接選用典型橫斷面圖，不必驗(yàn)算論證。橫斷面選擇的基本原則：

1.必須充分反應(yīng)設(shè)計(jì)前的調(diào)查結(jié)果。

2.必須充分考慮當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件。

3.重視經(jīng)濟(jì)技術(shù)問題與施工問題。

4.具有足夠的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。

5.與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，注意環(huán)保，節(jié)約用地。

6.便于養(yǎng)護(hù)管理。路基設(shè)計(jì)需根據(jù)路線平、縱、橫設(shè)計(jì)，精心布置，確定標(biāo)高，為路面結(jié)構(gòu)提供足夠?qū)挾鹊钠巾樆妗Ｂ坊O(shè)計(jì)應(yīng)確保路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。路基整體結(jié)構(gòu)中還需包括各項(xiàng)附屬設(shè)施，包括路基排水、路基防護(hù)與加固及與路基施工相關(guān)的設(shè)施。路基橫斷面形式的選定和附屬設(shè)施的設(shè)計(jì)是路基設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容。第二節(jié)路基的類型與構(gòu)造路堤、路塹和填挖結(jié)合

一.路堤

矮路堤常在平坦地區(qū)取土困難時(shí)用，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意滿足最小填土高度要求及壓實(shí)度要求。填高不大時(shí)，可在路基兩側(cè)設(shè)置取土坑，使之與排水溝渠結(jié)合。為保證邊坡穩(wěn)定，可在坡角與溝渠間預(yù)留1～2m的護(hù)坡道。高路堤填方數(shù)量大，占地多，需個(gè)別設(shè)計(jì)。二.路塹

全挖路基臺(tái)口式路基半山洞路基三.半填半挖路基

第三節(jié)路基設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：選擇路基橫斷面形式，確定其寬度與高度選擇路堤填料與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)確定邊坡形式與坡度路基排水系統(tǒng)布置和排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)坡面防護(hù)與加固設(shè)計(jì)附屬設(shè)施設(shè)計(jì)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填方邊坡坡頂坡腳坡腳路基寬度是指一個(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。通常包含行車道、路肩和中間帶；特殊地段可能包含變速車道、爬坡車道、慢行車道、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)定見教材P63，表3-1一、路基寬度高速公路、一級(jí)公路路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面路基路肩車道中間帶車道車道硬路肩路緣帶路緣帶路緣帶中央分隔帶二、三、四級(jí)公路路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面路基路肩車道路肩硬路肩車道土路肩車道三、四級(jí)公路一般情況二級(jí)公路加寬硬路肩時(shí)二.路基高度

指路堤的填筑高度和路塹的開挖深度，是路基設(shè)計(jì)標(biāo)高和地面標(biāo)高之差1.路基高度中心高度:邊坡高度：填方坡角或挖方坡頂與路基邊緣的相對(duì)高差2.路基高度設(shè)計(jì)要求：路基上部土層應(yīng)處于干燥或中濕狀態(tài)。盡量避免使用高路堤與深路塹。盡量滿足路基臨界高度的要求。沿河浸水路堤高度應(yīng)高出設(shè)計(jì)水位＋壅水高度＋波浪侵襲高度＋0.5m路基中心線處的設(shè)計(jì)高程與原地面標(biāo)高之差（一）邊坡形式曲線形邊坡臺(tái)階形邊坡折線形邊坡直線形邊坡Hbа1:m三、路基邊坡用邊坡高度H與邊坡寬度之比值表示，并取H＝11.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（二）路堤邊坡坡度3.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1：1.752.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。4.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的石塊填筑向內(nèi)傾斜2％～4％1:1全部用25cm以上的石塊填筑，外緣選用大石塊砌筑（二）路塹邊坡坡度1.土質(zhì)路塹1）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1：1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。2）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)。2.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。1）巖質(zhì)邊坡高度小于30m時(shí)，邊坡坡率不宜大于下表規(guī)定邊坡巖體類型風(fēng)華破碎程度邊坡坡率H≤15m15m≤H≤30mⅠ類未風(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30m時(shí)，應(yīng)進(jìn)行個(gè)別勘察設(shè)計(jì)。四.路基壓實(shí)1.壓實(shí)土的特性最佳含水量說明：含水量低于最佳值時(shí)，提高壓實(shí)度可增加抗變形能力，但當(dāng)含水量超過最佳值時(shí)，增長曲線存在一峰值。最大密實(shí)度說明：當(dāng)接近或略大于最佳含水量時(shí)，壓實(shí)的土，吸水量與膨脹量最小，最為穩(wěn)定。在最佳含水量時(shí)壓實(shí)的時(shí)間抗變形能力最強(qiáng)，同時(shí)，增加壓實(shí)功能，提高密實(shí)度，可得到較高的浸濕后的抗變形能力。2.壓實(shí)土標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)按重型、輕型兩種標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)方法確定重型擊實(shí)試驗(yàn)：壓實(shí)功能相當(dāng)于12~15t壓路機(jī)輕型擊實(shí)試驗(yàn)：壓實(shí)功能相當(dāng)于6~8t壓路機(jī)上層和下層的壓實(shí)度應(yīng)高點(diǎn)，中間層可低些季節(jié)性冰凍地區(qū)壓實(shí)度應(yīng)高些，干旱地區(qū)壓實(shí)度可低于潮濕地區(qū)高等級(jí)公路對(duì)壓實(shí)度要求應(yīng)高于一般公路壓實(shí)度：以應(yīng)達(dá)到的干密度絕對(duì)值與標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)法得到的最大干密度之比值的百分率來表示。第四節(jié)路基附屬設(shè)施一.取土坑與棄土堆

平坦地區(qū)可沿路兩側(cè)設(shè)置取土坑，并與路基排水和農(nóng)田水利相結(jié)合。河水淹沒地段的橋頭引道，一般不設(shè)取土坑，如設(shè)要距河流中水位邊界10m以外，并與導(dǎo)治結(jié)構(gòu)物位置相適應(yīng)。1.取土坑借之有利，棄之無害

廢方一般選擇路旁低洼地，就近棄堆。地面較陡時(shí)，棄土堆宜設(shè)在路基下方。沿河路基爆破后的廢石方，條件允許時(shí)可部分占用河道，但要注意不致壅水危及上游路基。棄土堆要求堆棄整齊，頂面具有適當(dāng)橫坡，并設(shè)有平臺(tái)、三角土塊及排水溝。2.棄土堆二.護(hù)坡道與碎落臺(tái)

1.護(hù)坡道：保護(hù)路基邊坡穩(wěn)定性的措施之一設(shè)置目的：加寬邊坡橫向距離，減小邊坡平均坡度護(hù)坡道寬度d：h≥3.0m時(shí)，d＝1.0m；h=3~6m時(shí)，d=2m；h=6~12m時(shí)，d=2~4m。設(shè)置位置：挖方坡角處，邊坡較高時(shí)可設(shè)在邊坡上方及挖方邊坡的邊坡處。清除護(hù)坡道上的雜草2.碎落臺(tái)設(shè)置位置：土質(zhì)或石質(zhì)土的挖方邊坡坡角處設(shè)置目的：主要供零星土石塊下落時(shí)臨時(shí)堆積，以保護(hù)邊溝不致阻塞，亦有護(hù)坡道的作用。設(shè)置寬度：一般為1.0m～1.5m三.堆料坪與錯(cuò)車道1.堆料坪設(shè)置位置：路肩外緣設(shè)置面積：可結(jié)合地形與材料數(shù)量而定2.錯(cuò)車道設(shè)置目的：主要供單車道公路雙向車會(huì)車和相互避讓使用設(shè)置位置：每隔200～500m設(shè)置錯(cuò)車道一處設(shè)置長度：不得短于30m設(shè)置寬度：設(shè)置錯(cuò)車道的路基寬度一般為6.5m路面路基工程第四章路基穩(wěn)定性分析計(jì)算學(xué)習(xí)要點(diǎn)：掌握直線法驗(yàn)算及分段圓弧法驗(yàn)算路堤邊坡穩(wěn)定性；熟悉陡坡路堤穩(wěn)定性驗(yàn)算；了解河灘路堤穩(wěn)定性驗(yàn)算；第一節(jié)邊坡穩(wěn)定性分析原理與方法一.邊坡穩(wěn)定原理靜不定問題1.通常按平面問題來處理。2.松散的砂性土和礫（石）土在邊坡穩(wěn)定分析時(shí)可采用直線破裂法。靜定問題所作假設(shè)：3.粘性土在邊坡穩(wěn)定分析時(shí)可采用圓弧破裂面法。邊坡穩(wěn)定分析時(shí)，大多采用近似的方法，并假設(shè)：1.不考慮滑動(dòng)土體本身內(nèi)應(yīng)力的分布。2.認(rèn)為平衡狀態(tài)只在滑動(dòng)面上達(dá)到，滑動(dòng)土體整體下滑。3.

極限滑動(dòng)面位置需要通過試算來確定。二.邊坡穩(wěn)定性分析的計(jì)算參數(shù)（一）土的計(jì)算參數(shù)1.對(duì)于路塹或天然邊坡?。涸瓲钔恋娜葜卅?、內(nèi)摩擦角和粘聚力。2.對(duì)于路堤邊坡，應(yīng)取與現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度一致的壓實(shí)土的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。3.邊坡由多層土體所構(gòu)成時(shí)：（4-1）（4-2）（4-3）適用于粗略分析（二）.邊坡穩(wěn)定性分析邊坡的取值a)取平均值b)取坡頂與坡腳點(diǎn)連線(三）汽車荷載當(dāng)量換算邊坡穩(wěn)定分析時(shí)，需要將車輛按最不利情況排列，并將車輛的設(shè)計(jì)荷載換算成當(dāng)量土柱高，以ho表示：（4-4）式中：N—

橫向分布的車輛數(shù)；Q—

每輛車的重力，kN；L—

汽車前后軸的總距：汽-10級(jí)和汽-15級(jí)，L＝4.2m，汽-20級(jí)重車，L＝5.6m；B—

橫向分布車輛輪胎最外緣之間的距離；汽車荷載是靜載還是動(dòng)載？三.邊坡穩(wěn)定性分析方法力學(xué)分析法數(shù)解法圖解法或表解法工程地質(zhì)法一）.

力學(xué)分析法1.直線法適用性：適用于砂土和砂性土，土抗力以內(nèi)摩擦力為主，粘聚力很小。路堤：由于砂性土粘聚力很小，可忽略不計(jì)則式（4-5）可表達(dá)為：（4-5）（4-6）K＝1時(shí)，滑動(dòng)面土體處于極限平衡狀態(tài)，此時(shí)路堤的極限坡度等于砂類土的內(nèi)摩擦角，該角相當(dāng)于自然休止角還記得大明湖畔的自然休止角嗎30~35路塹：式中：a0

—

參數(shù)，

按微分法，當(dāng)dK/dω＝0可求K最小時(shí)破裂面傾斜角ω0值：則：成層砂類土邊坡：（4-10）如果某一分塊有換算土柱荷載，該分塊應(yīng)包括換算土柱荷載在內(nèi)。穩(wěn)定系數(shù)Kmin應(yīng)大于1.25，但K值也不宜過大，以免造成不經(jīng)濟(jì)。2.圓弧法適用性：邊坡有不同的土層、均質(zhì)土邊坡，部分被淹沒、均質(zhì)土壩，局部發(fā)生滲漏、邊坡為折線或臺(tái)階形的粘性土的路堤與路塹。1）圓弧法的基本原理與步驟基本原理：將圓弧滑動(dòng)面上的土體劃分為若干豎向土條，依次計(jì)算每一土條沿滑動(dòng)面的下滑力和抗滑力，然后疊加計(jì)算整個(gè)滑動(dòng)土體的穩(wěn)定性。計(jì)算精度：主要與分段數(shù)有關(guān)，分段越多越精確?；炯俣ǎ孩僖话慵俣ㄍ翞榫|(zhì)和各項(xiàng)同性；②滑動(dòng)面通過坡角；③不考慮土體的內(nèi)應(yīng)力分布及各土條之間相互作用力的影響?；静襟E：（1）通過坡角任意選定可能發(fā)生的圓弧滑動(dòng)面AB，半徑為R，沿路線縱向取單位長度1m。將滑動(dòng)土體分成若干個(gè)一定寬度的土條。（2）計(jì)算每個(gè)土條的土體重Gi，Gi可分解為垂直于小段滑動(dòng)面的法向分力Ni＝Gicosαi和平行于該面的切向分力Ti＝Gisinαi，αi＝sin-1(xi/R)（3）計(jì)算每一小段滑動(dòng)面上的反力，即內(nèi)摩擦力Nif（f＝tgφi）和粘聚力cLi(4）以圓心o為轉(zhuǎn)動(dòng)圓心，半徑R為力臂，計(jì)算滑動(dòng)面上各力對(duì)o點(diǎn)的滑動(dòng)力矩和抗滑力矩?；瑒?dòng)力矩：抗滑動(dòng)力矩：（5）求穩(wěn)定系數(shù)K值（4-11）即書上所謂代數(shù)和，即，滑動(dòng)力矩-抗滑力矩2）.確定極限滑動(dòng)面再假定幾個(gè)可能的滑動(dòng)面，按上述步驟計(jì)算相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)K，在圓心輔助線上繪出穩(wěn)定系數(shù)對(duì)應(yīng)于圓心的關(guān)系曲線K＝f（o），在該曲線最低點(diǎn)作圓心輔助線的平行線，與曲線f（o）相切的切點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圓心為極限滑動(dòng)面圓心，對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)面為極限滑動(dòng)面，相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)為極限穩(wěn)定系數(shù)，其值應(yīng)在1.25～1.5之間。3）確定圓心輔助線——4.5H法（1）4.5H法：由坡角E向下引豎線，在豎線上截取高度H=h+h0，得F點(diǎn)。自F點(diǎn)向右引水平線，在水平線上截取4.5H，得M點(diǎn)。連接坡角E和頂點(diǎn)S，求得SE的斜度i0=1/m，據(jù)此查表得β1和β2值。由E點(diǎn)作與SE成β1角的直線，再由S點(diǎn)作與水平線成β2角的直線，兩線相交得I點(diǎn)。連接I和M兩點(diǎn)即得圓心輔助線。（2）簡化的4.5H法：不考慮荷載換算土層厚度h0，即H＝h，斜度i0按邊坡角、坡頂?shù)倪B線AB與水平線的夾角來計(jì)算，其他步驟同（1）。（3）36°法一：由荷載換算土柱高頂點(diǎn)作與水平線成36°角的線EF，即得圓心輔助線（4）36°法二：由坡頂處作與水平線成36°角的線EF，即得圓心輔助線。此方法不大準(zhǔn)第二節(jié)陡坡路堤穩(wěn)定性當(dāng)路堤修筑在陡坡上，且地面橫坡度大于1：2.0或在不穩(wěn)固的山坡上時(shí)，路基不僅要分析路堤邊坡穩(wěn)定性，還要分析路堤沿陡坡或不穩(wěn)定山坡下滑的穩(wěn)定性。陡坡路堤滑動(dòng)的幾種可能：一.陡坡路堤二.陡坡路堤邊坡穩(wěn)定性分析方法1.直線滑動(dòng)面法：適用于：基底為單一坡面，土體沿直線滑動(dòng)面整體下滑。（4-13）式中：Q—

對(duì)于以基底接觸面為滑動(dòng)面者，等于路堤自重；對(duì)于以基底以下軟弱面為滑動(dòng)面者，等于路堤連同其下不穩(wěn)定土的自重；P—

路堤頂換算土柱荷載。2.折線滑動(dòng)面法：當(dāng)滑動(dòng)面為多個(gè)坡度的折線傾斜面時(shí)，可將滑動(dòng)面上土體折線段劃分為若干條塊，自上而下分別計(jì)算各土體的剩余下滑力，根據(jù)最后一塊的剩余下滑力的正負(fù)值確定其整體穩(wěn)定性。式中：Tn—

第n個(gè)條塊的自重Qn與荷載Pn的切線下滑力；Nn—

第n個(gè)條塊的自重Qn與荷載Pn的法向分力；En-1—

上一個(gè)第n-1個(gè)條塊傳遞而來的剩余下滑力。當(dāng)最后的剩余下滑力≤0，認(rèn)為穩(wěn)定。第三節(jié)浸水路堤穩(wěn)定性一.滲透動(dòng)水壓力的作用河灘路堤除承受外力及自重外，還要承受浮力及滲透動(dòng)水壓力的作用。由于在土體內(nèi)滲水速度比河中水位升降速度慢，所以當(dāng)?shù)掏馑簧邥r(shí)，堤內(nèi)水位的比降曲線（浸潤線）成凹形；當(dāng)水位下降時(shí)，浸潤線成凸形。當(dāng)路堤一側(cè)或兩側(cè)水位發(fā)生變化時(shí)，水的滲透速度與土的性質(zhì)和時(shí)間有關(guān)。水位驟然下降時(shí)，由于水位差異，其滲透動(dòng)水壓力方向指向土體外面，這就劇烈破壞路堤邊坡的穩(wěn)定性，并可能產(chǎn)生邊坡凸起和滑坡現(xiàn)象。高水位時(shí)，如路堤兩側(cè)邊坡上水位不一致，會(huì)產(chǎn)生橫穿路堤的滲透。粘性土填筑的浸水路堤，必須進(jìn)行滲透動(dòng)水壓力計(jì)算。二.滲透動(dòng)水壓力的計(jì)算（4-15）式中：I—

滲透水力降坡（用浸潤曲線的平均坡降）；ΩB—

浸潤曲線與滑動(dòng)面之間的面積，m2；γ0—

水的容重，kN/m3三.浸水路堤邊坡穩(wěn)定性分析最不利情況：最高水位驟然降落采用圓弧法進(jìn)行浸水路堤邊坡穩(wěn)定分析（4-16）路面路基工程第五章路基防護(hù)與加固第五章路基防護(hù)與加固學(xué)習(xí)要點(diǎn)：掌握路基防護(hù)與加固的作用；

熟悉路基防護(hù)與加固的類型及方法

；了解路基防護(hù)與加固各類型的適用范圍。；第一節(jié)概述一.影響路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的不利因素

浸水后，濕度增大，土強(qiáng)度降低；巖性差的巖體，在水溫變化條件下，加劇風(fēng)化；路基表面在溫差和濕差作用下形成脹縮循環(huán)和干濕循環(huán)，導(dǎo)致強(qiáng)度衰減和剝落；地表水和地下水的影響，使巖土表層失穩(wěn)，易造成水毀病害；沿河路堤在水流沖擊和浸蝕作用下，易破壞；濕軟地基承載力不足，易導(dǎo)致路基沉陷。不利因素有什么共同點(diǎn)？全是水啊二.路基防護(hù)與加固設(shè)施坡面防護(hù)：保護(hù)路基邊坡表面免受雨水沖刷，減緩溫差及濕差變化影響，防止和延緩軟弱巖土表面的風(fēng)化、碎裂、剝蝕演變，從而保護(hù)邊坡整體穩(wěn)定性。常用坡面防護(hù)設(shè)施有植物防護(hù)和工程防護(hù)。

堤岸防護(hù)與加固：主要對(duì)沿河濱海路堤、河灘路堤及水澤區(qū)路堤，針對(duì)水流的破壞工作而設(shè)，起防水治害和加固堤岸雙重功效。堤岸防護(hù)與加固設(shè)施有直接和間接兩類。

濕軟地基加固：提高濕軟地基承載力，以防路基沉陷、滑移或其他病害。加固關(guān)鍵在與治水和固結(jié)。

第一節(jié)概述三.路基防護(hù)與加固工程設(shè)計(jì)原則

因地制宜就地取材經(jīng)濟(jì)適用第一節(jié)概述照顧景觀拓展：Ansys模型的路基預(yù)估沉降法

針對(duì)B1，B4標(biāo)試驗(yàn)段，用Ansys數(shù)據(jù)模型預(yù)估總沉降。1）、確定概化幾何參數(shù)B1標(biāo)K5＋300～K5＋420段填高：17m；頂面寬度：34m；邊坡坡度：1：1.5，1：1.75；地基計(jì)算深度：三倍路堤高度，即51m；地基計(jì)算寬度：四倍路堤底面寬度，即187m；164B4標(biāo)K26+230～K26＋330填高：12m；頂面寬度：34m；邊坡坡度：1：1.5，1：1.75；地基計(jì)算深度：三倍路堤高度，即48m；地基計(jì)算寬度：四倍路堤底面寬度，即93.5m；165概化數(shù)字模型的計(jì)算參數(shù)見表一土層厚度(m)重度(kN/m3)壓縮模量(Es/Mpa)c(kPa)

(°)填土17194019.525166建立模型并劃分網(wǎng)格針對(duì)B1標(biāo)K5＋300～K5＋420和B4標(biāo)K26+230～K26＋330情況，建立模擬數(shù)據(jù)模型，并劃分網(wǎng)格，如下圖所示。1673）計(jì)算通過Ansys進(jìn)行有限元分析計(jì)算，得到兩處試驗(yàn)路總沉降量預(yù)估圖，如下：B1標(biāo)K5＋300～K5＋420，總沉降量預(yù)估值為1.94m。168K26+230～K26＋330，總沉降量預(yù)估值為1.30m。169兩處沉降量對(duì)比

170第二節(jié)坡面防護(hù)一.植物防護(hù)

（一）作用：美化路容，協(xié)調(diào)環(huán)境，調(diào)節(jié)邊坡土濕溫，起固結(jié)和穩(wěn)定邊坡的作用。

（二）.適用性：坡高不大，邊坡比較穩(wěn)定的土質(zhì)坡面。

（三）主要方法：1.種草適用性：邊坡坡度不陡于1：1，土質(zhì)適于種草，不浸水或短期浸水但地面徑流速度不超過0.6m/s邊坡。草品種：適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀粭l件，根系發(fā)達(dá)，中莖低矮，多年生長的草種。第二節(jié)坡面防護(hù)一.植物防護(hù)2.鋪草皮適用性：坡面沖刷較嚴(yán)重，邊坡較陡，徑流速度大于0.6m/s，容許最大速度為1.8m/s。鋪筑方式：平鋪

草皮種類：葦狀羊茅、無芒雀麥、小冠花、毛花雀稗第二節(jié)坡面防護(hù)一.植物防護(hù)

網(wǎng)格式

斜交疊鋪

水平疊鋪

垂直疊鋪

第二節(jié)坡面防護(hù)一.植物防護(hù)

3.植樹適用性及作用：適用于各種土質(zhì)邊坡和極嚴(yán)重風(fēng)化的巖石邊坡，邊坡坡度為1：1.5或更緩。用在堤岸邊的河灘上，用來降低流速，促進(jìn)泥沙淤積，防水直接沖刷路堤；沙漠與雪害地區(qū)，防護(hù)林帶還起到阻沙防雪作用。常用樹種：柴穗槐、夾竹桃、野薔薇、山楂等低矮灌木。布置形式：梅花型和方格型，間距40～60cm。第二節(jié)坡面防護(hù)一.植物防護(hù)

3.植樹土質(zhì)邊坡防護(hù)還可采用拉伸網(wǎng)草皮、固定草種布和網(wǎng)格固定撒種。

第二節(jié)坡面防護(hù)一.植物防護(hù)

第二節(jié)坡面防護(hù)一.植物防護(hù)

第二節(jié)坡面防護(hù)一.植物防護(hù)

第二節(jié)坡面防護(hù)一.植物防護(hù)

植生帶植被護(hù)坡路塹邊坡液壓噴播植被護(hù)坡第二節(jié)坡面防護(hù)一.植物防護(hù)

三維植被網(wǎng)護(hù)坡挖溝植草護(hù)坡第二節(jié)坡面防護(hù)一.植物防護(hù)

土工格柵植草護(hù)坡藤蔓植物護(hù)坡第二節(jié)坡面防護(hù)一.植物防護(hù)

預(yù)應(yīng)力錨索框架地梁內(nèi)植被護(hù)坡預(yù)應(yīng)力錨索地梁內(nèi)植被護(hù)坡第二節(jié)坡面防護(hù)一.植物防護(hù)

在混凝土表面植被護(hù)坡在漿砌片石表面植被護(hù)坡二.工程防護(hù)

第二節(jié)坡面防護(hù)1.抹面防護(hù)適用性：石質(zhì)挖方坡面，巖石表面易風(fēng)化，但較完整，尚未剝落的新坡面，邊坡應(yīng)較干燥。常用材料：石灰漿、石灰與爐渣混合灰漿、石灰爐渣三合土、四合土等，可加紙筋或竹筋，提高強(qiáng)度，或加適量制鹽副產(chǎn)品鹵水，可加速硬化和預(yù)防開裂。抹面厚度：一般2～10cm。施工工序及施工要求：清理、填坑、灑水、抹面、拍漿、抹平、養(yǎng)生。坡面巖層有大的裂縫、深坑時(shí)，應(yīng)進(jìn)行灌漿、勾縫或嵌補(bǔ)；大面積抹面時(shí)，每隔5～10m設(shè)伸縮縫一道；防止水分從抹面周邊滲入。采用砂石、水泥、石灰等進(jìn)行防護(hù)

第二節(jié)坡面防護(hù)二.工程防護(hù)

2.噴漿適用性：易風(fēng)化而坡面不平整的巖石挖方邊坡常用材料：水泥砂漿、水泥石灰砂漿等，加筋材料可用鐵絲網(wǎng)或土工格柵。

比較堅(jiān)硬的巖石坡面，為防水滲入縫隙成害，分別予以灌漿、勾縫或嵌補(bǔ)等。噴漿厚度：不宜小于5cm，噴射混凝土厚度以8cm為宜，分2～3次噴射。

第二節(jié)坡面防護(hù)二.工程防護(hù)

3.干砌片石護(hù)坡適用性及作用：浸水路堤、重要路段或暴雨集中地區(qū)的土質(zhì)高邊坡及橋涵附近坡面與巖坡、地面排水溝渠等，防止地面水流或河水沖刷。結(jié)構(gòu)及材料要求：

砌片石厚度一般為0.3m，其下設(shè)不小于0.1m厚的砂礫墊層。

礎(chǔ)選用較大石塊砌筑，與側(cè)溝相聯(lián)時(shí)，采用50號(hào)漿砌片石砌筑。施工方法：先墊砂層，然后自上而下平整地鋪砌片石，片石應(yīng)逐塊嵌緊且錯(cuò)縫，護(hù)面厚度一般不小于20cm，干砌要勾縫，護(hù)面頂部要封閉。

第二節(jié)坡面防護(hù)二.工程防護(hù)

3.干砌片石護(hù)坡第二節(jié)坡面防護(hù)二.工程防護(hù)

4.護(hù)面墻漿砌片石的坡面覆蓋層。

適用性及作用：用于封閉各種軟質(zhì)巖層和較破碎的挖方邊坡。

第三節(jié)沖刷防護(hù)一.直接措施

1.植物防護(hù)2.石砌防護(hù)同坡面防護(hù)基本類同，但要求更高

3.拋石防護(hù)水流速度達(dá)到或超過3.0m/s

邊坡率m1一般為1.5～2.0，m2為1.25～2.0；石料粒徑一般為15～50cm第三節(jié)沖刷防護(hù)一.直接措施

4.石籠防護(hù)水流速度達(dá)到或超過5.0m/s石籠填石粒徑：最小不小于4cm，一般為5～20cm，外層用大且棱角突出石料，內(nèi)層可用較小石塊填充。

排列方式

防沖刷淘底：

平鋪并與坡角線垂直

防堤岸邊坡沖刷：

壘碼平鋪成梯形

第三節(jié)沖刷防護(hù)一.直接措施

5.土工織物軟體沉排防護(hù)在土工織物上以塊石或預(yù)制混凝土塊體為壓重的護(hù)坡結(jié)構(gòu)

適用性：水下工程及預(yù)計(jì)可能發(fā)生沖刷的河床和岸坡

結(jié)構(gòu)形式：單片墊和雙片墊

第三節(jié)沖刷防護(hù)一.直接措施

6.土工模帶一種雙層織物帶，帶重充填流動(dòng)性混凝土或水泥泥漿，凝固后成高強(qiáng)度和高剛度的硬結(jié)板塊。

第三節(jié)沖刷防護(hù)二.間接措施

1.設(shè)置導(dǎo)治結(jié)構(gòu)物作用：改變水流方向，消除或減緩水流對(duì)堤岸直接破壞，減輕堤岸近旁淤積，消除水流對(duì)局部堤岸的損害。

主要形式：

丁壩（3）順壩（1）格壩（2）丁壩第三節(jié)沖刷防護(hù)二.間接措施2.改河工程主要目的：

適用性：一般限于小型工程

將直接沖刷路基的水流引向旁處路基占用河槽后，需拓寬河道挖灘改河，清除孤石，改移河道，保護(hù)路基裁彎取直，有利布置路線或橋涵第四節(jié)濕軟地基加固軟土（含水量高于30％的粘質(zhì)土、粉質(zhì)土和有機(jī)質(zhì)土）、泥沼、泥炭、濕陷性黃土、人為垃圾、松散雜填土、膨脹土、海（湖）沉積土軟土上的路堤可能會(huì)因?yàn)檫^大的沉降引起開裂甚至剪切破壞濕軟地基土中的高含水量使路基很難被壓實(shí)，緊迫的工期要求，以及經(jīng)濟(jì)效益方面的考慮，亟待尋求合適的處治方法。202部分高含水量的過濕土地基下面還存在淤泥層，無法按照設(shè)計(jì)方法施工。203部分地段的過濕土具有膨脹性204B4標(biāo)存在部分軟土地基，施工單位初步處治效果不佳。205B4標(biāo)同樣存在大量的過濕土地段，排水十分困難，亟待解決206A5標(biāo)過濕土翻曬的時(shí)候成一個(gè)個(gè)大塊，需要人工打碎晾曬。但是效果并不理想。207翻曬兩天后，土的含水量仍然偏大208第四節(jié)地基加固一.換填土層法

砂墊層的作用：提高承載力，減小沉降，加速軟弱土層的排水固結(jié)，防止胨脹，消除膨脹土的脹縮作用，亦可處理暗穴。

砂墊層要求：厚度一般在0.6～1.0m；砂料以中粗砂為宜，級(jí)配良好，顆粒不均勻系數(shù)不大于5，含泥量不超過3％～5％。

將基底下一定深度范圍的濕軟土層挖去，換以強(qiáng)度較大的砂、碎（礫）石、灰土或素土，以及其他性能穩(wěn)定、無侵蝕的土類，并予以壓實(shí)。

適用于軟弱土層位于地表，換挖深度不超過3m的場(chǎng)合適用于排水困難的洼地，而軟弱土層易于滑動(dòng)，厚度又較薄，表層無硬殼，石料來源充分1.開挖換填2.拋石擠淤3.爆破擠淤爆空區(qū)擠出區(qū)適用于換填深度超過3m，需要快速施工且允許爆破的場(chǎng)合。對(duì)于稠度較大的軟土采用先爆后填，對(duì)于稠度小的軟土，可以先填后爆破。第四節(jié)地基加固二.重錘夯實(shí)法適用性：地下水位0.8m以下稍濕的一般粘性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土等。

作用：提高地基表層土強(qiáng)度；降低地表的濕陷性；減少表層土的強(qiáng)度不均一性。

以鋼筋混凝土制成規(guī)定重量的截頭圓錐體，以一定落距夯擊土層。

要求：錘重：1.5t或稍重；錘底直徑：1～1.5m；起重設(shè)備能力：8～15t，落距：2.5～4.5m；夯擊遍數(shù)：一般8～12遍。

在重錘夯實(shí)法基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了強(qiáng)夯法，以更大的錘重和落距，利用沖擊波和動(dòng)應(yīng)力，達(dá)到加固土基目的。

強(qiáng)夯步驟1清理并平整施工場(chǎng)地；2標(biāo)出第一遍夯點(diǎn)位置，并測(cè)量場(chǎng)地高程；3起重機(jī)就位，夯錘置于夯點(diǎn)位置；4測(cè)量夯前錘頂高程；5將夯錘起吊到預(yù)定高度，開啟脫鉤裝置，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測(cè)量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)將坑底整平；想看視頻嗎？*沖擊壓實(shí)法沖擊壓實(shí)技術(shù)于20世紀(jì)50年代由南非提出，經(jīng)歷了70～80年代的研究才初具成熟。90年代這種技術(shù)開始向全球推廣。日本、美國、德國等發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)90年代便將沖擊壓實(shí)技術(shù)廣泛地應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)工程、地基加固、水壩填筑、路基填筑等工程實(shí)踐中，并制定了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。和普通壓路機(jī)相比，沖擊壓實(shí)機(jī)的主要特點(diǎn)是其碾壓輪為三邊形或多邊形棱柱體，對(duì)路基的壓實(shí)作用不僅來自于碾壓輪自身重量產(chǎn)生的靜荷載，而且由于碾壓輪存在大小半徑差，在碾壓輪前進(jìn)時(shí)其部分勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，對(duì)路基產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊作用，從而可大大提高壓實(shí)功效。216國內(nèi)部分使用沖擊壓實(shí)機(jī)的公路新鄭（新鄉(xiāng)—鄭州）高速公路鄭州西南繞城高速公路青銀（青島—銀川高速公路百羅（百色—羅村口）高速公路八達(dá)嶺高速公路盤海(盤錦—海城)高速公路商開（商丘—開封）高速公路萬州機(jī)場(chǎng)跑道大齊（大慶—齊齊哈爾）公路湘耒（湘潭—萊陽）高速公路217沖擊碾壓方式

當(dāng)施工場(chǎng)地寬度大于沖擊壓路機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑的四倍時(shí)，以道路中心線對(duì)稱地將左右幅分開，壓實(shí)行駛路線按圖所示218施工場(chǎng)地的寬度小于四倍轉(zhuǎn)彎半徑時(shí)，按下圖進(jìn)行：

219沖擊碾壓測(cè)試點(diǎn)布置示意圖220沖擊輪重疊1/2后沖擊壓路機(jī)行駛沖壓示意圖221第四節(jié)地基加固三.排水固結(jié)法

加載量：大致與設(shè)計(jì)荷載接近，預(yù)壓至80％固結(jié)度

砂井要求：

加速排水固結(jié)進(jìn)程，使抗剪強(qiáng)度提高

1.堆載預(yù)壓：擠出土中過多含水，擠緊土粒。2.砂井堆載預(yù)壓：直徑：8～10cm

間距：井徑的6～8倍

長度：穿越地基可能的滑動(dòng)面

成孔方式：沉管法、水沖法

排水固結(jié)法還有降水預(yù)壓和真空預(yù)壓等技術(shù)砂墊層法砂墊層填土軟土層適用于：a.路堤高度小于兩倍極限高度，軟土表面無透水性低的硬殼；

b.軟土層不很厚，或雖稍厚，但具有雙面排水條件；

c.當(dāng)?shù)赜猩?，運(yùn)距不太遠(yuǎn)；

d.施工期限不甚緊迫。砂墊層的厚度一般為0.6～1.0m，視路堤高度、軟土層的厚度及壓縮性而定。砂井/袋裝砂井/塑料排水板排水法真空堆載預(yù)壓排水法示意圖砂墊層堆載填土砂井/袋裝砂井/塑料排水板塑料薄膜射流泵有孔管道網(wǎng)絡(luò)有孔管道網(wǎng)絡(luò)示意圖廣泛適用于各類飽和粘土、粉土第四節(jié)地基加固四.擠密法土基成孔后，在孔中灌以砂、石、灰土等材料，搗實(shí)而成直徑較大的樁體，利用橫向擠緊作用，使地基土靠緊，空隙減小，同時(shí)，樁體和原土組成復(fù)合地基，達(dá)到加固目的。

1.砂樁適用性：處理松砂、雜填土和粘粒含量不大的普通粘性土，亦可有效防止砂土液化。

砂樁要求：井徑較大（一般為20～30cm）；間距宜?。s為樁徑的3.5倍）

第四節(jié)地基加固四.擠密法

2.石灰樁作用機(jī)理：生石灰的吸水、膨脹、發(fā)熱及離子交換作用，使樁體硬化，改善原地基土的性質(zhì)，還可減小因周圍土的蠕變所引起的側(cè)向位移。適用于含砂量低，沒有滯水砂層的軟土。施工要求：生石灰密封貯存，灰塊必須粉碎至一定要求。尺寸：井徑一般為20～30cm；間距約為樁徑的3.5倍

布置：按梅花形布置

擠密法中還有振沖法。

第四節(jié)地基加固五.化學(xué)加固法

利用化學(xué)溶液或膠結(jié)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(dá)到加固目的。

化學(xué)溶液：

以水玻璃溶液為主的漿液以丙稀酸氨為主的漿液水泥漿液以紙漿溶液為主的漿液施工工藝：

注漿法旋噴法深層攪拌法鉆頭葉片噴頭軟管旋噴樁示意圖電化學(xué)注漿路面路基工程第六章?lián)跬翂υO(shè)計(jì)第六章?lián)跬翂υO(shè)計(jì)

1概述

2擋土墻土壓力計(jì)算

3擋土墻設(shè)計(jì)

4浸水路堤擋土墻設(shè)計(jì)

5地震地區(qū)擋土墻設(shè)計(jì)

6輕型擋土墻第六章?lián)跬翂υO(shè)計(jì)學(xué)習(xí)要點(diǎn)：掌握重力式擋土墻的構(gòu)造、擋土墻的土壓力計(jì)算及穩(wěn)定性驗(yàn)算；熟悉擋土墻的用途；了解浸水路堤擋土墻、地震地區(qū)擋土墻、輕型擋土墻和加筋擋土墻設(shè)計(jì)；6-1概述一、擋土墻的用途

擋土墻定義:

為防止土體坍塌而修筑的，主要承受側(cè)向土壓力的墻式建筑物。

按照墻的設(shè)置位置，分為：路肩墻、路堤墻、路塹墻和山坡墻等類型。

作用：

路肩墻或路堤墻

高填路堤或陡坡路堤的下方，防止路基邊坡或基底滑動(dòng)，確保路基穩(wěn)定；收縮填土坡腳，減少填方數(shù)量，減少拆遷和占地面積，保護(hù)臨近線路的既有重要建筑物。安全、經(jīng)濟(jì)

作用：

濱河及水庫路堤擋土墻

傍水一側(cè)設(shè)置擋土墻，防