1、第二篇路基工程第一頁(yè)，共77頁(yè)。 通過(guò)本次課的學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握路基干濕類(lèi)型的劃分，新建公路土基回彈模量的確定；熟悉路基的常見(jiàn)病害；了解路基病害產(chǎn)生的原因。本次授課的重點(diǎn)：路基干濕類(lèi)型的劃分、土基回彈模量的確定。難點(diǎn)：土基回彈模量的確定。目的要求重點(diǎn)與難點(diǎn)第二篇 道路路基路面結(jié)構(gòu)第2章 道路路基 （12節(jié)） 第二頁(yè)，共77頁(yè)。2-1 路基破壞的現(xiàn)象和原因 道路路基修筑在地面之上，暴露于大氣之中，受地形、地質(zhì)、水文和氣候等自然因素的影響極大，容易產(chǎn)生各種各樣的病害。 根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容與設(shè)計(jì)要求的不同，路基設(shè)計(jì)分為一般路基設(shè)計(jì)和特殊路基設(shè)計(jì)。第二篇 道路路基路面結(jié)構(gòu)第2章 道路路基 （12節(jié)） 第三頁(yè)，共7

2、7頁(yè)。一般路基設(shè)計(jì)： 在正常的地質(zhì)和水文條件下，路基填挖高度不超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)范或技術(shù)手冊(cè)所允許的范圍，它可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦?、地質(zhì)情況，直接參照規(guī)范規(guī)定或標(biāo)準(zhǔn)圖設(shè)計(jì)，而不必進(jìn)行個(gè)別的詳細(xì)論證和驗(yàn)算。特殊路基設(shè)計(jì)： 對(duì)于工程地質(zhì)、水文條件復(fù)雜，路基填挖高度超過(guò)了規(guī)范規(guī)定，或修筑在陡坡上的路堤等各種特殊條件下的路基，則必須進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。主要包括路基穩(wěn)定性的分析與驗(yàn)算、防護(hù)加固設(shè)施的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。第四頁(yè)，共77頁(yè)。一、路基的常見(jiàn)病害 路基常見(jiàn)的病害有下列幾種類(lèi)型：1路堤沉陷 路堤沉陷的主要成因有： （1）由于路基填料選擇不當(dāng)、填筑方法不合理、壓實(shí)不足等原因，在荷載、水和溫度等的綜合作用下，堤身向下沉陷。圖2

3、-2-1 a） 第五頁(yè)，共77頁(yè)。 （2）由于原地面軟弱，而填筑前未經(jīng)換填或壓實(shí)處理，發(fā)生的地基下沉。圖2-2-1 b） （3）另外，凍融作用也常引起路基的不均勻變形。第六頁(yè)，共77頁(yè)。2路基邊坡坍方 路基邊坡坍方是路基最常見(jiàn)的病害，也是水毀的普遍現(xiàn)象，按其破壞的規(guī)模與成因的不同，可分為剝落、碎落、滑坍(滑坡)、崩坍和坍塌等。 （1）剝落：指邊坡表層土或風(fēng)化巖層的表面，在大氣的干濕或冷熱循環(huán)下，發(fā)生脹縮現(xiàn)象，使零碎薄層成片狀或帶狀從坡面上脫落下來(lái)，老的脫落后，新的又不斷產(chǎn)生。 第七頁(yè)，共77頁(yè)。（2）碎落：指軟弱巖石經(jīng)風(fēng)化而成碎塊，沿較陡的路塹邊坡向下滾落。 注：如果落下的巖塊較大(一般直徑在

4、40cm以上)，以單個(gè)或多塊落下，這種現(xiàn)象稱(chēng)為落石（或墜落）。第八頁(yè)，共77頁(yè)。 （3）滑坍(滑坡)：指路基邊坡上的土體或巖石，沿著一定的滑動(dòng)面成整體向下滑動(dòng)。 第九頁(yè)，共77頁(yè)。 （4）崩坍：指巖塊整體在重力作用下傾倒、崩落。崩坍與滑坍的主要區(qū)別在于：崩坍沒(méi)有固定的滑動(dòng)面，坡腳線(xiàn)以下的地基無(wú)移動(dòng)現(xiàn)象；崩坍的各部分相對(duì)位置在崩坍的過(guò)程中完全被打亂。第十頁(yè)，共77頁(yè)。 （5）坍塌：指土體（或土石混雜的堆積物）遇水軟化，在4560之間的較陡邊坡、無(wú)支撐情況下，當(dāng)自身的重量所產(chǎn)生的剪切力超過(guò)了粘結(jié)力和摩阻力所構(gòu)成的抗剪力時(shí)，土體沿松動(dòng)面墜落散開(kāi)。 其特點(diǎn)是：變形速度慢、少翻滾。第十一頁(yè)，共77頁(yè)。3

5、路基凍脹與翻漿 （1）路基凍脹 在季節(jié)性冰凍地區(qū)，處于水溫條件不利的土質(zhì)路基，在負(fù)溫度坡差的影響下出現(xiàn)“濕度積聚”現(xiàn)象。即冬季開(kāi)始時(shí)，土基由上而下逐漸凍結(jié)，在負(fù)溫度坡差的作用下，水分以薄膜水和毛細(xì)作用的移動(dòng)方式，不斷向上積聚，使聚水層增厚，由于水凍結(jié)后的體積增大，使路基隆起，即為凍脹現(xiàn)象。第十二頁(yè)，共77頁(yè)。（2）路基翻漿 到了春融季節(jié)，氣溫回升，此時(shí)路基路面結(jié)構(gòu)由上而下逐漸解凍，聚積在土基上層的冰體先解凍，但是無(wú)法下滲，而滯留于土基的上部。因此，導(dǎo)致土基濕度增大、強(qiáng)度下降，在行車(chē)荷載的作用下，路基路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的變形。濕度大的路基土?xí)阅酀{的形式從凍脹后開(kāi)裂的路面裂縫中冒出，形成翻漿。第十

6、三頁(yè)，共77頁(yè)。4路基沿山坡滑動(dòng) 在較陡的山坡上填筑路基時(shí)，由于原地面橫坡較陡，而在施工中又未作相應(yīng)的技術(shù)處理(如挖臺(tái)階等)，當(dāng)受水浸潤(rùn)后，填方與原地面之間接觸面上的抗剪能力降低，此時(shí)填方在自重和荷載作用下，有可能造成路基整體或局部沿原地面向下滑動(dòng)，使路基喪失整體穩(wěn)定性。第十四頁(yè)，共77頁(yè)。5路基在特殊地質(zhì)水文條件下的破壞 道路通過(guò)不良地質(zhì)和水文地帶，或遇到較大的自然災(zāi)害，均有可能造成路基結(jié)構(gòu)的大量破壞。如：泥石流、雪崩、地震、巖溶等自然災(zāi)害下的破壞。第十五頁(yè)，共77頁(yè)。二、路基病害產(chǎn)生的原因 產(chǎn)生路基病害的原因是多方面的。往往既具有各自的特點(diǎn)，又有共同的原因，大致可歸納為以下幾個(gè)方面：1不良

7、的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件 如：地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖層的走向與傾角不利，巖石風(fēng)化嚴(yán)重、巖性松軟，土質(zhì)較差，地下水位較高等。2不利的水文和氣候因素 如：降雨量大、洪水猛烈，干旱、冰凍、積雪或溫差過(guò)大等。3設(shè)計(jì)不合理 如：填筑材料選擇不當(dāng)、斷面形式及尺寸不符合要求，或者是排水、防護(hù)與加固等設(shè)施未能根據(jù)實(shí)際需要予以設(shè)置等。第十六頁(yè)，共77頁(yè)。4不按操作規(guī)程和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工 如：填筑順序不當(dāng)、土基壓實(shí)不足、盲目采用大爆破等。 結(jié)論： 沿線(xiàn)的地質(zhì)條件是影響路基工程質(zhì)量和產(chǎn)生病害的基本前提，水則往往是造成病害的直接原因。 因此，在設(shè)計(jì)前應(yīng)對(duì)路基填料、地質(zhì)及水文進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，據(jù)此合理選擇路基的斷面形式；同時(shí)在施

8、工中，采用正確的施工方案與方法，盡可能消除和減輕由于施工不當(dāng)所帶來(lái)的路基病害，在使用年限內(nèi)確保路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。第十七頁(yè)，共77頁(yè)。2-2 路基濕度狀況和土基干濕類(lèi)型 路基的濕度對(duì)路基的強(qiáng)度、剛度與穩(wěn)定性有著非常密切的關(guān)系。一、路基濕度的來(lái)源和變遷第十八頁(yè)，共77頁(yè)。1大氣降水與蒸發(fā) 降水通過(guò)路面、路肩和邊溝滲入路基；蒸發(fā)使水分逸出而促使土基干燥。2地面水 沿邊溝流動(dòng)或地表徑流的水流，因排水不暢而積聚于路基兩旁，慢慢滲入到路基內(nèi)。3地下水 因地下水的流動(dòng)或上升，同時(shí)借助土的毛細(xì)作用，由地下上升而浸濕路基的上部土體。4溫度變化 大氣溫度的變化，造成路基內(nèi)不同深度處的溫度差異，在溫差的影響下，土

9、中的水分以液態(tài)由熱處向冷處移動(dòng)，并聚集在該處，從而使路基內(nèi)的濕度分布發(fā)生變化。第十九頁(yè)，共77頁(yè)。二、路基干濕類(lèi)型的劃分 路床頂面以下80cm深度內(nèi)的平均稠度。 在不利季節(jié)，路床頂面以下80cm深度內(nèi)的平均含水量 （%） 100g平衡錐所測(cè)土的液限(%)； 土的塑限(%)。 路基的干濕類(lèi)型通常用路基土的平均稠度來(lái)區(qū)分。 路基土稠度計(jì)算公式：1路基土稠度沿豎向每10cm測(cè)1組含水量，共測(cè)8組，取其平均值。 在路基路面設(shè)計(jì)中，路基干濕類(lèi)型可劃分為四類(lèi)：干燥、中濕、潮濕、過(guò)濕。第二十頁(yè)，共77頁(yè)。 對(duì)于已建公路：判斷某路段的路基干濕類(lèi)型可根據(jù)實(shí)測(cè)不利季節(jié)路床頂面以下80cm深度內(nèi)土的平均含水量 ，計(jì)

10、算出相應(yīng)的平均稠度 。然后，利用表2-2-l確定該路段的干濕類(lèi)型。公路自然區(qū)劃不同土組的分界稠度，見(jiàn)表2-2-l。 第二十一頁(yè)，共77頁(yè)。2路基臨界高度 對(duì)于新建公路：路基尚未建成，得不到路床頂面以下80cm深度內(nèi)的平均含水量 ，也就無(wú)法利用公式直接計(jì)算平均稠度 ，不能以此區(qū)分路基干濕類(lèi)型。此時(shí)可利用地下水或地表長(zhǎng)期積水水位至路床頂面的高度H，與路基臨界高度(H1、H2、H3)進(jìn)行比較，來(lái)判斷路基干濕類(lèi)型。 路基干濕類(lèi)型的劃分，見(jiàn)表2-2-2。第二十二頁(yè)，共77頁(yè)。第二十三頁(yè)，共77頁(yè)。 路基臨界高度：是指保證路基上部土層（路床頂面以下80cm），在不利季節(jié)，處于某種濕度狀態(tài)（干燥，中濕、潮濕

11、）時(shí)，路床頂面距地下水位或地表長(zhǎng)期積水水位的最小高度。 路基臨界高度可根據(jù)土質(zhì)、氣候等因素，結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn)予以確定。當(dāng)缺乏實(shí)際資料時(shí)，干燥、中濕、潮濕狀態(tài)的路基臨界高度(H1、H2、H3)可參照表2-2-3選用。 填土高度：指路肩邊緣距原地面的高度。為利于排水，干燥路基最小填土高度一般規(guī)定為： 砂性土:0.30.5m 粘性土:0.40.7m 粉性土:0.50.8m。第二十四頁(yè)，共77頁(yè)。例2-2-1： 現(xiàn)有一段位于蘇州市郊區(qū)的粉質(zhì)中液限粘性土路基，最高地下水位離地面0.8m，路床頂面高出地面1.0m。試確定該段路基的干濕類(lèi)型，并預(yù)測(cè)路基的稠度。1.0m0.8m第二十五頁(yè)，共77頁(yè)。解：（1）計(jì)

12、算該路段路床頂面距地下水位的最小高度 H = 0.8 + 1.0 = 1.8（m）（2）判斷該路段路基的干濕類(lèi)型查表2-2-3得：1區(qū)粉質(zhì)土的 （m） 所以，該路段的路基處于中濕狀態(tài)。 （m） 因?yàn)榈诙?yè)，共77頁(yè)。第二十七頁(yè)，共77頁(yè)。（3）路基稠度預(yù)測(cè) 查表2-2-1得：粉質(zhì)土處于中濕時(shí)：1.05 0.90采用內(nèi)插法有： 結(jié)合 解得： =1.004，取 =1.00。（2.0-1.8）（1.8-1.35）=（1.05- ）（ -0.90）第二十八頁(yè)，共77頁(yè)。 通過(guò)本次課的學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握土基抗變形能力的評(píng)定方法，土基水溫狀況的改善措施，施工壓實(shí)度的概念；熟悉土基填料的選擇與壓實(shí)；了解邊坡坡

13、度的選用及其防護(hù)。本次授課的重點(diǎn)：土基抗變形能力的評(píng)定，土基水溫狀況的改善措施，施工壓實(shí)度的概念。難點(diǎn)：土基抗變形能力的評(píng)定方法，土基填料的選擇。目的要求重點(diǎn)與難點(diǎn)第二篇 道路路基路面結(jié)構(gòu)第2章 道路路基 （35節(jié)） 第二十九頁(yè)，共77頁(yè)。2-3 土基的抗變形能力（剛度）和穩(wěn)定性 位于路面之下的路基部分，需要支承路面的重力和行車(chē)荷載的作用。若其密實(shí)度不足，則會(huì)引起路面的不均勻沉陷。 路面產(chǎn)生不均勻沉陷后，將會(huì)影響行車(chē)速度、增加燃油消耗和機(jī)件損傷，還會(huì)導(dǎo)致路面的早期破壞。為此，在路基路面設(shè)計(jì)中必須考慮路基的抗變形能力及其穩(wěn)定性。第三十頁(yè)，共77頁(yè)。一、土基抗變形能力的評(píng)定（一）土基的剛度指標(biāo) 通

14、過(guò)路面?zhèn)髦镣粱斆娴男熊?chē)荷載，從理論上講是一種重復(fù)作用的瞬時(shí)動(dòng)荷載，包括水平力、垂直力、撞擊力等。其中的水平力隨深度的加大消減得很快，土基頂面上實(shí)際所受到的水平力很?。恍熊?chē)的撞擊力，由于路面的吸震作用，傳至土基時(shí)，也將變得很小。第三十一頁(yè)，共77頁(yè)。 因此，通常把行車(chē)荷載對(duì)土基的影響僅近似看作為一種瞬時(shí)、重復(fù)作用的垂直力。該垂直力沿土基深度的增加也會(huì)遞減，到達(dá)一定深度時(shí)，荷載應(yīng)力將比隨深度而增加的土基自重應(yīng)力小得多，當(dāng)其僅為自重應(yīng)力的1/51/10以下時(shí)，再往深處的行車(chē)荷載影響與土基自重影響相比可以忽略不計(jì)，此深度即可看作對(duì)于支承路面、經(jīng)受行車(chē)荷載作用有較大影響的土基范圍。因此，必須保證這部分

15、土基具有足夠的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性，這個(gè)深度范圍稱(chēng)作路基工作區(qū)。第三十二頁(yè)，共77頁(yè)。 傳到土基頂面上的垂直壓力將使土基或多或少地產(chǎn)生豎向變形，而土基的這部分變形必然反映給上部的路面，使路面也隨之也產(chǎn)生豎向變形彎沉。因此，對(duì)土基抵抗外荷能力的分析應(yīng)著重于它在垂直壓力作用下的豎向變形程度。 第三十三頁(yè)，共77頁(yè)。 通常把土基當(dāng)作是均質(zhì)的半空間彈性體，從而利用“彈性體理論”來(lái)求解荷載與變形之間的關(guān)系。傳到土基頂面上的垂直壓力可近似的看作為圓形均布的局部荷載。此時(shí)，荷載p與土基頂面上離荷載中心軸的徑向距離為r處的彎沉（垂直位移）之間的關(guān)系可以表達(dá)為： 傳到土基頂面上的垂直壓力將使土基或多或少地產(chǎn)生豎向變形

16、，而土基的這部分變形必然反映給上部的路面，使路面也隨之也產(chǎn)生豎向變形彎沉。因此，對(duì)土基抵抗外荷能力的分析應(yīng)著重于它在垂直壓力作用下的豎向變形程度。 第三十四頁(yè)，共77頁(yè)。式中： p均布荷載的大?。∕Pa）； 0土的泊松比（0.35）； E0土的彈性模量（MPa）； 圓形均布荷載的作用面積的半徑（m）； 隨徑向距離而變的彎沉系數(shù)。 r 離荷載中心軸的徑向距離。第三十五頁(yè)，共77頁(yè)。（二）土基剛度的測(cè)定 確定土基剛度（回彈模量）的方法有兩種: 1承載板現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)法 對(duì)于已有的道路路基，可采用壓入承載板法現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)。在剛性承載板上，采用逐級(jí)加荷-卸荷法測(cè)出各級(jí)荷載作用下的回彈彎沉值，據(jù)此可以點(diǎn)繪出土基的

17、荷載-回彈彎沉曲線(xiàn)（如圖所示）。采用線(xiàn)性歸納法求出土基的回彈模量。第三十六頁(yè)，共77頁(yè)。（1）根據(jù)道路沿線(xiàn)的水文、地質(zhì)情況及路基斷面形式，將整條道路劃分為若干個(gè)路段。 （2）在各個(gè)分段路基中，由路床頂面距地下水位（或地表面長(zhǎng)期積水水位）的最小高度H、地區(qū)所在的自然區(qū)劃及土質(zhì)，通過(guò)查表2-2-3和表2-2-2，確定土基的干濕類(lèi)型。 （3）利用土基的干濕類(lèi)型、路床頂面距地下水位（或地表長(zhǎng)期積水水位）的最小高度及路基臨界高度(H1、H2、H3) ，查表2-2-1（P306），確定路基土的平均稠度 。 （4）根據(jù)路基土的平均稠度 和土質(zhì)，查表2-2-5（P313，確定土基的回彈模量E0。2查表法 當(dāng)進(jìn)

18、行新路設(shè)計(jì)時(shí)，由于路基尚未建成，無(wú)法現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定土基的回彈模量。需要通過(guò)預(yù)估某路段路基修筑后，可能出現(xiàn)的路基土的干濕類(lèi)型和平均稠度，據(jù)此辯證地確定土基的回彈模量值采用查表法獲得土基的回彈模量。第三十七頁(yè)，共77頁(yè)。 例2-2-2：在我國(guó)的西寧，某一段砂性土路基，若已知 =1.08，試確定該段路基的回彈模量E0。查表2-2-5得： （）（）=（E0-44.0）（45.5- E0）解得：E0=44.9 MPa解：由圖2-1-2得，西寧地處3區(qū)第三十八頁(yè)，共77頁(yè)。二、土基水溫狀況的改善措施 土基的剛度受水和溫度的影響很大。而土基的濕度有著明顯的季節(jié)性和地區(qū)差異性，受其影響土基的剛度也隨之而發(fā)生季節(jié)性的

19、變化，并存在著地區(qū)性的差異。因而，在確定土基的剛度時(shí)，應(yīng)選擇在不利季節(jié)進(jìn)行測(cè)定。 改善土基水溫狀況的措施主要有：1加強(qiáng)路基和路面排水 正確地布設(shè)路基路面的排水系統(tǒng)，使地面水和地下水得以迅速排除，使路基免受水的浸濕。第三十九頁(yè)，共77頁(yè)。2壓實(shí)土基 對(duì)路基土施以充分的壓實(shí)，使之具有一定的抵御水分浸濕的能力，也即保證它具有足夠的剛度和水穩(wěn)性。第四十頁(yè)，共77頁(yè)。3保證填土高度 路基有一定的填土高度，可以借以進(jìn)行路面排水，免受地面滯水和地下水的浸潤(rùn)作用。以保證路基的上部土體處于干燥或中濕狀態(tài)。4換土 利用強(qiáng)度高、水穩(wěn)性好、壓縮性小的筑路材料換填不良土壤，并采取正確的方法進(jìn)行填筑。第四十一頁(yè)，共77頁(yè)

20、。5設(shè)置隔離層（隔水） 采用透水性良好的土或不透水的材料，在路基內(nèi)修筑隔離層，以阻斷地下毛細(xì)水的上升。6設(shè)置排水層或其它排水構(gòu)造物 采用大空隙的材料建造排水層，以疏干聚集在路基上層的過(guò)多的水分。第四十二頁(yè)，共77頁(yè)。7石灰穩(wěn)定土基 對(duì)于過(guò)濕的土基，可摻拌少量的石灰，借石灰的吸濕作用疏干土基，并提高路基的水穩(wěn)性。8設(shè)置隔溫層 用導(dǎo)熱性較低的材料作隔溫層，減小冰凍深度，也減輕負(fù)溫差作用下的“濕度積聚”。第四十三頁(yè)，共77頁(yè)。2-4 土基填料的選擇與壓實(shí)一、填料的選擇1砂土 無(wú)塑性，有良好透水性，毛細(xì)管水上升高度很小，具有較大的內(nèi)摩擦系數(shù)。但是砂土粘結(jié)性差、易松散，抗水流沖刷和抵御風(fēng)蝕的能力很弱，而

21、且壓實(shí)困難。用砂土填筑的路堤，經(jīng)過(guò)充分的壓實(shí)，壓縮變形小、穩(wěn)定性較好。2砂性土 級(jí)配良好，既含有一定數(shù)量的粗顆粒，使之具有一定的強(qiáng)度和水穩(wěn)性；又含有一定數(shù)量的細(xì)顆粒，使之具有一定的粘結(jié)性，不致過(guò)于松散。雨天不泥濘、晴天不揚(yáng)塵，而且易于施工，能構(gòu)成平整堅(jiān)實(shí)的路基表面，是理想的路基填筑材料。第四十四頁(yè)，共77頁(yè)。3粘性土 細(xì)顆粒含量多，內(nèi)摩擦系數(shù)小，粘聚力大，毛細(xì)現(xiàn)象嚴(yán)重，具有較大的可塑性。干燥時(shí)堅(jiān)硬不易挖掘，浸水后強(qiáng)度急劇下降，而且干濕循環(huán)所引起的體積變化較大，過(guò)干或過(guò)濕時(shí)都不便于施工。若給予充分壓實(shí)和良好排水，粘性土尚可作為路堤填料。4粉性土 含有較多的粉粒，毛細(xì)現(xiàn)象嚴(yán)重，干燥時(shí)易風(fēng)蝕，浸水后

22、很快被濕透。在季節(jié)性冰凍地區(qū)常引起凍脹和翻漿，遇水飽和時(shí)可產(chǎn)生振動(dòng)液化。 因此粉性土屬于不良的路基用土。在必須使用時(shí)，宜摻配其它材料進(jìn)行必要的改良，同時(shí)要采取嚴(yán)格的隔水與排水措施。第四十五頁(yè)，共77頁(yè)。5碎（礫）石質(zhì)土：粒徑大于2mm的顆粒含量超過(guò)50% 顆粒較粗，內(nèi)摩擦系數(shù)高，透水性大。具有足夠的抗變形能力和良好的水穩(wěn)定性，施工壓實(shí)方便，是一種良好的筑路填料，但是隨著細(xì)粒的增多，透水性和水穩(wěn)性將隨之下降。6礫石、不易風(fēng)化的石塊 透水性大，強(qiáng)度高，水穩(wěn)定性好，使用場(chǎng)合和施工季節(jié)均不受限制。是一種較好的路基下部填料，但是石塊之間要嵌鎖密實(shí)，以避免在路基自重和行車(chē)荷載的作用下，因石塊松動(dòng)而產(chǎn)生局部

23、沉陷。7膨脹性重粘土 幾乎不透水，粘結(jié)力特強(qiáng)，干時(shí)難挖掘，濕時(shí)膨脹性和塑性都很大。其工程性質(zhì)受粘土礦物成分的影響較大，膨脹性重粘土不宜用來(lái)填筑路堤。第四十六頁(yè)，共77頁(yè)。8易風(fēng)化的軟質(zhì)巖石 如泥灰?guī)r、硅藻巖等易風(fēng)化的軟質(zhì)巖石，浸水后易崩解，強(qiáng)度顯著降低，而且變形量大。 一般不宜作為路基填料。 第四十七頁(yè)，共77頁(yè)。 除上述路基用土外，尚有一些特殊的土類(lèi)，如含有特殊結(jié)構(gòu)的土（濕陷性黃土），含有機(jī)質(zhì)的土（腐殖土）、含易溶鹽的土（鹽漬土）等，用以填筑路基時(shí)必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施；而雜填土（如建筑垃圾、工業(yè)廢料等），由于成因不規(guī)律，分布不均勻，結(jié)構(gòu)松散，必須經(jīng)由試驗(yàn)確定能否采用。第四十八頁(yè)，共77頁(yè)。

24、二、土基的壓實(shí)（一）壓實(shí)的意義 未壓實(shí)的路基在自然因素和行車(chē)荷載的作用下，容易發(fā)生較大的變形或破壞。經(jīng)充分壓實(shí)后，具備了一定的密實(shí)度，使路基的塑性變形顯著減小，滲透性、毛細(xì)水作用及隔溫性能也都得以改善，從而明顯的提高了路基的承載能力和水穩(wěn)性。因此，壓實(shí)是路基填筑施工中最主要的工序，對(duì)路基的施工質(zhì)量起著決定性的作用。第四十九頁(yè)，共77頁(yè)。（二）土質(zhì)路基壓實(shí)影響因素 影響路基壓實(shí)的因素很多，主要有含水量、土質(zhì)、壓實(shí)功等。1含水量 土中的含水量對(duì)壓實(shí)效果的影響比較顯著。 當(dāng)土中的含水量較小時(shí)，由粒間引力使土保持著比較疏松的狀態(tài)或凝聚結(jié)構(gòu)，水少而氣多，在一定的外部壓實(shí)功能的作用下，雖然孔隙中的氣體容易

25、被排出，但由于水膜的潤(rùn)滑作用還不夠明顯，以及外部功也不足以克服粒間引力，土粒間的相對(duì)移動(dòng)不容易實(shí)現(xiàn)，因而壓實(shí)效果比較差。隨著土中的含水量的逐漸增大，水膜變厚，引力減小，水膜又起到較好的潤(rùn)滑作用。因此，在這種情況下，外部壓實(shí)功比較容易使土粒產(chǎn)生移動(dòng)，壓實(shí)效果漸佳。但如果土中的含水量過(guò)大，孔隙中出現(xiàn)了自由水，壓實(shí)功不能使氣體排出，壓實(shí)功的一部分將被自由水抵消，減小了有效壓力，壓實(shí)效果反而會(huì)下降。第五十頁(yè)，共77頁(yè)。 由擊實(shí)曲線(xiàn)圖（圖2-1）可以看出：曲線(xiàn)上有一峰值，該處的干容重為最大，稱(chēng)之為最大干容重；與之相對(duì)應(yīng)的含水量，則被稱(chēng)之為最佳含水量，這兩個(gè)指標(biāo)對(duì)于路基的設(shè)計(jì)與施工極其重要。圖2-1 干密

26、度與含水量關(guān)系曲線(xiàn) 只有在最佳含水量的情況下路基土才最容易被壓實(shí)，同時(shí)也只有在最佳含水量的情況下經(jīng)過(guò)壓實(shí)的路基土水穩(wěn)性最好。第五十一頁(yè)，共77頁(yè)。2土質(zhì) 由試驗(yàn)（結(jié)果圖2-2所示）可知，土的性質(zhì)不同，其最大干密度和最佳含水量也明顯不同。 土中的粉粒、粘粒含量越大，土的塑性指數(shù)越大，土的最佳含水量也越大，而最大干密度卻越小。所以，一般情況下，砂性土的最佳含水量小于粘性土的最佳含水量，而砂性土的最大干密度大于粘性土的最大干密度。各種土的最大干密度和最佳含水量雖然不同，但是擊實(shí)曲線(xiàn)卻相類(lèi)似。亞砂土和亞粘土的壓實(shí)性能均較好，都是理想的筑路用土。圖2-2 不同土質(zhì)的關(guān)系曲線(xiàn) 1-亞砂土；2-亞粘土；3-

27、粘土第五十二頁(yè)，共77頁(yè)。3壓實(shí)功能 同一類(lèi)土，其最佳含水量隨著壓實(shí)功的加大而減小，而最大干容重則隨壓實(shí)功的加大而增大，如圖2-3所示。 當(dāng)土偏干時(shí)，增加壓實(shí)功對(duì)提高土的容重影響較大，但當(dāng)壓實(shí)功加大到一定程度后，對(duì)于最佳含水量的減少和最大干密度的提高將變得越來(lái)越不明顯；當(dāng)土偏濕時(shí)，增加壓實(shí)功對(duì)提高土的容重則收效甚微，而且還有可能引發(fā)路基“彈簧現(xiàn)象”。圖2-3 不同壓實(shí)功的關(guān)系曲線(xiàn)第五十三頁(yè)，共77頁(yè)。4碾壓的溫度 在路基的碾壓過(guò)程中，當(dāng)溫度適宜時(shí)，容易達(dá)到良好的壓實(shí)效果。如果溫度過(guò)高，將由于水分蒸發(fā)太快而難以壓實(shí)；如果溫度低于0時(shí)，又會(huì)因部分水分結(jié)冰，潤(rùn)滑作用變差，碾壓阻力增大，難以達(dá)到理想的

28、壓實(shí)效果。5壓實(shí)土層的厚度 在相同的壓實(shí)條件下，實(shí)測(cè)土層不同深度的密實(shí)度發(fā)現(xiàn)，該值隨深度的增加而遞減，表層5cm的實(shí)測(cè)值最高。這說(shuō)明土所受外力的作用隨深度的增加而減弱，當(dāng)超出一定深度范圍后，土的密實(shí)度將不再提高。因此，路堤填土施工必須分層鋪筑與碾壓，并合理控制每層的鋪筑厚度。6壓實(shí)的機(jī)具與方法 不同類(lèi)型的壓實(shí)機(jī)具，其質(zhì)量大小、適應(yīng)的土質(zhì)類(lèi)型和壓力傳布的深度都將有所差異。另外，碾壓的速度不同，壓實(shí)效果也會(huì)有一定的變化。第五十四頁(yè)，共77頁(yè)。（三）土質(zhì)路基的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)路床 路堤路面上路床下路床上路堤下路堤路面030cm3080cm80150cm150cm路床頂面第五十五頁(yè)，共77頁(yè)。土質(zhì)路基壓實(shí)度標(biāo)

29、準(zhǔn)填挖類(lèi)型路床頂面以下深度m壓實(shí)度（%）高速公路、一級(jí)公路二級(jí)公路三、四級(jí)公路路堤上路床00.30969594下路床0.300.80969594上路堤0.801.50949493下路堤1.50939290零填及挖方路段00.309695940.300.809695注：1.表中所列壓實(shí)度以公路土工試驗(yàn)規(guī)程重型擊實(shí)試驗(yàn)法為準(zhǔn)； 2.三、四級(jí)公路鋪筑水泥混凝土路面或?yàn)r青路面時(shí)，其壓實(shí)度應(yīng)采用二級(jí)公路的規(guī)定值。第五十六頁(yè)，共77頁(yè)。（四）壓實(shí)度及其檢測(cè) 我國(guó)目前以壓實(shí)度K(%)作為控制土基壓實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。 1壓實(shí)度：是指工地上實(shí)際達(dá)到的干密度與由擊實(shí)試驗(yàn)所得到的最大干密度之比值， 路堤、路塹和路面的各個(gè)層

30、次均應(yīng)進(jìn)行壓實(shí)。土質(zhì)路基(含土石路堤)的壓實(shí)度應(yīng)不低于前表的標(biāo)準(zhǔn)。第五十七頁(yè)，共77頁(yè)。2壓實(shí)度檢測(cè) （1）壓實(shí)度檢測(cè)方法主要有：灌砂法、灌水（水袋）法、環(huán)刀法、核子儀法等。 注：用灌砂法、灌水（水袋）法檢測(cè)壓實(shí)度時(shí)，取土樣的底面位置為每一壓實(shí)層底部；用環(huán)刀法進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，環(huán)刀中部應(yīng)處于壓實(shí)層厚的1/2深度；用核子儀試驗(yàn)時(shí)，要認(rèn)真按照儀器使用說(shuō)明書(shū)的要求進(jìn)行檢測(cè)。 （2）檢測(cè)頻率：施工過(guò)程中，每一壓實(shí)層均應(yīng)檢驗(yàn)壓實(shí)度，檢測(cè)頻率應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)定，必要時(shí)可根據(jù)需要增加檢測(cè)點(diǎn)。第五十八頁(yè)，共77頁(yè)。（五）標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn) 標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)方法分為輕型標(biāo)準(zhǔn)和重型標(biāo)準(zhǔn)兩種。 1輕型標(biāo)準(zhǔn) 相當(dāng)于68噸的壓路機(jī)的碾壓

31、效果。 2重型標(biāo)準(zhǔn) 相當(dāng)于1215噸壓路機(jī)的碾壓效果。 采用重型標(biāo)準(zhǔn)測(cè)得的最大干密度比輕型標(biāo)準(zhǔn)的約增加6%8%，而最佳含水量一般小2%8%。 一般要求土基壓實(shí)采用重型標(biāo)準(zhǔn)。第五十九頁(yè)，共77頁(yè)。2-5 路基邊坡 路基出現(xiàn)滑坍、崩坍等病害，通常表現(xiàn)為邊坡失穩(wěn)。 邊坡失穩(wěn)嚴(yán)重影響著行車(chē)的安全與暢通，額外增加清方及處治的工作量。因此，應(yīng)根據(jù)路基所處的具體條件和環(huán)境，合理地選定路基邊坡的形狀和坡度，并采取適當(dāng)?shù)拇胧┮员ＷC其穩(wěn)定性。一、填方路基邊坡 填方邊坡的形式：通常有直線(xiàn)形、折線(xiàn)形和臺(tái)階形。1. 直線(xiàn)形：從坡頂?shù)狡履_采用單一坡度；第六十頁(yè)，共77頁(yè)。 填方邊坡坡度的大小：應(yīng)根據(jù)填料的物理力學(xué)性質(zhì)、氣

32、候條件、邊坡高度，以及基底的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件進(jìn)行綜合考慮予以確定。 2. 折線(xiàn)形：從坡頂?shù)狡履_采用不同的坡度；3. 臺(tái)階形：在邊坡的中部或巖土層的分界處，設(shè)一平臺(tái)。第六十一頁(yè)，共77頁(yè)。（一）填土路基邊坡1普通路堤 當(dāng)路堤的高度不超過(guò)規(guī)定，而且基底情況良好時(shí)，根據(jù)長(zhǎng)期的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，路堤邊坡坡度可按表2-2-11選用。2高路堤 對(duì)邊坡高度超過(guò)規(guī)定高度的路堤，應(yīng)進(jìn)行路堤邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算。（1）對(duì)于滲水性土壤，可采用直線(xiàn)滑動(dòng)面法進(jìn)行驗(yàn)算；第六十二頁(yè)，共77頁(yè)。（2）對(duì)于粘質(zhì)土，可采用圓弧滑動(dòng)面法進(jìn)行驗(yàn)算。 驗(yàn)算時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)（抗滑力/下滑力或抗滑力矩/下滑力矩）不得小于1.251.5。第六十三頁(yè)

33、，共77頁(yè)。路堤邊坡坡度 填料種類(lèi)邊坡最大高度(m)邊坡坡度全部高度上部高度下部高度全部坡度上部坡度下部坡度粘性土、粉性土、砂性土20812-1:1.51:1.75礫石土、粗砂、中砂12-1:1.5-碎石土、卵石土201281:1.51:1.75不易風(fēng)化的石塊208121:1.31:1.5 填方邊坡高時(shí)，可在邊坡中部每隔812m設(shè)一道邊坡平臺(tái)護(hù)坡道，平臺(tái)寬度為12m，設(shè)成向外側(cè)傾斜3%左右的橫坡度，并用漿砌片石或水泥混凝土預(yù)制塊進(jìn)行防護(hù)。第六十四頁(yè)，共77頁(yè)。（二）受水浸淹路基的填方邊坡 填方邊坡坡度，在設(shè)計(jì)水位以下的部分視填料情況可采用l:1.751:2.0，在常水位以下部分可采用1:21:

34、3。 設(shè)計(jì)水位 = 設(shè)計(jì)洪水頻率計(jì)算水位 + 壅水高度 + 波浪侵襲高度 + 0.5m 注：如用滲水性好的土填筑或設(shè)置了邊坡防護(hù)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況采用較陡的路堤邊坡。地面線(xiàn)河道設(shè)計(jì)洪水頻率計(jì)算水位設(shè)計(jì)水位常水位壅水高度 + 波浪侵襲高度0.5m1:21:3l:1.751:2.0l:1.51:1.75第六十五頁(yè)，共77頁(yè)。（三）填石路基邊坡 在開(kāi)山石料富余的路段或浸水路段可設(shè)計(jì)為填石路基。 填石路基施工時(shí)，應(yīng)采用不易風(fēng)化的開(kāi)山石料填筑，邊坡坡度可采用l:1。邊坡坡面應(yīng)選用大于25cm的石塊進(jìn)行臺(tái)階式碼砌，碼砌高度一般為l2m，內(nèi)部多以碎石料分層填筑。 填石路堤的高度不宜超過(guò)20m。 注：當(dāng)填石路基邊坡采用大于40cm的開(kāi)山石砌筑時(shí)，稱(chēng)為砌石路基。其邊坡坡度可根據(jù)高度按下表選用。第六十六頁(yè)，共77頁(yè)。二、路塹邊坡 路塹邊坡的穩(wěn)定性主要與當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)、水文條件和地面排水條件以及施工方法有關(guān)。除此之外，地貌、氣候等因素對(duì)其穩(wěn)定性也有很大的影響。 路塹邊坡的形狀主要有：直線(xiàn)形、折線(xiàn)形和臺(tái)階形。 （1）當(dāng)路塹邊坡為均質(zhì)或薄層互層、且高度不大時(shí)，宜采用直線(xiàn)形邊坡；第六十七頁(yè)，共77頁(yè)。 （2）當(dāng)路塹邊坡較高或由多層土組成時(shí)，宜采用折線(xiàn)形邊坡； （3）當(dāng)路塹邊坡由多層土組成、且很高時(shí)，或是易風(fēng)化的軟