《路基路面工程》

PavementEngineering國家精品課程東南大學(xué)

道路與鐵道工程

國家重點學(xué)科HighwayandRailwayEngineering,NationalKeyDiscipline21:38愛課程網(wǎng)址/sCourse/course_2658.html中國大學(xué)MOOC網(wǎng)址/course/SEU-1001753401第五章路基施工SubgradeConstruction21:38主要內(nèi)容(maincontents)第一節(jié)概述(Introduction)第二節(jié)路堤填筑與壓實(Embankmentfillingandcompaction)第三節(jié)路塹開挖(Cuttingexcavation)第四節(jié)石質(zhì)路基爆破施工(Blastingconstructioninstonesubgrade)第五節(jié)路基加固(Foundationreinforcement)第六節(jié)路基施工新技術(shù)(Newconstructiontechnology)21:38第一節(jié)概述路基施工的基本方法(basicmethods)按技術(shù)特點分類(technicalcharacteristic)：人工及簡易機械化(artificialconstructionmethod)：手工工具、勞動強度大、進(jìn)度慢、工程質(zhì)量難以保證綜合機械化施工(syntheticmechanizedconstruction)：效率高、需要科學(xué)地嚴(yán)密組織施工水力機械化施工(hydro-mechanisationconstruction)：適用于電源盒水源充足、挖掘松散的土質(zhì)和地下鉆孔爆破法(blastingmethod)：石質(zhì)路塹開挖、凍土、泥沼、清除路面、開石取料21:38基本要求（requirements)（1）嚴(yán)格按照設(shè)計文件和施工規(guī)范路基施工，以試驗及測試結(jié)果作為檢查、評定路基施工質(zhì)量是否符合要求的主要依據(jù)（2）加強排水，確保路基施工質(zhì)量。路基施工前應(yīng)先修筑截水溝(interceptingdrain)、排水溝(drainageditch)等排水設(shè)施（3）合理取土、棄土。施工時取土與棄土應(yīng)從方便路基施工、節(jié)約用地、保護(hù)耕地和農(nóng)田水利設(shè)施等角度考慮（4）保護(hù)生態(tài)環(huán)境（5）因地制宜，合理利用當(dāng)?shù)夭牧虾凸I(yè)廢料修筑路基，有效降低工程造價（6）安全施工路基施工前必須做好詳細(xì)檢查，合理安排，統(tǒng)一部署，選擇合適的填筑材料，采用先進(jìn)的施工技術(shù)和施工機械，周密的施工組織和科學(xué)地管理第二節(jié)路堤填筑與壓實21:38平土機（gradingmachine）

第二節(jié)路堤填筑與壓實機械化施工(fillingandexcavatingscheme)常用的路基土方機械松土機scarifier挖掘機excavator鏟運機scraper21:38第二節(jié)路堤填筑與壓實機械化施工(fillingandexcavatingscheme)常用的路基土方機械21:38膠輪壓路機PneumaticTiredRoller單鋼振動輪壓路機VibratoryDrumCompactor第二節(jié)路堤填筑與壓實機械化施工(fillingandexcavatingscheme)常用的路基土方機械21:38雙鋼輪（振動）壓路機SmoothSteel-WheelRollers第二節(jié)路堤填筑與壓實機械化施工(fillingandexcavatingscheme)常用的路基土方機械21:38羊足壓路機SheepsfootRollers第二節(jié)路堤填筑與壓實機械化施工(fillingandexcavatingscheme)常用的路基土方機械21:38沖擊壓路機ImpactRollers（Compactor）

第二節(jié)路堤填筑與壓實路基壓實（subgradecompaction）（1）路堤的壓實（significanceofcompaction）分層壓實致密的路基能防止水分干濕作用引起的自然沉陷和行車荷載反復(fù)作用產(chǎn)生的壓密變形（deformation），從而確保路面的使用品質(zhì)和使用壽命（servicequalityandservicelife）。（2）路塹的壓實（cuttingcompaction）路塹雖然其路基頂面工作區(qū)內(nèi)土體存在超固結(jié)（over-consolidation）情況，但一般天然土體的密實程度（compactiondensity）都不能滿足路基設(shè)計要求，特別是在縱橫向存在不均勻，因此，有必要挖開后再分層填筑壓實，使其達(dá)到一定的均勻密實要求。路塹主要是開挖方法（土質(zhì)路塹和石質(zhì)路塹），然后進(jìn)行必要的壓實和防護(hù)。21:38

試驗設(shè)備（compactionequipment）擊實筒V=2177cm3；擊實錘w=4.5kg

試驗條件（compactioncondition）土樣分層n=3層；落高d=45cm；擊數(shù)N=98/層

擊實能量（compactionenergy）

試驗方法

對ω為定值的土；分三層壓實；測定擊實后的ω、ρ，算定ρd

注意：僅適用于細(xì)粒土（fine-grainedsoil）；對粗粒土（coarse-grainedsoil），可用較大尺寸的擊實儀第二節(jié)路堤填筑與壓實（3）公路室內(nèi)擊實試驗(laboratorycompactiontest）

21:38公路土工試驗規(guī)程JTG3430-2020第二節(jié)路堤填筑與壓實（4）室內(nèi)擊實國家標(biāo)準(zhǔn)

（Nationalstandard）《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（國家標(biāo)準(zhǔn)）輕型:d<5mm;V=947cm3,m=2.5kg，

落高30.5cm，分3層,每層25擊重型:d<40mm;V=2177cm3,m=4.5kg,

落高45.7cm

，分3層,每層98擊。（5）路基土的壓實度概念（compactiondensity）：

路基土達(dá)到的干密度值（drydensity）與標(biāo)準(zhǔn)擊實法得到的最大干密度的比值的百分?jǐn)?shù)表示。

（6）要求壓實的土層：路堤填土部分、零填及挖方路基。21:38GBT50123-2019土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)第二節(jié)路堤填筑與壓實（7）壓實土層的材料要求21:38第二節(jié)路堤填筑與壓實（8）壓實度標(biāo)準(zhǔn)(compactionstandard):21:38（9）壓實機械(compactor）機械選擇的選擇(compactorselection）碾壓式（rollercompaction）夯擊式（tampingroller）振動式（vibration）對砂性土的壓實效果，振動式較好，夯擊式次之，碾壓式較差對粘性土，選用碾壓式或夯擊式，振動式較差第二節(jié)路堤填筑與壓實21:38第二節(jié)路堤填筑與壓實（9）壓實機械(compactor）壓實機械操作(selectionandoperationofequipment）主要要求：實踐證明：在機具類型、土層厚度及行程遍數(shù)已經(jīng)選定的條件下，壓實操作時宜先輕后重、先慢后快、先邊緣后中間。壓實時相鄰兩次的輪跡應(yīng)重疊輪寬的1/3，保持壓實均勻，不漏壓，對于壓不到的邊角，應(yīng)輔以人力或小型機具壓實;經(jīng)常檢查含水量和密實度，以達(dá)到符合規(guī)定壓實度要求21:38施工要點(constructionpoints)開挖準(zhǔn)備(preparation）開挖的基本要求（basicrequirements）開挖方案（excavationscheme）控制邊坡平順性（smoothness）、穩(wěn)定性（stability）的關(guān)鍵技術(shù)第三節(jié)路塹開挖21:38第四節(jié)石質(zhì)路基爆破施工爆破工程(blastingengineering)21:38地基加固方法(methodsoffoundationreinforcement)換填土層法碾壓夯實法排水固結(jié)法擠密法化學(xué)加固法管樁加固法第五節(jié)地基加固(Foundationreinforcement)21:38注漿加固土原理和方法(principleandmethodofgroutingreinforcement)滲透注漿(permeationgrouting)注漿材料在外力作用下可滲入大搜巖土體的裂隙或空隙中。漿液均勻地擴(kuò)散到圖土顆粒間的空隙內(nèi)，將土顆粒膠結(jié)起來，可增強土體強度和防滲能力。壓密注漿(compactiongrouting)通過鉆孔擠向土體，在注漿處形成球形漿泡，漿液擠走周圍的土，起置換作用劈裂注漿(fracturinggrouting)在鉆孔附近形成網(wǎng)狀漿脈，通過漿脈擠壓土體，利用漿脈骨架作用加固土體第五節(jié)地基加固(Foundationreinforcement)21:38第六節(jié)路基變形分析與監(jiān)測核心內(nèi)容沉降分析變形監(jiān)測第六節(jié)【1、沉降分析】路基變形（示意圖）：

包括兩個方向的變形：豎向位移和水平位移。路基沉降指的是施工期或運營期內(nèi)，路基某基準(zhǔn)點，在自重應(yīng)力、施工與交通荷載作用下，伴隨自然環(huán)境和時間因素的影響，因軟弱地基或路基填方的壓縮變形而產(chǎn)生的高程差。不均勻沉降則是指路基頂面上不同位置的沉降有差異的現(xiàn)象。21:38軟基上高速公路沉降模式第六節(jié)【1、沉降分析】軟土地基的修建公路可能遇到的問題工后沉降量過大不均勻沉降大在車輛荷載作用下地基易產(chǎn)生累計的塑性變形。21:38第六節(jié)【1、沉降分析】需要沉降分析及施工期變形觀測的工況包括：①高填路堤；②軟土地基上的填方路基；③重要高速公路路段；④其他特殊工況，

如：路基拓寬工程、

橋頭位置等21:38第六節(jié)【1、沉降分析】沉降量總沉降S是瞬時沉降Sd、主固結(jié)沉降Sc及次固結(jié)沉降Ss之和S=Sd+Sc+Ss路基沉降分析時，可選用主固結(jié)沉降Sc為主要計算指標(biāo)，通過固結(jié)系數(shù)ms修正獲得總沉降S：S=msSc

控制要求（允許的工后沉降）21:38第六節(jié)【2、變形監(jiān)測】路基變形監(jiān)測目的發(fā)現(xiàn)路基在施工和運營期間可能發(fā)生的沉降和穩(wěn)定性問題，及時預(yù)警，以采取積極的主動干預(yù)措施，保障路基工程的安全。監(jiān)測方法水準(zhǔn)儀；基于GIS的衛(wèi)星實時變形觀測系統(tǒng)；基于光纖的分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；基于物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)預(yù)警技術(shù)工程類比法和計算分析法節(jié)尾21:38填石路堤（rock-fillembankment）填石路堤是指用挖方路段的石方棄渣或其它來源的石料填筑的路堤。它的填料性質(zhì)、壓實標(biāo)準(zhǔn)及邊坡的防護(hù)等與土質(zhì)路堤有很大差異。第七節(jié)路基施工新技術(shù)(newconstructiontechnology)21:38第七節(jié)路基施工新技術(shù)(newconstructiontechnology)填石路基的壓實要求21:38第七節(jié)路基施工新技術(shù)強夯再壓實處治（recompactedfill）強夯法又稱動力固結(jié)法(DynamicConsolidationMethod)，就是利用起重設(shè)備反復(fù)將夯錘（rammer）(一般100～400kN)起吊到一定高度后自由落下(落距一般為6～40m)，對地基土反復(fù)施加沖擊和振動能量，將地基土夯實，從而提高地基承載力（bearingcapacity），改善地基性能。21:38第七節(jié)路基施工新技術(shù)智能壓實技術(shù)（