32一般路基設(shè)計(jì)與施工(二)課件

1、3.2 一般路基設(shè)計(jì)與施工（二）第一節(jié) 概述一、路基施工的重要性(importance of subgrade construction) 合理的設(shè)計(jì)需要通過(guò)施工得以實(shí)現(xiàn)。路基施工質(zhì)量是路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的保證，不少公路路基路面病害的重要原因就是路基施工質(zhì)量不良，并因此引至大量的養(yǎng)護(hù)和維修費(fèi)用 。1）涉及范圍廣，影響因素多；2）工程數(shù)量大，與其它項(xiàng)目互相制約，互相交叉，施工組織的關(guān)鍵；3）路面的基礎(chǔ)，對(duì)道路使用質(zhì)量影響大，病害難以防治?！熬脑O(shè)計(jì)，精心施工”公路施工：野外工作多，邊遠(yuǎn)地區(qū)自然條件差，運(yùn)輸不便，設(shè)備與施工隊(duì)伍的供應(yīng)與調(diào)度難；路基工地分散，工作面狹窄。城市道路施工：較公路好，但是不利

2、的是地面拆遷多、地下管線多、配套工程多、施工干擾多。二、路基施工的基本方法1. 人工施工2. 簡(jiǎn)易機(jī)械化施工3. 水力機(jī)械化施工 4. 綜合機(jī)械化施工5. 爆破施工以上施工方法的選擇，應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、施工期限、現(xiàn)有條件等因素確定，而且應(yīng)因地制宜和綜合使用各種方法。二、施工前的準(zhǔn)備工作 （一）組織準(zhǔn)備（二）物質(zhì)準(zhǔn)備（三）技術(shù)準(zhǔn)備 建立和健全施工隊(duì)伍和管理機(jī)構(gòu)，明確施工任務(wù)，制定必要的規(guī)章制度，確立施工所應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)等。組織準(zhǔn)備亦是做好一切準(zhǔn)備工作的前提。 包括各種材料與機(jī)具設(shè)備的購(gòu)置、采集、加工、調(diào)運(yùn)與儲(chǔ)存，以及生活后勤供應(yīng)等。 包含全面熟悉設(shè)計(jì)文件和設(shè)計(jì)交底、施工現(xiàn)場(chǎng)的勘查、提出修改意見并報(bào)請(qǐng)

3、變更設(shè)計(jì)、 編制施工組織計(jì)劃（選擇施工方案、確定施工方法、布置施工現(xiàn)場(chǎng)、編制施工進(jìn)度計(jì)劃、擬定關(guān)鍵工程的技術(shù)措施等 ）、恢復(fù)路線，施工放樣（導(dǎo)線、中線、水準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)測(cè)，橫斷面檢查與補(bǔ)測(cè)，增設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)等）與清除施工場(chǎng)地，臨時(shí)工程施工（施工現(xiàn)場(chǎng)的供電、給水，修建便道、便橋，架設(shè)臨時(shí)通訊設(shè)施，設(shè)置施工用房等）、施工前的復(fù)查和試驗(yàn)等各項(xiàng)前期工作。第二節(jié) 施工要點(diǎn)一、填方路基施工( filling subgrade construction)（一）填方路堤應(yīng)注意的問(wèn)題1.路基基底的處理（1）清表應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，應(yīng)將路基填土范圍內(nèi)原地面表層的種植土、草皮等予以清除，清除深度一般不小于15cm，有樹根時(shí)應(yīng)全部挖

4、除并將坑穴填平夯實(shí)。清除出來(lái)的含有植物根系的表土，應(yīng)當(dāng)存放，以便用來(lái)恢復(fù)耕地或鋪在路堤邊坡上，以利草皮生長(zhǎng)，起到保護(hù)邊坡的作用。（2）路堤基底清理后預(yù)壓前，應(yīng)再測(cè)高程報(bào)驗(yàn)認(rèn)可，然后預(yù)壓到要求的密實(shí)度（通常不小于85），必要時(shí)應(yīng)先將土翻松打碎，再整平、壓實(shí)。（3）經(jīng)過(guò)水田、池塘、洼地時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況采用排水疏干、換填水穩(wěn)性好的土、拋石擠淤等處理措施，確保路堤的基底具有足夠的穩(wěn)定性。（4） 地面橫坡為1:51:2.5時(shí)，原地面應(yīng)挖成臺(tái)階，臺(tái)階寬度不小于1m;（5）地面橫坡度陡于1:2.5時(shí)，應(yīng)作特殊處理，防止路堤沿基底滑動(dòng)。常用的處理措施為:先清除基底表面的薄層松散土，再挖13m臺(tái)階，但坡腳附近

5、的臺(tái)階宜寬一些，通常為23m。（去草皮、浮土，挖臺(tái)階，擠淤等）2.填料的選擇1）應(yīng)盡量選擇當(dāng)?shù)赝杆院?、摩阻系?shù)大、強(qiáng)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。2）亞砂土、亞粘土及輕亞粘土等，壓實(shí)后具有足夠的強(qiáng)度，可用來(lái)填筑路堤 ，但需要注意土中的有機(jī)質(zhì)和易融鹽不應(yīng)超出規(guī)定指標(biāo)。3）路堤填料不得使用淤泥、沼澤土、凍土、有機(jī)土、含草皮土、生活垃圾、樹根和含有腐朽物質(zhì)的土。采用鹽漬土、黃土、膨脹土填筑路堤時(shí)，應(yīng)針對(duì)地質(zhì)和水文環(huán)境，經(jīng)試驗(yàn)后選用。4）液限大于50%、塑性指數(shù)大于26的土，以及含水量超過(guò)規(guī)定的土，不得直接作為路堤填料。需要應(yīng)用時(shí)，必須采取滿足設(shè)計(jì)要求的技術(shù)措施，經(jīng)檢

6、查合格方可使用。5）鋼渣、粉煤灰等材料，可用作路堤填料，其他工業(yè)廢渣在使用前應(yīng)進(jìn)行有害物質(zhì)的含量試驗(yàn)，避免有害物質(zhì)超標(biāo)，污染環(huán)境。6）搗碎后的種植土，可用于路堤邊坡表層。7）浸水路堤、橋涵臺(tái)背及擋土墻應(yīng)選用滲水性良好的填料。 8）各級(jí)公路路基填方材料最小強(qiáng)度和最大粒徑應(yīng)滿足下表 ：注：三、四級(jí)公路采用高級(jí)路面時(shí)，應(yīng)按二級(jí)公路的規(guī)定； 當(dāng)路基填料的CBR值達(dá)不到本表要求時(shí)，可摻入石灰或其他穩(wěn)定材料處理。（二）填筑方案與施工方法1.分層填筑法水平分層填筑縱坡分層填筑2.豎向填筑法3.混合填筑法在原地面縱坡較大(i12%)，運(yùn)土困難的斷面采用該法施工，沿縱坡分層，逐層填筑（三）不同土質(zhì)填筑路堤的規(guī)定

7、1 .不同性質(zhì)的填料要分別分層填筑,不得混填； 每層累積厚度不小于0.5m2 .路堤上部受車輛荷載的作用影響較大，一般將水穩(wěn)性凍穩(wěn)性好的土填在路堤的上部； 3 .透水性大的土填在透水性小的土之下時(shí)，如果兩者粒徑相差懸殊，應(yīng)在層間加鋪過(guò)渡層；如果相反時(shí)，其頂面應(yīng)作成 4% 的雙向向外橫坡，以免積水； 4 .沿縱向同層次要改變填料這種類時(shí)，應(yīng)作成斜面銜接，且將透水性好的填料放在斜面的上方為宜。 5.凡不因潮濕或凍融影響而變更其體積的優(yōu)良土應(yīng)填在上層，強(qiáng)度較小的填在下層正確方案錯(cuò)誤方案弱透水性土透水性土不同土質(zhì)路堤接頭 透水性土弱透水性土（四）土石混合料路堤1.天然土石混合材料中所含石料強(qiáng)度大于20

8、MPa時(shí)，石塊的最大粒度不得超過(guò)壓實(shí)層厚的2/3，超過(guò)的應(yīng)清除；當(dāng)所含石料為軟質(zhì)巖(強(qiáng)度小于15 MPa)時(shí)，石料最大粒徑不得超過(guò)壓實(shí)層厚，超過(guò)的應(yīng)打碎。2.土石路堤不得采用傾填方法，均應(yīng)分層填筑，分層壓實(shí)每層鋪填厚度應(yīng)根據(jù)壓實(shí)機(jī)械類型和規(guī)格確定，不宜超過(guò)40cm。3.滲水性差異較大的土石混合填料應(yīng)分層或分段填筑，不宜縱向分幅填筑。如確有需要，應(yīng)將壓實(shí)后滲水良好的土石混合料填筑于路堤兩側(cè)。4.當(dāng)混合填料來(lái)自不同路段，其混合比相差較大時(shí)，應(yīng)分層或分段填筑。如難以做到，應(yīng)將含硬質(zhì)石塊的混合料鋪于填筑層的下面，且石塊不得過(guò)分集中或重疊，上面再鋪含軟質(zhì)石料混合料，然后整平碾壓。5.土石混合填料中，當(dāng)石

9、料含量超過(guò)70%時(shí)，應(yīng)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(dāng)石料含量小于70%時(shí)，土石可混合鋪填，但應(yīng)避免硬質(zhì)石塊 (特別是尺寸大的硬質(zhì)石塊)集中。6.高速及一級(jí)公路土石路堤的路床頂面以下3050cm范圍內(nèi)填筑符合路床要求的土并分層壓實(shí)，填料最大粒徑不大于10cm。其他公路填筑砂類土厚度為30cm，最大粒徑不大于15cm。（五）填石路堤(filling stone embankment)1.填石路堤的石料強(qiáng)度不應(yīng)小于15 MPa(用于護(hù)坡的不應(yīng)小于20 MPa)。填石路堤石料最大粒徑不宜超過(guò)層厚的2/3。2.高速、一級(jí)公路和鋪設(shè)高級(jí)路面的其他等級(jí)公

10、路的填石路堤均應(yīng)分層填筑，分層壓實(shí)。二級(jí)及二級(jí)以下且鋪設(shè)低級(jí)路面的公路在陡峻山坡段施工特別困難或大量爆破以挖作填時(shí)，可采用傾填方式將石料填筑于路堤下部，但傾填堤在路床底面下不小于1.0m范圍內(nèi)仍應(yīng)分層填筑壓實(shí)。3.高速及一級(jí)公路分層松鋪厚度不宜大于0.5m；其他公路不宜大于1.0m。4.填石路堤傾填前，路堤邊坡坡腳應(yīng)用粒徑大于30cm的硬質(zhì)石料碼砌。5. 逐層填筑時(shí)，應(yīng)按水平分層，先低后高、先兩側(cè)后中央卸料，并用大型推土機(jī)攤平。個(gè)別不平處應(yīng)配合人工用細(xì)石塊、石屑找平。6.人工鋪填料徑25cm以上石料時(shí)，應(yīng)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(shí)。人工鋪填

11、塊徑25cm以下石料時(shí)，可直接分層攤鋪，分層碾壓。7.填料巖性相差較大，則應(yīng)將不同巖性的填料分層或分段填筑。8. 高速公路及一級(jí)公路填石路堤路床頂面以下50cm范圍內(nèi)應(yīng)填筑符合路床要求的土并分層壓實(shí)，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(nèi)宜填筑符合路床要求的土壓實(shí)，填料最大粒徑不應(yīng)大于15cm。（六）橋涵及其他構(gòu)造物處的填筑 1.橋涵及其他構(gòu)造物處填料，應(yīng)采用砂類或滲水性土。2.橋涵及其他構(gòu)造物的填土，應(yīng)適時(shí)分層回填壓實(shí)?；靥钔?xí)r對(duì)橋涵圬工的強(qiáng)度等要求應(yīng)按照公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范有關(guān)規(guī)定辦理。3. 橋涵填土的范圍：臺(tái)背填土順路線方向長(zhǎng)度，頂部為距翼墻尾端不小于臺(tái)

12、高加2m；底部距基礎(chǔ)內(nèi)緣不小于2m；拱橋臺(tái)背填土長(zhǎng)度不應(yīng)小于臺(tái)高的34倍；涵洞填土長(zhǎng)度每側(cè)不應(yīng)小于2倍孔徑長(zhǎng)度。4. 橋臺(tái)背后填土宜與錐坡填土同時(shí)進(jìn)行。5.涵洞缺口填土，應(yīng)在兩側(cè)對(duì)稱均勻分層回填壓實(shí)。如使用機(jī)械回填，則涵臺(tái)胸腔部分及檢查井周圍應(yīng)用小型壓實(shí)機(jī)械壓實(shí)填好后，方可用機(jī)械進(jìn)行大面積回填。6. 涵頂面填土壓實(shí)厚度大于50cm時(shí)，方可通過(guò)重型機(jī)械和汽車。7.擋墻填料宜選用砂石土或砂類土。墻趾部分的基坑，應(yīng)及時(shí)回填壓實(shí)，并做成向外傾斜的橫坡。填土過(guò)程中，應(yīng)防止水的浸害。回填結(jié)束后，頂部應(yīng)及時(shí)封閉。8.回填土應(yīng)分層填筑并嚴(yán)格控制含水量，分層松鋪厚度宜小于20cm。當(dāng)采用小型夯具時(shí)，一級(jí)以上的公

13、路松鋪厚度不宜大于15cm，并應(yīng)充分壓(夯)實(shí)。（六）橋涵及其他構(gòu)造物處的填筑 （七）高填方路堤 high filling embankment1.水稻田或長(zhǎng)年積水地帶，用細(xì)粒土填筑路堤高度在6m以上，其他地帶填土或填石路堤高度在20m以上時(shí)，可按本節(jié)要求施工。2.進(jìn)行原地面清理后，如地基土的強(qiáng)度不符合要求，應(yīng)進(jìn)行處理或加固。3.高填方路堤宜于分層填筑，不宜于分段或縱向分幅填筑。4.高填方路堤受水浸淹部分，應(yīng)采用水穩(wěn)性高及滲水性好的填料，其邊坡比不宜小于1：2。5. 半挖半填的一側(cè)面填方基底為斜坡時(shí)，應(yīng)按規(guī)定挖好橫向臺(tái)階，并應(yīng)在填方路堤完成后，對(duì)設(shè)計(jì)邊坡的松散棄土進(jìn)行清理。二、挖方路基施工(e

14、xcavating subgrade construction)（一）路塹(cutting)開挖應(yīng)注意的問(wèn)題 1.路塹排水 1）在路塹開挖前作好截水溝，并視土質(zhì)情況作好防滲工作。土方工程施工期間應(yīng)修建臨時(shí)排水設(shè)施。2 ）臨時(shí)排水設(shè)施應(yīng)與永久性排水設(shè)施相結(jié)合，流水不得排入農(nóng)田、耕地、污染自然水源，也不得引起淤積和沖刷。2.廢方的處理 盡量移挖做填，棄土盡量與環(huán)境協(xié)調(diào)，不影響路基穩(wěn)定3.支擋與防護(hù)工程 注意邊坡的穩(wěn)定，及時(shí)設(shè)置必要的支擋與防護(hù)工程 （二）挖方路基施工方法 (excavating subgrade construction methods)1.縱向全寬掘進(jìn) a）單層；b）雙層1橫剖面

15、；2縱剖面；3平面從路塹的一端或兩端按橫斷面全寬逐漸向前開挖，適宜短而深的路塹 2.橫向通道掘進(jìn) 3.縱橫通道混合掘進(jìn) 雙層橫向雙層混合沿路塹縱向挖掘工作通道再逐漸向兩側(cè)橫挖。本法便于安排土方運(yùn)輸和展開工作斷面，當(dāng)開挖深度較大時(shí)，可將高度分成幾個(gè)層次安排多組臺(tái)班在不同層次和前后錯(cuò)開的作業(yè)面上開挖，適用于開挖量大、較長(zhǎng)的路塹。若開挖斷面寬，開挖量大，可在開挖縱向通道的基礎(chǔ)上再在橫向開挖通道，提高工作效率。4.分段掘進(jìn) 若開挖長(zhǎng)大的路塹，可以沿路塹縱向選擇一個(gè)或幾個(gè)適宜處，將較薄的一側(cè)路塹橫向挖穿，將路塹在縱向分成幾段，安排多組開挖斷面，同時(shí)掘進(jìn)。（三）填挖交界處的處理 1.提高對(duì)填方部分壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

16、，盡量減小填挖間的沉降差異2.當(dāng)挖方區(qū)為土質(zhì)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用透水性好的材料填筑填方區(qū)，同時(shí)對(duì)挖方區(qū)路床0.8m范圍內(nèi)超挖回填或換填壓實(shí)；也可在填挖交界處路床范圍鋪設(shè)土工格柵。挖方區(qū)為巖石時(shí)，宜于在填方區(qū)使用填石路堤。3.縱向填挖交界處應(yīng)設(shè)置優(yōu)良路基填料的過(guò)渡段。一、 挖運(yùn)主要機(jī)械 1.推土機(jī)（1）分類 按行走裝置分為履帶式、輪胎式；按推土板安裝方式分為固定式、回轉(zhuǎn)式；按推土板操縱方式分為機(jī)械式、液壓式；按發(fā)動(dòng)機(jī)功率大小分為小型（37kw以下）、中型（37250kw）、重型（大于250kw）（2）適用范圍適用于50100m短距離土或軟石的挖運(yùn)作業(yè),如路基修筑、基坑開挖、平整場(chǎng)地、清除樹、推集石碴等

17、。三 主要機(jī)械設(shè)備2.鏟運(yùn)機(jī)（1）分類 按行走方式分為自行式、拖式、半拖式；按卸土方法分為強(qiáng)制式、半強(qiáng)制式、自由卸土式；按卸土方向上又有前卸式、后卸式；按鏟斗容量分為小容量（15m3）。（2）適用范圍適用于中短距離的土體挖運(yùn)，鏟斗容積為小型的合理運(yùn)距為100350m；大型和特大型合理運(yùn)距為8001500m。不適用于潮濕的粘性土和干燥的粉砂土或陡坡路段。3.平地機(jī)（1）分類 按行走機(jī)構(gòu)分為拖式、自行式；按刮刀和行走裝置的操縱分為機(jī)械式、液壓式；按車輪驅(qū)動(dòng)分為全輪驅(qū)動(dòng)、后輪驅(qū)動(dòng)；按車輪轉(zhuǎn)向情況分為全輪轉(zhuǎn)向、前輪轉(zhuǎn)向；按鏟刀長(zhǎng)度和發(fā)動(dòng)機(jī)功率分為輕型、中型、重型。（2）適用范圍主要用于路基、沙礫、路面

18、的切削、刮送和整平，及土方工程中場(chǎng)地整形和平地作業(yè)，還可用于從路線兩側(cè)取土、填筑不高于1m的路堤；修整路堤橫斷面、旁刷邊坡、開挖路槽和邊溝、現(xiàn)場(chǎng)拌合、攤鋪路基路面材料、清理路肩雜草、冬季清雪、砂石路面養(yǎng)護(hù)。4.挖掘機(jī)（1）分類 按運(yùn)行方式分為輪胎式、履帶式、步履式、軌行式；按照操縱方式分為液壓式、機(jī)械式；按挖土方式分為正鏟式、反鏟式、拉鏟式。（2）適用范圍用于各種場(chǎng)合挖掘各種土體和軟石拉鏟式反鏟5.裝載機(jī)（1）分類 按工作裝置不同分為單斗式、挖掘裝載式、斗輪式；按動(dòng)臂形式不同分為全回轉(zhuǎn)式、半回轉(zhuǎn)式、非回轉(zhuǎn)式；按自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分剛性式、絞接式；按行走方式分輪胎式、履帶式。（2）適用范圍挖掘松土、鏟

19、土、裝載、短距離轉(zhuǎn)運(yùn)。在公路施工中，主要用于工程的填挖，瀝青和水泥混凝土料場(chǎng)的集料、裝料等作業(yè)。優(yōu)點(diǎn)：作業(yè)速度快、效率高、操作輕便。5.工程運(yùn)輸車輛（1）分類 公路形車輛：后卸整車，后卸和底卸掛車非公路形車輛：重型工程車，重型掛車（2）適用范圍中、遠(yuǎn)距離土方和各種設(shè)備運(yùn)輸絞接自卸卡車三、 石方施工主要機(jī)械 （一） 空壓機(jī)（二）鑿巖機(jī)（三）破碎機(jī) 反擊式顎式落錘式第三節(jié) 土路基壓實(shí)(compaction of soil subgrade )一、路基壓實(shí)的意義與機(jī)理二、影響壓實(shí)的因素 (factors)外部因素：壓實(shí)功能、壓實(shí)工具的類型、壓實(shí)的方法 內(nèi)部因素：土的含水量、土的性質(zhì)大量試驗(yàn)和工程實(shí)踐

20、還證明：土基壓實(shí)后，路基的塑性變形、滲透系數(shù)、毛細(xì)水作用及隔溫性能等，均有明顯改善。 （一）含水量對(duì)壓實(shí)的影響 （二）土質(zhì)對(duì)壓實(shí)效果的影響 w0亞砂土亞粘土粘土（三）壓實(shí)功能對(duì)壓實(shí)效果的影響 600 KNm1150 KNm2300 KNm3400 KNm（四）采用密實(shí)度做為路基壓實(shí)控制指標(biāo)的原理 飽水前飽水前飽水后飽水后三、壓實(shí)質(zhì)量控制（一）土質(zhì)路基1.壓實(shí)度填 挖 類 型路 面 底 面 計(jì) 起壓 實(shí) 度 （%）深度范圍 （cm）高速、一級(jí)公路其 它 公 路路堤上 路 床0309694下 路 床30809694上 路 堤801509493下 路 堤1509390零填及路塹路床030969430

21、80962.壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)1.表列壓實(shí)度是以交通部頒發(fā)的公路土工試驗(yàn)規(guī)程重型擊實(shí)試驗(yàn)法為準(zhǔn)；2.三、四級(jí)公路鋪筑高級(jí)路面時(shí)，壓實(shí)度采用二級(jí)路標(biāo)準(zhǔn)；3.路堤采用特殊填料或處于特殊氣候地區(qū)時(shí)，壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)試驗(yàn)的論證在保證路基強(qiáng)度要求的 前提下適當(dāng)降低。（二）填石路基分區(qū)深度（m）攤鋪厚度（mm）最大粒徑（mm）干容重（KN/m3）孔隙率（）硬質(zhì)石料中硬石料軟質(zhì)石料硬質(zhì)石料中硬石料軟質(zhì)石料硬質(zhì)石料中硬石料軟質(zhì)石料硬質(zhì)石料中硬石料軟質(zhì)石料上路堤0.81.5400小于層厚2/3小于層厚由試驗(yàn)確定232220下路堤1.5600500400小于層厚2/3小于層厚由試驗(yàn)確定252422填石路堤的壓實(shí)質(zhì)量控制宜采用施工參數(shù)（壓實(shí)功率、碾壓速度、壓實(shí)變數(shù)、鋪筑層厚等）與壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)聯(lián)合控制。填石路堤壓實(shí)質(zhì)量可以采用壓實(shí)沉降差或孔隙率（水袋法）進(jìn)行檢測(cè)四、壓實(shí)機(jī)具的選擇與操作 機(jī)具名稱最大有效壓實(shí)厚（m）碾壓行程次數(shù)適宜的土類粘性土亞粘土粉砂土砂粘土人工夯實(shí)0.1034342323粘性土與砂性土牽引式光面碾0.1575粘性土與砂性土羊足碾（2個(gè)）0.201086粘性土自動(dòng)式光面碾5t0.1512107粘性土與砂性土自動(dòng)式光面碾10t0.25